发明名称 积体电路研磨平坦化之方法
摘要 提供一种半导体晶片表面平坦化方法。涂布一层聚合物材质在凹槽图样的半导体晶片上,热硬化处理该聚合物材质而形成一硬化的聚合物层,将该硬化的聚合物层做 N20气体电浆处理后,使部分聚合物材质会转变成为类二氧化矽(Si02-1ike)材质且可被传统CMP氧化层研磨泥浆所研磨,再沉积一层PETEOS薄膜在类二氧化矽聚合物层上,再以CMP氧化层研磨泥浆研磨该类二氧化矽(Si02-1ike)材质与该PETEOS薄膜。这方法使得晶片的平坦化,不须使用特别研磨泥浆,特别是具有宽凹槽图样的晶片,而达到全面平坦化的效果。
申请公布号 TW453933 申请公布日期 2001.09.11
申请号 TW088120795 申请日期 1999.11.29
申请人 华邦电子股份有限公司 发明人 刘萍
分类号 B24B7/24;B24B37/00;H01L21/304 主分类号 B24B7/24
代理机构 代理人 蔡清福 台北巿忠孝东路一段一七六号九楼
主权项 1.一种使用化学机械研磨(CMP)制程将半导体晶片平 坦化的制程方法,该方法系包括下列步骤: 将一种含有聚合物材质的溶液,涂布在一片有不平 坦表面的半导体晶片; 以热处理(curing)硬化该聚合物材质,以形成一层硬 化的聚合物层; 对该硬化的聚合物层进行一气体电浆处理(gas plasma treatment)使该聚合物层一部分成为一待研磨 层; 沉积一氧化层薄膜在该类二氧化矽层上,且该氧化 层薄膜具有比该类二氧化矽层较低的(CMP)研磨速 率;以及 使用化学机械研磨(CMP)制程研磨该低(CMP)研磨速率 氧化层薄膜与该类二氧化矽层。2.如申请专利范 围第1项所述之半导体晶片平坦化的制程方法,其 中该气体电浆系选自由N2O,N2,O2或Argon所组成的单 一或混合气体电浆。3.如申请专利范围第1项所述 之半导体晶片平坦化的制程方法,其中该气体电浆 是N2O气体电浆。4.如申请专利范围第1项所述之半 导体晶片平坦化的制程方法,其中该气体电浆系由 低压及在数百瓦射频电力(radio frequency power)所产 生。5.如申请专利范围第1项所述之半导体晶片平 坦化的制程方法,其中该聚合物材质是聚硫亚氨化 合物(polyimide)或聚氨基化合物(polyamide)。6.如申请 专利范围第1项所述之半导体晶片平坦化的制程方 法,其中该聚合物材质是聚氨基硫亚氨化合物( polyamideimide)。7.如申请专利范围第1项所述之半导 体晶片平坦化的制程方法,其中该聚合物材质是聚 硫亚氨化合物(polyimide)。8.如申请专利范围第1项 所述之半导体晶片平坦化的制程方法,其中该CMP泥 浆可有效研磨氧化矽层。9.如申请专利范围第1项 所述之半导体晶片平坦化的制程方法,其中该CMP泥 浆含有氢氧化钾与矽石混合溶液。10.如申请专利 范围第1项所述之半导体晶片平坦化的制程方法, 其中该低CMP研磨速率的氧化层薄膜是一种PETEOS薄 膜。11.一多层半导体元件,系包括: 有不平坦表面的半导体晶片; 在该晶片上设有一层硬化的聚合物层; 该硬化的聚合物层上设有一经气体电浆处理(gas plasma treatment)而成之待研磨层; 在CMP平坦化研磨后,在该待研磨层部分区域上设有 氧化层薄膜具有比该待研磨层较低的(CMP)研磨速 率。12.如申请专利范围第11项所述之多层半导体 元件,含有硬化的聚合物层,其中该气体电浆系选 自由N2O,N2,O2或Argon所组成的单一或混合气体电浆 。13.如申请专利范围第11项所述之多层半导体元 件,含有硬化的聚合物层,其中该气体电浆是N2O气 体电浆。14.如申请专利范围第11项所述之多层半 导体元件,含有硬化的聚合物层,其中该气体电浆 系由低压及在数百瓦射频电力(radio frequency RF power )所产生。15.如申请专利范围第11项所述之多层半 导体元件,含有硬化的聚合物层,其中该聚合物材 质是聚硫亚氨化合物(polyimide)或聚氨基化合物( polyamide)。16.如申请专利范围第11项所述之多层半 导体元件,含有硬化的聚合物层,其中该聚合物材 质可以是聚氨基硫亚氨化合物(polyamideimide)。17.如 申请专利范围第11项所述之多层半导体元件,含有 硬化的聚合物层,其中该聚合物材质是聚硫亚氨化 合物(polyimide)。18.如申请专利范围第11项所述之多 层半导体元件,含有硬化的聚合物层,其中该CMP泥 浆可有效研磨氧化矽层。19.如申请专利范围第11 项所述之多层半导体元件,含有硬化的聚合物层, 其中该CMP泥浆是含有氢氧化钾与矽石混合溶液。 20.如申请专利范围第11项所述之多层半导体元件, 含有硬化的聚合物层,其中该低CMP研磨速率的氧化 层薄膜是一种PETEOS薄膜。21.如申请专利范围第11 项所述之多层半导体元件,含有多层硬化的聚合物 层用来平坦化。22.如申请专利范围第11项所述之 多层半导体元件,含有化的聚合物层,经过气体电 浆处理而成之待研磨层是为一种类二氧化矽(SiO2- like)材质。图式简单说明: 第一图A及第一图B为习知回蚀方法说明图。 第二图A到第二图F描述本发明较佳实施例使用改 良化学机械研磨(CMP)制程将聚合物层平坦化。 第三图根据实验数据资料结果,显示以N2O气体电浆 处理(gas plasmatreatment)之聚合物层,在浸泡在氢氟酸 (HF)溶液后,其厚度变化。 第四图根据实验数据资料结果,显示以N2O气体电浆 处理之聚合物,在使用化学机械研磨(CMP)制程后,其 厚度变化。 第五图说明聚合物材质经过N2O气体电浆处理前后 所分析的傅立叶近红外线光谱图。
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