使用树脂粒子的半导体衬底上的有机膜的研磨方法和料浆技术

一种有机膜的研磨方法，其特征在于：　　　　使用包含树脂粒子的料浆来研磨有机膜露出的半导体衬底。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用树脂粒子研磨半导体衬底上的保护膜等有机膜的方法和研磨中使用的料浆。
技术介绍
作为
技术介绍
，有在薄膜基体材料上涂敷热硬化树脂粒子和粘结剂，使其干燥后形成的带状研磨剂(例如，参照专利文献1)；另外，众所周知的还有由三聚氰胺苯酚聚酰亚胺树脂构成的微小球形研磨剂和共同研磨方法(例如，参照专利文献2)；另外，存在用离子束输入法或等离子体蚀刻法对硬化的保护层表面进行CMP处理的方法(例如，参照专利文献3)，而且，还有一边供给发烟硝酸，一边把晶片按压在研磨布上进行除去的保护膜的化学机械研磨方法(例如，参照专利文献4)。专利文献1—特公平2-51951号公报(第3页)专利文献2—特开2001-277105号公报(第2页)专利文献3—美国专利第6,235,636号说明书(第1页、第四图)专利文献4—特开平11-87307号公报(摘要，第3图)以往，在把具有形成了微细槽的凹凸形状的衬底、堆积在包含该槽等的内部的衬底表面上保护膜的半导体片的表面平坦化时，使用了把包含硅石粒子的料浆作为研磨材料使用的CMP法(化学机械研磨法)。下面，说明使用了基于硅石粒子的CMP法的电容器的制造方法。最初，图6(a)～图6(c)是表示了以往例1的电容器制造步骤(沟构造)的剖视图。在此，硅衬底61上的形成了深窄槽DT(Deep Trench)的区域为单元阵列部6a，未形成槽DT的区域为区域部6b。如图6(a)所示，在硅衬底61上，使用例如RIE技术形成了槽DT。在该槽DT的内侧表面上形成ASG膜62，再在完全掩埋槽DT的状态下，以给定厚度形成保护膜63。因此，保护膜62中，与区域部6b相比，单元阵列部6a的表面的高度比用虚线表示的平坦面低，在保护膜63表面产生阶梯。然后，对保护膜63进行蚀刻，使从槽DT的底到给定高度保护膜残留。但是，因为蚀刻是以保护膜63的表面为基准的均等的蚀刻，所以从槽DT的底开始未形成具有均等高度的保护膜。如图6(b)所示，在各槽DT内形成反映了保护膜表面的阶梯形状的不均等厚度的保护膜631～636。接着，以残留在各槽DT中的保护膜631～636为掩模，蚀刻未被保护膜631～636覆盖的ASG膜62，然后蚀刻保护膜631～636。因此，对形成在槽DT内的ASG膜62，保护膜631～636的各高度被构图，在各槽DT内形成不均等的ASG膜(未图示)。然后，在包含槽DT的内表面部的硅衬底61上形成未图示的TEOS膜(四乙氧基硅烷)，通过热处理，把ASG膜中包含的杂质As注入硅衬底61内，形成As扩散区66。据此，槽DT内高度不均等的As扩散区66在硅衬底61内部作为电容器的一方电极而形成。然后，除去未图示的TEOS膜和ASG膜，在包含槽DT的内表面部的衬底上形成NO膜(一氧化氮)67，形成电容器绝缘膜。堆积多晶硅，使其掩埋槽DT内部。然后，把多晶硅平坦化，与NO膜67的表面为同一平面，在DT内形成其他电极681～686。据此，形成图6(c)所示的电容器。该电容器的一方电极的As扩散区66的高度不一致，该As扩散区66和电容器绝缘膜的NO膜67的相对面积不均等。因此，未确保各电容器的电极的相对面积的均等性，形成了电容不均等的电容器。另外，当为了与形成不均等的电容器对应，为了确保器件所需的最低限度的电容，而更深地形成DT时，在工序上施加能力和控制上的负荷，产生不能制造具所希望的性能的器件的问题。另外，图7(a)～图7(d)是表示以往例2的电容器制造步骤(沟构造)的剖视图。如图7(a)所示，在硅衬底61上形成多个沟DT。在该各沟DT的内壁面上形成ASG膜62，再形成保护膜63。因此，保护膜63中，与区域部6b相比，单元阵列部6a的表面高度比由虚线表示的平坦面低，在保护膜63表面产生了阶梯。然后，使用公开的CMP法(化学机械研磨法)，研磨保护膜63。但是，因为硅石粒子的质地硬，所以研磨到保护膜63下的ASG膜62。据此，产生图7(b)所示的侵蚀71或刮痕72。另外，在衬底61上形成有槽DT，所以硅石粒子堵塞槽DT的开口部，产生堵塞物73。