[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及用于化學(xué)機(jī)械研磨的研磨漿的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910921765.1
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110957217A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李佳璇;徐俊偉;何嘉瑋;沈稘翔;吳歷杰;林建锜;劉啟人;林易生;鄭仰鈞;陳亮光;魏國修;陳科維
• 申請（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/321
• 分類號: H01L21/321;C09K3/14
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張福根;付文川

本公開描述研磨漿的形成方法及用于制造半導(dǎo)體裝置的化學(xué)機(jī)械研磨工藝的方法。這些方法可對包含有著向下連接至半導(dǎo)體基底的釕接觸插塞的積體接觸結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置來進(jìn)行。研磨漿可透過將第一研磨劑、第二研磨劑、反應(yīng)物及溶劑混合來形成。第一研磨劑可包含第一微粒，第一微粒包含二氧化鈦粒子，且第二研磨劑可包含不同于第一微粒的第二微粒。研磨漿可用于從工件的表面移除釕材料及介電材料的化學(xué)機(jī)械研磨工藝，以實(shí)現(xiàn)用于平坦輪廓的表面的較好的裸片內(nèi)裝載及平坦化。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開實(shí)施例系有關(guān)于半導(dǎo)體技術(shù)，且特別是有關(guān)于半導(dǎo)體裝置的制造方法及用于化學(xué)機(jī)械研磨的研磨漿的形成方法。

背景技術(shù)

一般來說，向下至半導(dǎo)體基底的接點(diǎn)可透過先形成介電層，且接著在介電層中形成開口以暴露出下方基底來形成所期望形成接點(diǎn)的地方。當(dāng)形成開口之后，可在開口中形成阻障層，且可使用例如電鍍工藝以導(dǎo)電材料來填充開口的剩下部分。電鍍工藝通常填充并過填充開口，導(dǎo)致導(dǎo)電材料層延伸至介電層之上。

可進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(chemical mechanical polish，CMP)以移除在開口之外多余的導(dǎo)電材料和阻障層，并將開口中的導(dǎo)電材料和阻障層隔離。舉例來說，可將多余的導(dǎo)電材料接觸研磨墊，且可旋轉(zhuǎn)兩者以研磨去除多余的導(dǎo)電材料。研磨工藝可使用化學(xué)機(jī)械研磨漿輔助，化學(xué)機(jī)械研磨漿可含有可輔助研磨工藝并幫助移除導(dǎo)電材料的化學(xué)物和研磨劑(abrasive)。

發(fā)明內(nèi)容

在一些實(shí)施例中，提供半導(dǎo)體裝置的制造方法，此方法包含將研磨漿施加至工件的表面，其中工件的表面的至少一部分包含釕；透過研磨漿的氧化劑與釕之間的化學(xué)反應(yīng)在工件的表面的至少一部分形成氧化釕層；以及使用研磨漿的研磨劑材料來移除氧化釕層及工件的表面的其他部分，其中研磨劑材料包含多個(gè)不同的微粒材料，不同的微粒材料的至少一者包含二氧化鈦粒子。

在一些其他實(shí)施例中，提供半導(dǎo)體裝置的制造方法，此方法包含在工件的外表面上分配化學(xué)機(jī)械研磨漿，工件包含釕層，釕層有著在層間介電層中的多個(gè)釕插塞；使用化學(xué)機(jī)械研磨漿的氧化劑在釕層的表面上形成氧化層；以及使用化學(xué)機(jī)械研磨漿的第一研磨劑來進(jìn)行氧化層的化學(xué)機(jī)械研磨移除，其中第一研磨劑包含氧化鈦粒子及二氧化硅粒子。

在另外一些實(shí)施例中，提供用于化學(xué)機(jī)械研磨的研磨漿的制造方法，此方法包含將第一研磨劑與溶劑混合，第一研磨劑包含第一微粒材料，第一微粒材料包含二氧化鈦粒子；將第二研磨劑與溶劑混合，第二研磨劑包含與第一微粒材料不同的第二微粒材料；以及將反應(yīng)物與溶劑混合，反應(yīng)物包含氧化劑。

附圖說明

根據(jù)以下的詳細(xì)說明并配合所附圖式可以更加理解本公開實(shí)施例。應(yīng)注意的是，根據(jù)本產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)慣例，圖示中的各種部件并未必按照比例繪制。事實(shí)上，可能任意的放大或縮小各種部件的尺寸，以做清楚的說明。

圖1顯示依據(jù)一些實(shí)施例的有著上方介電層及以導(dǎo)電材料過填充接觸開口的基底。

圖2顯示依據(jù)一些實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)系統(tǒng)。

圖3A-3B顯示依據(jù)一些實(shí)施例的主體化學(xué)機(jī)械研磨工藝(bulk CMP)及結(jié)果。

圖4A-4B顯示依據(jù)一些實(shí)施例的拋光化學(xué)機(jī)械研磨工藝(buffing CMP)及結(jié)果。

圖5顯示依據(jù)一些實(shí)施例的用于形成研磨漿(slurry)的一些研磨劑的范例。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

100 工件

101 基底

102 第一層間介電層

103 第二層間介電層

105 第二導(dǎo)電填充材料

106 源極/漏極插塞