发明名称 在半导体晶圆制造化学机械抛光之后的平坦化制程
摘要 一种用于使一绝缘层(例如二氧化矽)平坦化的制程,该绝缘层被置于一半导体晶圆上且具有一包含有一向下的阶梯已化学机械抛光的金属线的装置的一表面,该装置是位在被形成于插入绝缘部份之间的绝缘层中。金属线的一第一图案部份是藉由插入的绝缘部份而被分离和形成一具有一第一数值的第一图案因数,而且金属线的一相邻的第二图案部份是藉由插入的绝缘部份而被分离和形成一具有一第二数值的第二图案因数,该第二数值不同于第一数值。该第二图案部份在一阶梯深度上其系相对应于不同于第一图案部份的绝缘层表面,该第一图案部份是相对应于此层表面。该制程包括化学机械抛光该绝缘层表面和第一以及第二图案部份以降低相对应于该绝缘层表面和相互相对应的图案部份的阶梯深度以使绝缘层表面和图案部份平坦化其系相互相对应。该制程更且一步包括提供一另外的绝缘层于已平坦化的绝缘层,而且提供金属线的另一装置于另外的绝缘层中,以及化学机械抛光该金属线的另外装置。
申请公布号 TW525248 申请公布日期 2003.03.21
申请号 TW090102467 申请日期 2001.08.06
申请人 印芬龙科技北美股份有限公司;国际商业机器股份有限公司 发明人 林承廷;赖瑞克莱文格;瑞纳富罗伦屈纳贝
分类号 H01L21/31 主分类号 H01L21/31
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼;李明宜 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种用于使一绝缘层的平坦化的制程,该绝缘层被置于一半导体晶圆上且具有一表面包含有一向下的阶梯已化学机械抛光的金属线的装置,该装置是位在被形成于插入绝缘部份之间的绝缘层中的相对应的沟槽中;包含金属线的一第一图案部份,其系藉由插入的绝缘部份而被分离和形成一具有一第一数値的第一图案部份和包含金属线的一相邻的第二图案部份,其系藉由插入的绝缘部份而被分离和形成一具有第二数値的第二图案因数,该第二数値不同于第一数値;该第二图案部份位在一阶梯深度上其系相对应于不同于第一图案部份的阶梯深度的绝缘层表面,该第一图案部份系相对应于该层表面,该制程包括充份地化学机械抛光绝缘层表面和第一以及第二图案部份以降低第一和第二图案部份的阶梯深度其系相对应于绝缘层表面和互相相对应以使该绝缘层表面和第一以及第二图案部份平坦化其系相互相对应。2.如申请专利范围第1项之制程,其中该晶圆包括矽,该绝缘层包括二氧化矽,以及该金属线个别地由一构件所组成,该构件是选自由铝,铜,以及钨所组成的群组。3.如申请专利范围第1项之制程,其中该第一图案因数的数値是80-90%而该第二图案因数的数値是60-70%。4.如申请专利范围第1项之制程,更进一步包括沈积一另外的绝缘层于结果已平坦化的绝缘层表面和第一以及第二图案部份,以提供一另外的金属线装置于该另外的绝缘层中的相对应的沟槽中,而且化学机械抛光该另外的金属线装置。5.如申请专利范围第4项之制程,其中该晶圆包括矽,该第一提及的绝缘层和另外的绝缘层包括一氧化矽,以及该金属线个别地出一构件所组成,该构件是选自由铝,铜,以及钨所组成的群组。6.一种用使一绝缘层的平坦化的制程,该绝缘层于置于一半导体晶圆上且具有一包含有一向下的阶梯已化学机械抛光的金属线的装置的一表面,该装置是位在被形成于插入的绝缘部份之间的绝缘层中的相对应的沟槽中;包含金属线的一第一图案部份,其系藉由插入的绝缘部份而被分离和形成一具有一第一数値的第一图案因数和包含金属线的一相邻的第二图案部份,其系藉由插入的绝缘部份而被分离和形成一具有第二数値的第二图案因数,该第二数値不同于第一数値,以及包含金属线的一相邻的第三图案部份,其系藉由插入的绝缘部份而被分离和另形成一具有第三数値的第三图案因数,该第三数値不同于第一数値和第二数値;该第二图案部份位在一阶梯深度上其系相对应于不同于第一图案部份的阶梯深度的绝缘层表面,该第一图案部份系相对应于该层表面,而且该第三图案部份位在一阶梯深度上其系相对应于不同于第一和第二图案的阶梯深度的绝缘层表面,该第一和第二图案部份系相对应于该层表面;该制程包括充份地化学机械抛光绝缘层表面和第一,第二以及第三图案部份以降低第一,第二以及第三图案部份的阶梯深度,其系相对应于该绝缘层表面和互相相对应使该绝缘层表面和第一,第二以及第三图案部份平坦化其系相互相相对应。7.如申请专利范围第6项之制程,其中该晶圆包括矽,绝缘层包括二氧化矽,以及该金属线个别地出一构件所组成,该构件是选自由铝,铜,以及钨所组成的群组。8.如申请专利范围第6项之制程,其中该第一图案因数的数値是80-90%,而该第二图案因数的数値是60-70%而该第三图案因数的数値是40-60%。9.如申请专利范围第6项之制程,其中在化学机械抛光之前,该第一图案因数部份的阶梯深度相对应于绝缘层表面是125-250nm,该第二图案因数部份的阶梯深度相对应于该绝缘层表面是100-200nm,以及该第三图案因数部份的阶梯深度相对应于该绝缘层表面是25-75nm,且在化学机械抛光之后,该第一图案因数部份的阶梯深度相对应于该层表面是50-75nm,该第二图案因数部份的阶梯深度相对应于该层表面是40-90nm,以及该第三图案因数部份的阶梯深度相对应于该层表面是10-25nm。