制造半导体器件的方法技术

一种制造半导体器件的方法，其绝缘膜的抛光率有所改进，且能产生较少的缺陷。在这种制造方法中，将杂质引进第一绝缘膜，然后通过抛光第一绝缘膜表面而进行平面化。因此，在引进了杂质的第一绝缘膜的部分其抛光率改进了，而且在其中也不易产生缺陷。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造半导体器件的方法及在其中使用的研磨液。更具体地说，本专利技术涉及的一种制造半导体方法中，包括将绝缘膜平面化的步骤，及在其中使用的研磨液。为了再增加半导体集成电路器件的集成度，需要进一步缩小互连的尺寸并提供多层结构。在每一互连之间设有一层间绝缘膜，以获得互连的多层结构。如果该层间的表面不是平面，则在层间绝缘膜上形成的互连处会产生台阶部分。这将引起例如断连的缺陷。因此，层间绝缘膜的表面(器件的表面)必须尽可能地平坦。将器件表面弄平的技术称为平面化。在缩小尺寸和提供互连的多层结构中，这种平面化技术变得日益重要。下面是两种已知的常规平面化法。作为第一种方法，使用SOG(旋涂玻璃)膜是公知的。使用SOG膜的平面化技术将在下面叙述。SOG膜在平面化技术中是公知的最常用的层间绝缘膜。近年来，在平面化技术的发展中特别受到瞩目的是利用层间绝缘膜材料的流体性质。“SOG膜”是一种通用术语，它所指的膜主要由一溶液组成，其中有硅化合物溶解在有机溶剂中，而氧化硅由该溶液形成。在形成SOG膜中，首先，将具有溶解在有机溶剂中的硅化合物的溶液以滴状施加在旋转的衬底上。通过旋转提供溶液涂层以缓和与互连相对应的衬底上的台阶部分。更具体地说，在衬底上的凹入部分形成了厚的涂层，而在凸出部分形成了薄的涂层。因而，溶液涂层导致平面化的表面。然后施加热处理使有机溶剂汽化。而且，聚合作用的进行导致在表面的平面化的SOG膜。SOG膜一般分成无机SOG膜和有机SOG膜。无机SOG膜在硅化合物中不包括任何的有机成分，并由总公式(1)表示，有机SOG膜在硅化合物中包括有机成分，由总分式(2)表示[SiO2]n……(1)[RXSiOY]……(2)(n，X，Y整数；R烷基族或芳基族)无机SOG膜的缺点是较CVD形成的氧化硅膜脆，并且吸水性高。例如，在热处理厚度超过0.5μm的无机SOG膜时，容易产生裂痕。相反，有机SOG膜虽然吸水性高，但在热处理期间，抑制了裂痕在有机SOG膜产生。因此，有机SOG膜的厚度可约为0.5-1.0μm。这就是说，使用有机SOG膜可以形成较厚的层间绝缘膜。故即使衬底上有大的台阶部分也可取得充分的平面化。平面化的第二种方法是采用化学机械抛光(此后称为CMP)的方法。CMP方法的工序包括化学作用加上机械抛光。例如，用等离子CVD等在衬底上形成厚的绝缘厚例如氧化硅后，用CMP法将绝缘膜抛光到一预定膜厚。在此CMP法中，进行抛光时，同时施加具有胶态硅化物作为主要成份的研磨剂。使用SOG膜的平面化之所以优于使用只由CVD淀积的绝缘膜在于可得到良好的平面化。但这种平面化的目前水平，还不能达到完美的平面化。由于SOG膜是从液体形成的，随着微型制造的前进和集成度的增加，这种平面化不能满足层间绝缘膜的高标准的潜在要求。因而还难以完全和器件的微型制造和高集成度相适应。按照CMP法的平面化，其优于使用SOG膜的平面化之处在于可取得高水平的平面化。然而，在只有由CVD形成的绝缘膜(例如，氧化硅膜)用作常规情况下的层间绝缘膜时，如果没有间隙就难于将绝缘膜嵌进微型化的互连中。还可能产生空洞。即使互连被填以绝缘膜而没有间隙，也因为由CVD形成的绝缘膜具有很高的相对介电常数，互连间的电容会变得较大。由于RC延迟，使LSI的工作速度变坏。使用SOG膜的平面化，以取得适当水平的良好平面化表面，然后为进一步平面化而通过CMP以抛光平面化的表面，是从所周知的做法。但这种用CMP抛光SOG膜的处理方法会引发下面的问题。用CMP法的SOG膜抛光率低于用CMP法抛光由CVD形成的绝缘膜的抛光率。因此，产量降低，制造成本上升。还有一个问题，即在SOG膜的表面容易产生刮痕(这是抛光时产生的)。本专利技术的目的是要提供一种制造半导体器件的方法，它能改进绝缘膜的平面化和抛光率。本专利技术的另一个目的是要提供一种制造半导体器件的方法，它能在绝缘膜的抛光工作期间有效地防止在绝缘膜中产生缺陷。根据本专利技术的一个方面，一种半导体器件的制造方法包括下列步骤。首先，将杂质引进第一绝缘膜。然后，通过抛光其中引进杂质的第一绝缘膜的表面来进行平面化。在杂质引进第一绝缘膜后进行抛光，其采用CMP法的抛光率水平大大提高到采用CVD形成的氧化硅的抛光率。于是，可改进抛光的工作能力。因为杂质引进第一绝缘层而促进其抛光效能，就能有效地防止在第一绝缘膜的抛光期间产生诸如缺陷的问题。根据本专利技术的另一方面，一种制造半导体器件的方法包括下列步骤。首先在衬底上形成第一绝缘膜。然后在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜。形成第二绝缘膜前后，把杂质起码引进到第一绝缘膜的表面。通过抛光至少第二绝缘膜以达到平面化。将杂质至少引进到第一绝缘膜表面，在引进杂质处其用CMP的抛光率和用CVD形成的氧化硅的抛光率一样高。结果，改进了第一绝缘膜的抛光工作能力。而且也不容易产生诸如刮痕的缺陷。在这方面的制造方法中，可用抛光第一和第二绝缘膜来进行平面化的步骤。第二绝缘膜可包括用等离子CVD形成的氧化硅膜。并可在杂质引进第一绝缘膜前在器件表面上形成光刻胶膜，然后经过光刻胶膜将杂质引进第一绝缘膜。