本文所述实施例关于自基板移除材料。更明确地，本文所述实施例关于经由化学机械研磨处理研磨或平坦化基板。一实施例中，提供基板的化学机械研磨(CMP)方法。方法包括将基板暴露于研磨液，基板上形成有导电材料层，且研磨液包括磷酸、一或更多螯合剂、一或更多腐蚀抑制剂与一或更多氧化剂；在导电材料层上形成钝化层；在基板与研磨垫之间提供相对移动，并移除至少一部分的钝化层以暴露一部分的下方导电材料层；及移除一部分的暴露导电材料层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所述实施例关于自基板移除材料。更明确地，本文所述实施例关于经由化学机械研磨处理研磨或平坦化基板。
技术介绍
三维(3-D)积体电路为经由将数个硅基板与/或晶粒堆迭且垂直互连而成的单一积体电路，如此数个硅基板与/或晶粒可如单一元件表现。已经将介层洞应用于3-D积体电路制造中，以在一或更多导电材料层之间提供电耦接。近来，硅穿孔(TSV)已经成为传统线路接合的替代方法。TSV构造可经由在Z-轴中形成互连而允许较短的互连。可经由形成自基板正面延伸至基板背面的介层洞，而产生通过基板的互连。在Z-轴中产生互连之后，可接着在彼此的顶部上堆迭多个基板，并透过垂直延伸的互连电耦接多个基板。TSV构造提`供在半导体应用中减少基板的占地面积的手段。在基板表面上利用连续材料沉积与材料移除技术来形成TSV构造，以在基板表面中形成特征结构。随着连续沉积与移除材料层，基板的最上方表面变得非平坦地横跨基板表面，而基板表面在进一步处理之前需要平坦化。平坦化或「研磨」为自基板表面移除材料以形成大致均匀、平坦表面的处理。平坦化有用于移除过量沉积材料、移除不欲的表面起伏形态与表面缺陷以提供均匀表面，表面缺陷诸如表面粗糙度、结块材料、晶格损伤、刮痕与污染层或材料，而均匀表面可用于随后的光微影技术与其他半导体制造处理。化学机械平坦化或化学机械研磨(CMP)为用于平坦化基板的常见技术。CMP利用化学组成物自基板选择性移除材料，化学组成物诸如浆状物或其他流体媒介。传统CMP技术中，基板载具或研磨头安装于载具组件上，且基板载具或研磨头经配置以接触CMP设备中的研磨垫。载具组件提供可控制的压力给基板，藉此按压基板抵靠研磨垫。经由外部驱动力量相对于基板移动研磨垫。CMP设备影响基板表面与研磨垫之间的研磨或摩擦移动，CMP设备同时分散研磨浆或研磨液以影响化学与机械活性以及自基板表面的相应材料移除。CMP的一目的为在高移除速率下移除可预测数量的材料同时达成均一表面起伏形态，在执行批次研磨处理时，上述目的存在于各个基板之中以及基板至基板之间。通常透过使用昂贵的研磨浆且应用高研磨压力至接受研磨的构造来达成材料的高移除速率。然而，上述高研磨压力可能导致下方构造的伤害。再者，使用昂贵的研磨浆促成拥有成本的提高。因此，需要低成本的研磨处理，该研磨处理在低压或无压力下准确且可靠地移除可预测数量的材料，同时达成较高移除速率下的均一表面起伏形态。
技术实现思路
本文所述实施例关于自基板移除材料。更明确地，本文所述实施例关于经由化学机械研磨处理研磨或平坦化基板。一实施例中，提供基板的化学机械研磨(CMP)方法。方法包括将基板暴露于研磨液，基板上形成有导电材料层，且研磨液包括磷酸、一或更多螯合齐U、一或更多腐蚀抑制剂与一或更多氧化剂；在导电材料层上形成钝化层；在基板与研磨垫之间提供相对移动，并移除至少一部分的钝化层以暴露一部分的下方导电材料层；及经由化学溶解移除一部分的暴露导电材料层。另一实施例中，提供基板的化学机械研磨(CMP)方法。方法包括将基板面向上方暴露于研磨液，基板具有数个介层洞，而数个介层洞由过量导电材料所填充，其中过量导电材料的沉积剖面包括高覆盖区与低覆盖区，研磨液包括磷酸、一或更多螯合剂、一或更多腐蚀抑制剂与一或更多氧化剂；在导电材料层上形成钝化层；在基板与研磨垫之间提供相对移动，以自导电材料的高覆盖区移除钝化层好暴露导电材料的部分，同时保留钝化层于低覆盖区上；及自导电材料的暴露部分移除导电材料，同时经由利用载具头组件在基板与研磨垫之间施加压力，其中压力低于O. 