專利名稱：使用樹脂粒子的半導(dǎo)體襯底上的有機(jī)膜的研磨方法和料漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用樹脂粒子研磨半導(dǎo)體襯底上的保護(hù)膜等有機(jī)膜的方法和研磨中使用的料漿。
背景技術(shù)：
作為背景技術(shù)，有在薄膜基體材料上涂敷熱硬化樹脂粒子和粘結(jié)劑，使其干燥后形成的帶狀研磨劑(例如，參照專利文獻(xiàn)1)；另外，眾所周知的還有由三聚氰胺苯酚聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的微小球形研磨劑和共同研磨方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)；另外，存在用離子束輸入法或等離子體蝕刻法對(duì)硬化的保護(hù)層表面進(jìn)行CMP處理的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)3)，而且，還有一邊供給發(fā)煙硝酸，一邊把晶片按壓在研磨布上進(jìn)行除去的保護(hù)膜的化學(xué)機(jī)械研磨方法(例如，參照專利文獻(xiàn)4)。
專利文獻(xiàn)1—特公平2-51951號(hào)公報(bào)(第3頁)專利文獻(xiàn)2—特開2001-277105號(hào)公報(bào)(第2頁)專利文獻(xiàn)3—美國專利第6,235,636號(hào)說明書(第1頁、第四圖)專利文獻(xiàn)4—特開平11-87307號(hào)公報(bào)(摘要，第3圖)以往，在把具有形成了微細(xì)槽的凹凸形狀的襯底、堆積在包含該槽等的內(nèi)部的襯底表面上保護(hù)膜的半導(dǎo)體片的表面平坦化時(shí)，使用了把包含硅石粒子的料漿作為研磨材料使用的CMP法(化學(xué)機(jī)械研磨法)。
下面，說明使用了基于硅石粒子的CMP法的電容器的制造方法。
最初，圖6(a)～圖6(c)是表示了以往例1的電容器制造步驟(溝構(gòu)造)的剖視圖。在此，硅襯底61上的形成了深窄槽DT(Deep Trench)的區(qū)域?yàn)閱卧嚵胁?a，未形成槽DT的區(qū)域?yàn)閰^(qū)域部6b。
如圖6(a)所示，在硅襯底61上，使用例如RIE技術(shù)形成了槽DT。在該槽DT的內(nèi)側(cè)表面上形成ASG膜62，再在完全掩埋槽DT的狀態(tài)下，以給定厚度形成保護(hù)膜63。因此，保護(hù)膜62中，與區(qū)域部6b相比，單元陣列部6a的表面的高度比用虛線表示的平坦面低，在保護(hù)膜63表面產(chǎn)生階梯。
然后，對(duì)保護(hù)膜63進(jìn)行蝕刻，使從槽DT的底到給定高度保護(hù)膜殘留。但是，因?yàn)槲g刻是以保護(hù)膜63的表面為基準(zhǔn)的均等的蝕刻，所以從槽DT的底開始未形成具有均等高度的保護(hù)膜。如圖6(b)所示，在各槽DT內(nèi)形成反映了保護(hù)膜表面的階梯形狀的不均等厚度的保護(hù)膜631～636。
接著，以殘留在各槽DT中的保護(hù)膜631～636為掩模，蝕刻未被保護(hù)膜631～636覆蓋的ASG膜62，然后蝕刻保護(hù)膜631～636。因此，對(duì)形成在槽DT內(nèi)的ASG膜62，保護(hù)膜631～636的各高度被構(gòu)圖，在各槽DT內(nèi)形成不均等的ASG膜(未圖示)。
然后，在包含槽DT的內(nèi)表面部的硅襯底61上形成未圖示的TEOS膜(四乙氧基硅烷)，通過熱處理，把ASG膜中包含的雜質(zhì)As注入硅襯底61內(nèi)，形成As擴(kuò)散區(qū)66。據(jù)此，槽DT內(nèi)高度不均等的As擴(kuò)散區(qū)66在硅襯底61內(nèi)部作為電容器的一方電極而形成。
然后，除去未圖示的TEOS膜和ASG膜，在包含槽DT的內(nèi)表面部的襯底上形成NO膜(一氧化氮)67，形成電容器絕緣膜。堆積多晶硅，使其掩埋槽DT內(nèi)部。
然后，把多晶硅平坦化，與NO膜67的表面為同一平面，在DT內(nèi)形成其他電極681～686。據(jù)此，形成圖6(c)所示的電容器。
該電容器的一方電極的As擴(kuò)散區(qū)66的高度不一致，該As擴(kuò)散區(qū)66和電容器絕緣膜的NO膜67的相對(duì)面積不均等。因此，未確保各電容器的電極的相對(duì)面積的均等性，形成了電容不均等的電容器。
另外，當(dāng)為了與形成不均等的電容器對(duì)應(yīng)，為了確保器件所需的最低限度的電容，而更深地形成DT時(shí)，在工序上施加能力和控制上的負(fù)荷，產(chǎn)生不能制造具所希望的性能的器件的問題。
另外，圖7(a)～圖7(d)是表示以往例2的電容器制造步驟(溝構(gòu)造)的剖視圖。
如圖7(a)所示，在硅襯底61上形成多個(gè)溝DT。在該各溝DT的內(nèi)壁面上形成ASG膜62，再形成保護(hù)膜63。因此，保護(hù)膜63中，與區(qū)域部6b相比，單元陣列部6a的表面高度比由虛線表示的平坦面低，在保護(hù)膜63表面產(chǎn)生了階梯。