结果，因杂质是经过具有极为平坦的表面的光刻胶引进的，故引进的杂质深度基本上均匀一致。这样提供的优点是，第一绝缘膜引进了杂质的部分和未引进杂质的部分之间的边界深度变得均匀，使得抛光的端点由于没有引进杂质作为对抛光的阻挡区的部分而能容易被检测出来。在这方面的制造方法中，可在抛光后在器件表面上形成第三绝缘膜，且在形成第一绝缘膜前在器件表面上形成第四绝缘膜。形成第三和第四绝缘膜的好处是提高绝缘膜的机械强度。此外，在本方面的制造方法中第一绝缘膜可以包括由至少1％的碳组成氧化硅膜材料。而且，第一绝缘膜可以包括一种材料，其由纯化水和第一绝缘膜形成的接触角在30°或以下。第一绝缘膜也可以包括无机SOG膜。上述抛光可按化学机械抛光法进行。此时，最好在抛光步骤中使用表面活性剂。而且也最好用注入法将杂质引进第一绝缘膜。此时，杂质最好包括至少一种选自氩、硼、氮和磷的组合中的元素。根据本专利技术另一方面的制造半导体器件的方法包括下列步骤。首先在衬底上形成第一绝缘膜。将杂质至少引进为第一绝缘膜的表面。抛光第一绝缘膜以进行平面化。将杂质至少引进第一绝缘膜表面的优点是，第一绝缘膜中引进了杂质的部分改进了其抛光率，并也有效地防止了抛光期间产生诸如刮痕的缺陷。根据本方面的制造方法，只可将杂质引进第一绝缘膜的表面。也可在抛光后在器件的表面上形成第三绝缘膜，或在第一绝缘膜形成前可在器件表面上形成第四绝缘膜。形成第三和第四绝缘膜的好处在于，整个绝缘膜的机械强度得以改进。第一绝缘膜可包括含至少1％碳的氧化硅材料。第一绝缘膜可包括一种材料，其由纯化水和该膜形成的接有不大于30°。第一绝缘膜可包括无机SOG膜。而且上述抛光步骤可用化学机械抛光法进行。此时，最好使用包括表面活性剂的研磨液。杂质可用注入法引进到第一绝缘膜。此时，杂质最好包括至少一种选自氩、硼、氮和磷的组合中的元素。根据本专利技术又一方面的制造半导体器件的方法包括下列步骤。首先在衬底上形成第一绝缘膜。在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜。根据化学机械抛光法用包括表面活性剂的研磨液抛光至少第二绝缘膜以进行平面化。通过在化学机械抛光中使用包括表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤： 将杂质引进第一绝缘膜，以及 在引进所说杂质后，抛光所说第一绝缘膜以进行平面化。

【技术特征摘要】
JP 1997-1-23 10426/97;JP 1996-8-30 230826/961.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤将杂质引进第一绝缘膜，以及在引进所说杂质后，抛光所说第一绝缘膜以进行平面化。2.一种制造半导体器件的方法，包括下列步骤在衬底上形成第一绝缘膜，在所说第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，在形成所说第二绝缘膜之前或之后，将杂质至少引进到所说第一绝缘膜的表面，以及至少抛光所说第二绝缘膜以进行平面化。3.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，所说平面化步骤包括通过抛光所说第一和第二绝缘膜以进行平面化的步骤。4.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，所说第二绝缘膜包括由等离子CVD法形成的氧化硅膜。5.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，所说引进杂质的步骤包括下列步骤在杂质引进到所说第一绝缘膜之前，于器件表面上形成光刻胶，以及经所说光刻胶膜将杂质引进所说第一绝缘膜。6.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，它还包括在所说抛光后于器件表面上形成第三绝缘膜的步骤。7.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，它还包括在形成所说第一绝缘膜之前于器件表面上形成第四绝缘膜的步骤。8.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，所说第一绝缘膜包括一含至少1％碳的氧化硅材料。9.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，所说第一绝缘膜包括一种材料其由纯化水和所说第一绝缘膜形成的接触角不超过30°。10.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，所说第一绝缘膜包括无机SOG膜。11.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，所说抛光是用化学机械抛光法进行的。12.根据权利要求11制造半导体器件的方法，其特征在于，在所说抛光步骤中使用了表面活性剂。13.根据权利要求2制造半导体器件的方法，其特征在于，所说引进杂质的步骤包括用注入法将杂质引进所说第一绝缘膜的步骤。14.根据权利要求13制造半导体器件的方法，其特征在于，所说杂质包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上恭典，冈山芳央，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]