5psi。附图说明为了更详细地了解本专利技术的上述特征，可参照实施例(某些描绘于附图中)来理 解本专利技术简短概述于上的特定描述。然而，需注意附图仅描绘本专利技术的典型实施例而因此不被视为本专利技术的范围的限制因素，因为本专利技术可允许其他等效实施例。图I研磨站的一实施例的示意横剖面图，研磨站用以执行本文所述实施例；图2描绘根据本文所述实施例的研磨处理的一实施例的流程图；图3A 3E根据本文所述实施例的研磨处理过程中一基板实施例的示意图；图4描绘研磨处理中铜移除速率的一实施例的图式，研磨处理根据本文所述实施例加以执行 '及图5描绘研磨处理的一实施例的平坦化效率的图式，研磨处理根据本文所述实施例加以执行。为了促进理解，可尽可能应用相同的元件符号来标示图式中相同的元件。预期一实施例揭露的元件与特征结构可有利地用于其他实施例而不需特别详述。具体实施例方式本文所述实施例关于自基板移除材料。更明确地，本文所述实施例关于经由化学机械研磨处理研磨或平坦化基板。某些实施例中，经由化学反应达成自基板表面移除导电材料，而经由平衡导电材料的移除速率与钝化差异来达成平坦化，钝化差异在导电材料起伏形态的峰部与谷部之间。本文所述某些实施例中，在基板研磨处理过程中，在非常低的研磨压力或没有研磨压力下，经由载具头组件固持基板面向下方，以在基板与研磨垫表面之间产生所欲的化学反应层。本文所述某些实施例中，研磨压力低于O. 5psi，并可利用不同的载具头组件区域压力来调整基板的材料移除剖面。比起大部分利用现行市售浆状物的现行处理而言，本文所述研磨处理的实施例大致提供较高的材料移除速率。利用本文所述实施例达成的高材料移除速率较不取决于传统研磨参数，因此可大幅地减少占地面积，传统研磨参数诸如平台旋转与横扫距离。举例而言，本文所述某些实施例中，可将平台直径自32英时减少至18英时而利用较小的平台，藉此降低整体拥有成本。一实施例中，提供不具磨料的研磨液。另一实施例中，提供磨料研磨液。两者研磨液均包括酸(例如，磷酸)、螯合剂(例如，柠檬酸铵)、腐蚀抑制剂与氧化剂。某些实施例中，不具磨料的研磨液更包括界面活性剂。本文所述某些实施例中，主要经由导电材料与研磨液间的化学反应来移除导电材料，而平坦化基于钝化-去钝化机制，钝化-去钝化机制中低起伏形态由钝化层所保护而较高的起伏形态未受保护，这导致较高的起伏形态区相对于较低的起伏形态具有较高的化学溶解与较高的移除速率。本文所述实施例不同于传统的CMP处理，传统的CMP处理通常依赖高向下力量压力与机械磨擦来达成高移除速率。除非在其他地方进一步界定，否则本文所用的文字与词组应为技术中熟悉技术人士所知的原本与常用意思。 本文所用的化学机械研磨(「CMP」)应广泛地解释且包括(但不限于)经由化学活性(例如，化学溶解)、机械活性、或化学与机械活性两者的组合自基板表面移除材料，化学机械研磨不应用电化学活性。本文所用词汇「高覆盖区」代表在窄特征界定结构上形成较大厚度的导电材料，较大厚度相对于在广特征界定结构上导电材料的最小沉积。本文所用词汇「低覆盖区」代表在广特征界定结构上形成较小厚度的导电材料，较小厚度相对于在窄特征界定结构上形成导电材料的较大厚度。本文所用词汇「导电材料层」代表任何用于填充特征结构以形成线路、接点或介层洞的导电材料，导电材料诸如铜、钨、铝与/或上述的合金。本文所用词汇「面向上方」代表上方沉积有导电材料的基板的方向，以致导电材料面向上方。本文所用词汇「面向下方」代表上方沉积有导电材料的基板的方向，以致导电材料面向下方。本文所用词汇窄特征界定结构与宽特征界定结构可取决于基板表面上形成的构造而有所变化，但窄特征界定结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·王，WC·图，F·Q·刘，Y·王，L·卡鲁比亚，W·H·麦克林托克，B·L·钦，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：
国别省市：
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