然后，如图7(c)所示，蚀刻保护膜741～746。但是，在保护膜743，硅石粒子堵住了开口部，保护膜743未被蚀刻。因此，保护膜743和保护膜771～775的高度不均等的。接着，以保护膜771～775和保护膜743为掩模，蚀刻ASG膜62，然后蚀刻保护膜771～775和保护膜743。因此，在形成在槽DT内的ASG膜62，蚀刻保护膜771～775和保护膜743的各高度被构图，在各槽DT内形成高度不均等的ASG膜(未图示)。然后，在包含槽DT的内表面部的衬底上形成未图示的TEOS膜(四乙氧基硅烷)，通过热处理，把ASG膜中包含的杂质注入硅衬底内，形成As扩散区75。据此，形成不均等的As扩散区75，在硅衬底61内部形成一方电极。然后，除去未图示的TEOS膜和ASG膜，在包含槽DT的内表面部的衬底上形成NO膜(一氧化氮)67，形成电容器绝缘膜。再堆积多晶硅，使其掩埋槽DT内部。然后，蚀刻多晶硅，使NO膜67的表面平坦化，形成其他电极761～766。据此，形成图7(d)所示的电容器。这样的电容器其一方电极的As扩散区66的高度不一致，该As扩散区66和电容器绝缘膜的NO膜67的相对面积不均等。因此，未确保相等的电容器相对面积，形成了电容不均等的电容器。因此，产生所述问题。图8(a)～(c)是表示以往例3的电容器制造步骤(层叠构造)的剖视图。如图8(a)所示，在衬底81上，平坦地形成给定厚度的绝缘膜82，使用RIE，形成槽SN(Storage Node)。从其上，在包含槽SN的内表面部的绝缘膜82表面形成均等厚度的多晶硅膜83，形成给定厚度的保护膜84，使其掩埋槽SN内部。接着，使用硅石粒子，通过CMP法研磨保护膜84和多晶硅膜83的上部，形成抗蚀剂掩模841～845。由此，生成图8(b)所示的侵蚀85或刮痕86。另外，硅石粒子堵塞槽SN的开口部，产生堵塞部87。然后，蚀刻抗蚀剂掩模841～845。但是，在抗蚀剂掩模843，在槽SN的开口部残存着堵塞部87，所以抗蚀剂掩模843不被蚀刻而残存。然后，蚀刻绝缘膜82，同时也除去堵塞部87，但是抗蚀剂掩模843残存。接着，在多晶硅电极831～835和衬底61上形成NO膜(一氧化氮膜)89，形成电容器绝缘膜89。然后，在NO膜89上形成多晶硅88电极，形成电容器的另一方电极。因此，该电容器具有相对面积不均等的电极，所以电容不均等。另外，抗蚀剂掩模843未被蚀刻而残存着，所以该部分失去了作为电容器的功能。另外，存在着以下问题即当为了与形成不均等电容器对应而在为确保器件所需的最低限度的电容而更高地形成SN时，在工序上施加能力和控制上的负荷，从而导致不能制造出具有所希望的性能的器件。在以往的基于使用硅石粒子的CMP法的平坦化中，特别是在被研磨物的基础层具有形成了微细的沟穴等的凹凸形状时，因为硅石粒子的质地是硬的，所以产生了研磨到所述基础层的刮伤或侵蚀、或硅石粒子的堵塞等弊端。该刮伤或侵蚀会破坏基础层的图案，且堵塞会成为后续步骤的障碍，所以无法实现形成电容器等目的。因此，在研磨质地柔软的有机膜时，在硅石粒子研磨有机膜的同时，也对基础层产生了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机膜的研磨方法，其特征在于使用包含树脂粒子的料浆来研磨有机膜露出的半导体衬底。2.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于所述有机膜是保护膜。3.根据权利要求1或2所述的研磨方法，其特征在于所述研磨包括使用包含树脂粒子的料浆来对所述有机膜进行化学机械性研磨的工序。4.根据权利要求3所述的研磨方法，其特征在于所述包含树脂粒子的料浆是把所述树脂粒子分散在具有对有机膜的化学研磨作用的液体中的悬浮液。5.根据权利要求1或2所述的研磨方法，其特征在于所述有机膜形成在包含多个槽的凹凸形状的衬底上。6.根据权利要求5所述的研磨方法，其特征在于所述树脂粒子对使用所述料浆来研磨除去形成在所述衬底上的所述有机膜之后，除去残留在所述多个槽内的有机膜的蚀刻具有非抗蚀性。7.根据权利要求5所述的研磨方法，其特征在于所述树脂粒子的粒径比...

【专利技术属性】
技术研发人员：高安淳，村上聪志，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：