10.如申请专利范围第6项之制程,更进一步包括沈积一另外的绝缘层于该结果已平坦化的绝缘层表面和第一,第二以及第三图案部份上,其系提供一另外的金属线装置于该另外的绝缘层中的相对应的沟槽中,而且化学机械抛光该另外的金属装置。11.如申请专利范围第10项之制程,其中该晶圆包括矽,该第一提及的绝缘层以及另外的绝缘层包括二氧化矽,以及该金属线个别地由一构件所组成,该构件是选自由铝,铜,以及钨所组成的群组。12.一种用于使一绝缘层平坦化的制程,该绝缘层被置于一半导体晶圆上且包含有一向下的阶梯已化学机械抛金属线的装置的一表面,该装置是位在被形成于插入的绝缘部份之间的绝缘层中的相对应的沟槽中;包含金属线的一第一图案部份,其系藉由插入的绝缘部份而被分离和形成一具有一第一数値的第一图案因数和包含金属线的一相邻的第二图案部份,其系藉由插入的绝缘部份而被分离和形成一具有第二数値的第一图案因数,该第二数値小于第一数値,以及包含金属线的一相邻的第三图案部份,其系藉由插入的绝缘部份而被分离和定义一具有第三数値的第三图案因数,该第三数値小于第二数値,该第二图案部份是位在一阶梯深度上其系相对应于小于第一图案部份的阶梯深度的绝缘层表面,该第一图案部份系相对应于该层表面,而且该第三图案部份位在一阶梯深度上其系相对应于小于第二图案部份的阶梯深度的绝缘层图案,该第二图案部份系相对应于该层表面;该制程包括充份地化学机械抛光绝缘层表面和第一,第二以及第三图案部份以降低第一,第二以及第三图案部份的阶梯深度其系相对应于该绝缘层表面和相互相对应使该绝缘层表面和第一,第二以及第三图案部份平坦化其系相互相对应。13.如申请专利范围第12项之制程,其中该晶圆包括矽,该绝缘层包括二氧化矽,以及该金属线个别地出一构件所组成,该构件是选自由铝,铜,以及钨所组成的群组。14.如申请专利范围第12项之制程,其中该第一图案因数的数値是80-90%,而该第二图案因数的数値是60-70%而该第三图案因数的数値是40-60%。15.如申请专利范围第12项之制程,其中在化学机械抛光之前,该第一图案部份的阶梯深度相对应于绝缘层表面是125-250nm,该第二图案部份的阶梯深度相对应于该层表面是100-200nm,以及该第三图案部份的阶梯深度相对应于该层表面是25-75nm,且在化学机械抛光之后,该第一图案部份的阶梯深度相对应于该层表面是50-75nm,该第二图案部份的阶梯深度相对应于该层表面是40-90nm,以及该第三图案部份的阶梯深度相对应于该层表面是10-25nm。16.如申请专利范围第12项之制程,更进一步包括沈积一另外的绝缘层于该结果已平坦化的绝缘层表面和第一,第二以及第三图案部份,其系提供一另外的金属线装置于该另外的绝缘层中的相对应的沟槽中,而且化学机械抛光该另外的金属线装置。17.如申请专利范围第16项之制程,其中该晶圆包括矽该第一提及的绝缘层以及另外的绝缘层包括二氧化矽,以及该金属线个别地由一构件所组成,该构件是选自由铝,铜,以及钨所组成的群组。图式简单说明:第1A图至第1D图是一系列的垂直剖面图,其显示出形成一理想化低的图案因数已形成图案的导电复数层装置于一半导体晶圆上的阶段。第2A图至第2D图是一系列的垂直剖面图,如第1A图至第1D图,而显示出形成一理想化高的图案因数已形成图案的导电复数层装置于一半导体晶圆上的阶段。第3A图至第3C图是一系列的垂直剖面图,如第2C图至第2D图,而显示出形成一实际上高的图案因数已形成图案的导电复数层装置于一半导体晶圆上的阶段经由习知技术。第4A图至第4B图是一系列的垂直剖面图,如第3A图至第3C图,而显示出形成一实际上高的图案因数已形成图案的导电复数层装置于一半导体晶圆上的阶段经由一典型的传统技术,从如第3B图所示的阶段开始以避免如第3C图所示的结果。第5A图至第5C图是一系列的垂直剖面图,如第3A图至第3C图,而显示出形成一实际上高的图案因数已形成图案的导电复数层装置于一半导体晶圆上的阶段根据本发明,从如第3A图所示的阶段开始以避免如第3B图至第3C图所示的结果。第6A图至第6B图是垂直剖面图,以相对应于第3A图至第5A图,分别地显示出形成一实际上高的图案因数已形成图案的导电复数层装置的最低的层装置于一半导体晶圆上之前和之后的阶段,根据本发明的一特别的实例。第7A图至第7B图是图表,其系具有相对应于拓扑轮廓的曲线如第6A图和第6B图所示,根据本发明的绝缘CMP步骤之前和之后,以分别地指出三个图案部份的相对应的阶梯深度(经由一50nm刻度(纵座标)),此三个图案部份沿着一实际上半导体晶圆的较低的绝缘层的微米宽度(横座标)而延伸。第8图是一图表如第7A图和第7B图而显示出三个图案部份的相对应的阶梯深度(经由一50nm刻度(纵座标)),此三个图案部份沿着一以典型的传统技术(如第4A图所示)所生产的一实际上的半导体晶圆的上方的绝缘层的微米宽度(横座标)而延伸。
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