化学机械平坦化的方法技术

一种化学机械平坦化的方法，包括在基板上方形成膜层，增加膜层的表面粗糙度，以及在增加表面粗糙度之后，使用第一化学机械平坦化制程将膜层平坦化。

【技术实现步骤摘要】
化学机械平坦化的方法
本公开实施例涉及一种平坦化的方法，特别涉及一种化学机械平坦化的方法。
技术介绍
一般来说，半导体装置包括形成在基板上的主动构件，像是晶体管。可以在基板上方形成任意数量的内连线层，内连线层将主动构件彼此连接并与外部装置连接。内连线层通常由包括金属沟槽/导孔的低k介电材料制成。当形成装置的层时，可以执行平坦化制程以对层平坦化，以利于形成后续的层。例如，在基板或金属层中形成金属特征可能会导致不平整的形貌(topography)。这种不平整的形貌可能会使得难以形成后续的层。例如，不平整的形貌可能会干扰通常用于在装置中形成各种特征的微影制程。因此，在形成各种特征或层之后，对装置的表面进行平坦化可能是有利的。化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)是集成电路形成中的常见的实务。通常，化学机械研磨用于半导体晶圆的平坦化。化学机械研磨利用物理力以及化学力的协同效应来研磨晶圆。通过在晶圆放置在研磨垫上的同时向晶圆背面施加负载力来执行此操作。研磨垫相对着晶圆放置。然后旋转研磨垫以及晶圆，同时使包含研磨料以及反应性化学品的浆料在这之间通过。化学机械研磨是实现晶圆整体平坦化的有效方法。
技术实现思路
根据本公开的一些实施例，提供一种化学机械平坦化的方法，包括在基板上方形成膜层，增加膜层的表面粗糙度，以及在增加表面粗糙度之后，使用第一化学机械平坦化制程将膜层平坦化。根据本公开的一些实施例，提供一种化学机械平坦化的方法，包括增加设置在基板上方的层的表面粗糙度；以及在增加表面粗糙度之后，执行第一化学机械平坦化制程以平坦化层，其中第一化学机械平坦化制程使用的第一浆料包括多个研磨颗粒，研磨颗粒的尺寸小于约35纳米。根据本公开的一些实施例，提供一种化学机械平坦化的方法，包括在基板上方形成一层，处理层以增加层的表面粗糙度，以及在处理层之后，使用第一浆料执行第一化学机械平坦化制程，第一浆料包括多个纳米研磨颗粒。附图说明以下将配合附图详述本公开的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，多种特征并未按照比例示出且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。图1示出了根据一些实施例的化学机械平坦化设备的立体图。图2示出了根据一些实施例的图1的化学机械平坦化设备的俯视图。图3示出了根据一些实施例的研磨头的剖面图。图4示出了根据一些实施例的经由使用纳米研磨浆料的化学机械平坦化制程将膜层平坦化的方法。图5示出了根据一些实施例的在制造的各个阶段的半导体装置的剖面图。图6示出了根据一些实施例的在制造的各个阶段的半导体装置的剖面图。图7示出了根据一些实施例的在制造的各个阶段的半导体装置的剖面图。图8示出了根据一些实施例的经由使用纳米研磨浆料的化学机械平坦化制程将膜层平坦化的方法。图9示出了根据一些实施例的经由使用纳米研磨浆料的化学机械平坦化制程将膜层平坦化的方法。图10示出了根据一些实施例的在处理膜层以增加其表面粗糙度之前以及之后的膜层的表面轮廓。图11A示出了根据一些实施例的化学机械平坦化制程中涉及的化学力以及机械力。图11B示出了根据一些实施例的化学机械平坦化制程中涉及的化学力以及机械力。图11C示出了根据一些实施例的化学机械平坦化制程中涉及的化学力以及机械力。图12示出了根据一些实施例的用于制造半导体装置的方法的流程图。其中，附图标记说明如下：100：化学机械平坦化设备105：平台115：研磨垫120：研磨头125：载具127：固定环130：垫调节器臂135：垫调节器头137：垫调节器140：浆料分配器150：浆料200，220，230：点215，225，235，237：双箭头300：晶圆305：最底层307：上覆层310：薄膜410，420，430，810，820，830，910，920，930，1010，1020，1030：操作500：半导体装置501：基板503：栅极介电层504：间隔层505：栅极电极507，509：硬遮罩层511：蚀刻停止层513：膜层513A，513B：子层521：等离子体制程550A，550B：栅极结构611：膜层613：纳米颗粒710，720，730：曲线具体实施方式以下的公开提供各种许多不同的实施例或范例以实行本公开的不同特征。以下叙述各个构件以及排列方式的特定范例，以简化本公开。当然，这些仅为范例且非意图作为限制。例如，若说明书叙述了第一特征形成于第二特征上方或之上，即表示可包括上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可包括有额外的特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可未直接接触的实施例。除此之外，在各种范例中，本公开可能使用重复的标号及/或标示。这样的重复是为了简化以及清楚的目的，并不表示所讨论的各种实施例及/或配置之间的关联。此外，空间相关用词，如：“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”等等的类似用词，可在这里使用以便于描述附图中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意图涵盖使用中或操作中的装置的不同方位。设备可被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，且在此使用的空间相关用词亦可依此相同解释。描述了各种关于经由使用纳米研磨浆料的化学机械平坦化制程将层平坦化的代表性实施例，特别是对层的表面进行处理以改善化学机械平坦化制程的蚀刻速率。在一些实施例中，对层的表面进行处理包括使用等离子体制程对层的表面进行处理。在另一些实施例中，对层的表面进行处理包括在使用纳米研磨浆料执行化学机械平坦化制程之前，使用高压稀释的纳米研磨浆料执行其他化学机械平坦化制程。在又一些实施例中，对层的表面进行处理包括执行湿式蚀刻制程或清洁制程。用于对层的表面进行处理的各种实施例方法增加了层的表面粗糙度，以改善化学机械平坦化制程的蚀刻速率。化学机械平坦化(Chemicalmechanicalplanarization，CMP)是一种将在制造半导体装置中产生的特征平坦化的方法。此制程一起使用在具有反应性的化学浆料中的研磨材料与研磨垫。研磨垫的直径通常大于半导体晶圆的直径。在化学机械平坦化制程期间将垫以及晶圆压在一起。此制程去除了材料并将不规则的形貌趋于平整，从而使晶圆变得平坦或实质上平面的。这将晶圆准备为用以形成额外的上覆电路元件。例如，化学机械平坦化可以让整个晶圆表面位在微影系统的给定景深内。典型的景深规格为例如埃(angstrom)等级。在一些实施例中，也可以采用化学机械平坦化以基于材料在晶圆上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学机械平坦化的方法，包括：/n在一基板上方形成一膜层；/n增加该膜层的一表面粗糙度；以及/n在增加该表面粗糙度之后，使用一第一化学机械平坦化制程将该膜层平坦化。/n

【技术特征摘要】
20190517 US 16/415,9811.一种化学机械平坦化的方法，包括：
在...

【专利技术属性】
技术研发人员：粘博钦，黄罡，洪伟伦，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71