[發明專利]化學機械平坦化的方法

在審

• 申請號: 202010419282.4
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111952163A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 粘博欽;黃罡;洪偉倫
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306;H01L21/3105;H01L21/321
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

一種化學機械平坦化的方法，包括在基板上方形成膜層，增加膜層的表面粗糙度，以及在增加表面粗糙度之后，使用第一化學機械平坦化制程將膜層平坦化。

技術領域

本公開實施例涉及一種平坦化的方法，特別涉及一種化學機械平坦化的方法。

背景技術

一般來說，半導體裝置包括形成在基板上的主動構件，像是晶體管。可以在基板上方形成任意數量的內連線層，內連線層將主動構件彼此連接并與外部裝置連接。內連線層通常由包括金屬溝槽/導孔的低k介電材料制成。

當形成裝置的層時，可以執行平坦化制程以對層平坦化，以利于形成后續的層。例如，在基板或金屬層中形成金屬特征可能會導致不平整的形貌(topography)。這種不平整的形貌可能會使得難以形成后續的層。例如，不平整的形貌可能會干擾通常用于在裝置中形成各種特征的微影制程。因此，在形成各種特征或層之后，對裝置的表面進行平坦化可能是有利的。

化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是集成電路形成中的常見的實務。通常，化學機械研磨用于半導體晶圓的平坦化?；瘜W機械研磨利用物理力以及化學力的協同效應來研磨晶圓。通過在晶圓放置在研磨墊上的同時向晶圓背面施加負載力來執行此操作。研磨墊相對著晶圓放置。然后旋轉研磨墊以及晶圓，同時使包含研磨料以及反應性化學品的漿料在這之間通過。化學機械研磨是實現晶圓整體平坦化的有效方法。

發明內容

根據本公開的一些實施例，提供一種化學機械平坦化的方法，包括在基板上方形成膜層，增加膜層的表面粗糙度，以及在增加表面粗糙度之后，使用第一化學機械平坦化制程將膜層平坦化。

根據本公開的一些實施例，提供一種化學機械平坦化的方法，包括增加設置在基板上方的層的表面粗糙度；以及在增加表面粗糙度之后，執行第一化學機械平坦化制程以平坦化層，其中第一化學機械平坦化制程使用的第一漿料包括多個研磨顆粒，研磨顆粒的尺寸小于約35納米。

根據本公開的一些實施例，提供一種化學機械平坦化的方法，包括在基板上方形成一層，處理層以增加層的表面粗糙度，以及在處理層之后，使用第一漿料執行第一化學機械平坦化制程，第一漿料包括多個納米研磨顆粒。

附圖說明

以下將配合附圖詳述本公開的實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，多種特征并未按照比例示出且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本公開的特征。

圖1示出了根據一些實施例的化學機械平坦化設備的立體圖。

圖2示出了根據一些實施例的圖1的化學機械平坦化設備的俯視圖。

圖3示出了根據一些實施例的研磨頭的剖面圖。

圖4示出了根據一些實施例的經由使用納米研磨漿料的化學機械平坦化制程將膜層平坦化的方法。

圖5示出了根據一些實施例的在制造的各個階段的半導體裝置的剖面圖。

圖6示出了根據一些實施例的在制造的各個階段的半導體裝置的剖面圖。

圖7示出了根據一些實施例的在制造的各個階段的半導體裝置的剖面圖。

圖8示出了根據一些實施例的經由使用納米研磨漿料的化學機械平坦化制程將膜層平坦化的方法。

圖9示出了根據一些實施例的經由使用納米研磨漿料的化學機械平坦化制程將膜層平坦化的方法。

圖10示出了根據一些實施例的在處理膜層以增加其表面粗糙度之前以及之后的膜層的表面輪廓。

圖11A示出了根據一些實施例的化學機械平坦化制程中涉及的化學力以及機械力。