[發(fā)明專利]基板拋光方法、半導(dǎo)體裝置及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810080787.1
• 申請(qǐng)日: 2008-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN101244536A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中村寬子;上月貴晶;榎本貴幸;山本雄一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索尼株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B24B29/00
• 分類號(hào): B24B29/00;H01L21/304;C09K3/14;B24B1/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 彭久云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基板拋光，特別是，涉及應(yīng)用于拋光目標(biāo)為薄板形式例如液晶面板基板的整平拋光的基板拋光方法。

本發(fā)明還涉及采用基板拋光方法所制造的半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

在相關(guān)技術(shù)中，采用其中氮化硅或者氮化硅的水合物分布成膠狀的膠狀懸浮液，或者膠狀硅土作為拋光劑，即用作拋光成分(在下文稱為漿料)，用于拋光由硅晶片和化學(xué)晶片等形成的半導(dǎo)體基板(在下文稱為晶片)的表面。此外，作為拋光方法，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是通常公知的，其中晶片設(shè)置在拋光工作臺(tái)上，在工作臺(tái)上伸展有由泡沫構(gòu)件、合成樹脂(聚氨酯等)或者無紡纖維形成的拋光布，并且在拋光頭壓向晶片并且旋轉(zhuǎn)晶片的同時(shí)，漿料定量供給晶片以進(jìn)行拋光。

作為漿料，采用通過裂化硅粒子使其形成分散到含有堿性成分的溶液中的精細(xì)的膠狀硅土所制備的溶液，例如，如美國專利3328141號(hào)所揭示。這樣的拋光應(yīng)用了漿料的堿性成分的化學(xué)作用，尤其是對(duì)晶片等的腐蝕作用。具體而言，通過堿的腐蝕作用，薄且軟的腐蝕層形成在晶片等的表面上，并且該薄層通過精細(xì)膠狀硅粒子的機(jī)械作用陸續(xù)去除而推進(jìn)拋光。

同時(shí)，日本專利申請(qǐng)公開平11-135617號(hào)中揭示了一種拋光方法，用于改善元件隔離部分平面度而不增加由CMP形成溝槽元件隔離的步驟數(shù)量。根據(jù)該拋光方法，在前半部分拋光中，采用由相對(duì)大粒子尺寸的研磨劑顆粒形成的漿料，而在后半部分拋光中采用由比較小粒子尺寸的研磨劑顆粒形成的另一種漿料，來進(jìn)行拋光。該拋光提供這樣的作用，通過采用比較大粒子尺寸的研磨顆粒拋光減少了拋光時(shí)間，并且通過采用比較小粒子尺寸的研磨顆粒拋光改善了平面度。

發(fā)明內(nèi)容

近些年，在半導(dǎo)體制造工藝中，隨著半導(dǎo)體裝置中元件精度的改善和增加，要求取得高平坦或者平整度(拋光的結(jié)果顯示出很小的凹凸偏移量)。為此，采用包含表面活性劑的二氧化鈰漿料，其對(duì)拋光目標(biāo)膜具有保護(hù)作用，并且允許對(duì)拋光目標(biāo)膜的凸起部分集中拋光。在包含表面活性劑的二氧化鈰漿料中，二氧化鈰粒子以包圍表面活性劑的方式設(shè)置。因?yàn)槎趸嬃Ｗ哟嬖谟诒砻婊钚詣┲車援?dāng)拋光該拋光目標(biāo)膜時(shí)，壓力集中作用在從拋光目標(biāo)面上突起的部分的拋光目標(biāo)面上存在的研磨劑粒子上。因此，二氧化鈰粒子破裂，并且在二氧化鈰粒子中的表面活性劑被釋放，而在部分上的拋光在進(jìn)行。通過采用剛剛描述的利用表面活性劑的二氧化鈰漿料，表面活性劑對(duì)拋光目標(biāo)膜的保護(hù)作用在拋光接近尾聲時(shí)增加，導(dǎo)致施加在拋光頭和拋光目標(biāo)膜之間的摩擦力增加。以這種狀態(tài)附聚的漿料等構(gòu)成劃痕等的因素，并且在最壞情況下，晶片的內(nèi)部配線被損壞。這樣，產(chǎn)量顯著降低。

此外，如果將采用二氧化鈰漿料和采用前一代氧化硅漿料的結(jié)果彼此進(jìn)行比較時(shí)，則盡管通過采用二氧化鈰漿料獲得高的平整度，但是拋光量很小，即拋光率很低，而拋光目標(biāo)膜不能被有效平整。

此外，如果形成在下層中的精細(xì)圖案具有某些密度變化，則拋光目標(biāo)膜的晶片平面分布變劣，即在晶片表面的凹凸分布也呈現(xiàn)某些密度變化。例如，其中集成有MOS晶體管的半導(dǎo)體裝置具有柵極電極密集形成的區(qū)域和柵極電極非密集形成的另一區(qū)域，形成在柵極電極上的絕緣膜受柵極電極密度的影響，并且形成具有在其表面上密度變化的凹凸。盡管在絕緣膜形成后采用CMP工藝，但是其跟隨著具有密度變化的凹凸進(jìn)行，而不能取得要求的高平整度。因此，CMP導(dǎo)致不充分的高平整度，并且留下的凹凸偏移量導(dǎo)致不能在后續(xù)曝光步驟中獲得滿意的對(duì)焦，導(dǎo)致在晶片上形成希望配線的圖案曝光中的失敗。這造成產(chǎn)量顯著下降。

在相關(guān)的CMP工藝中，對(duì)于例如由于柵極電極的密度變化所導(dǎo)致的在表面上具有密度變化的晶片，采用其中采用反轉(zhuǎn)掩模的方法或者類似的方法以取得高平整度。在CMP工藝的步驟之前采用反轉(zhuǎn)掩模，以采用反應(yīng)離子蝕刻(RIE)法選擇性蝕刻形成在高密度的電極圖案上的絕緣膜，而覆蓋有反轉(zhuǎn)掩模的部分絕緣膜可以沒有被蝕刻。因?yàn)檫@均勻化了絕緣膜表面凹凸的密度變化，所以在隨后的CMP工藝步驟中可以獲得更高的平整度。然而，采用反轉(zhuǎn)掩模的方法需要增加步驟的數(shù)量，并且造成成本的增加。

因此，需要提供一種基板拋光方法、半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法，由此可以取得高平整度的拋光。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種基板拋光方法，包括如下步驟：采用由BET值彼此不同的二氧化鈰研磨劑顆粒形成的兩種或者多種不同的漿料，對(duì)基板上的拋光目標(biāo)氧化膜進(jìn)行兩級(jí)或者多級(jí)化學(xué)機(jī)械拋光工藝，以平坦該拋光目標(biāo)膜。