然后，使用公開的CMP法(化學(xué)機(jī)械研磨法)，研磨保護(hù)膜63。但是，因?yàn)楣枋Ｗ拥馁|(zhì)地硬，所以研磨到保護(hù)膜63下的ASG膜62。據(jù)此，產(chǎn)生圖7(b)所示的侵蝕71或刮痕72。另外，在襯底61上形成有槽DT，所以硅石粒子堵塞槽DT的開口部，產(chǎn)生堵塞物73。
然后，如圖7(c)所示，蝕刻保護(hù)膜741～746。但是，在保護(hù)膜743，硅石粒子堵住了開口部，保護(hù)膜743未被蝕刻。因此，保護(hù)膜743和保護(hù)膜771～775的高度不均等的。
接著，以保護(hù)膜771～775和保護(hù)膜743為掩模，蝕刻ASG膜62，然后蝕刻保護(hù)膜771～775和保護(hù)膜743。因此，在形成在槽DT內(nèi)的ASG膜62，蝕刻保護(hù)膜771～775和保護(hù)膜743的各高度被構(gòu)圖，在各槽DT內(nèi)形成高度不均等的ASG膜(未圖示)。
然后，在包含槽DT的內(nèi)表面部的襯底上形成未圖示的TEOS膜(四乙氧基硅烷)，通過熱處理，把ASG膜中包含的雜質(zhì)注入硅襯底內(nèi)，形成As擴(kuò)散區(qū)75。據(jù)此，形成不均等的As擴(kuò)散區(qū)75，在硅襯底61內(nèi)部形成一方電極。
然后，除去未圖示的TEOS膜和ASG膜，在包含槽DT的內(nèi)表面部的襯底上形成NO膜(一氧化氮)67，形成電容器絕緣膜。再堆積多晶硅，使其掩埋槽DT內(nèi)部。然后，蝕刻多晶硅，使NO膜67的表面平坦化，形成其他電極761～766。據(jù)此，形成圖7(d)所示的電容器。
這樣的電容器其一方電極的As擴(kuò)散區(qū)66的高度不一致，該As擴(kuò)散區(qū)66和電容器絕緣膜的NO膜67的相對(duì)面積不均等。因此，未確保相等的電容器相對(duì)面積，形成了電容不均等的電容器。因此，產(chǎn)生所述問題。
圖8(a)～(c)是表示以往例3的電容器制造步驟(層疊構(gòu)造)的剖視圖。
如圖8(a)所示，在襯底81上，平坦地形成給定厚度的絕緣膜82，使用RIE，形成槽SN(Storage Node)。從其上，在包含槽SN的內(nèi)表面部的絕緣膜82表面形成均等厚度的多晶硅膜83，形成給定厚度的保護(hù)膜84，使其掩埋槽SN內(nèi)部。
接著，使用硅石粒子，通過CMP法研磨保護(hù)膜84和多晶硅膜83的上部，形成抗蝕劑掩模841～845。由此，生成圖8(b)所示的侵蝕85或刮痕86。另外，硅石粒子堵塞槽SN的開口部，產(chǎn)生堵塞部87。
然后，蝕刻抗蝕劑掩模841～845。但是，在抗蝕劑掩模843，在槽SN的開口部殘存著堵塞部87，所以抗蝕劑掩模843不被蝕刻而殘存。然后，蝕刻絕緣膜82，同時(shí)也除去堵塞部87，但是抗蝕劑掩模843殘存。
接著，在多晶硅電極831～835和襯底61上形成NO膜(一氧化氮膜)89，形成電容器絕緣膜89。然后，在NO膜89上形成多晶硅88電極，形成電容器的另一方電極。
因此，該電容器具有相對(duì)面積不均等的電極，所以電容不均等。另外，抗蝕劑掩模843未被蝕刻而殘存著，所以該部分失去了作為電容器的功能。
另外，存在著以下問題即當(dāng)為了與形成不均等電容器對(duì)應(yīng)而在為確保器件所需的最低限度的電容而更高地形成SN時(shí)，在工序上施加能力和控制上的負(fù)荷，從而導(dǎo)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，特別是在被研磨物的基礎(chǔ)層具有形成了微細(xì)的溝穴等的凹凸形狀時(shí)，因?yàn)楣枋Ｗ拥馁|(zhì)地是硬的，所以產(chǎn)生了研磨到所述基礎(chǔ)層的刮傷或侵蝕、或硅石粒子的堵塞等弊端。
該刮傷或侵蝕會(huì)破壞基礎(chǔ)層的圖案，且堵塞會(huì)成為后續(xù)步驟的障礙，所以無法實(shí)現(xiàn)形成電容器等目的。
因此，在研磨質(zhì)地柔軟的有機(jī)膜時(shí)，在硅石粒子研磨有機(jī)膜的同時(shí)，也對(duì)基礎(chǔ)層產(chǎn)生了影響。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題的存在，本發(fā)明的目的在于提供能在不損傷被研磨對(duì)象的有機(jī)膜的基礎(chǔ)層的前提下研磨有機(jī)膜，并以良好的狀態(tài)使表面平坦化的有機(jī)膜的研磨方法。
為了解決所述問題，本發(fā)明提供一種有機(jī)膜的研磨方法，其特征在于使用包含樹脂粒子的料漿來研磨有機(jī)膜露出的半導(dǎo)體襯底。
另外，本發(fā)明還提供一種化學(xué)機(jī)械研磨用的料漿，其特征在于所述包含樹脂粒子的料漿是把樹脂粒子分散在具有對(duì)有機(jī)膜的化學(xué)研磨作用的液體中的懸浮液。
通過使用這種構(gòu)成的料漿進(jìn)行研磨，就能在不損傷被研磨對(duì)象的有機(jī)膜的基礎(chǔ)層的前提下研磨有機(jī)膜，并以良好的狀態(tài)使表面平坦化，例如能應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的制造工序中以提高制造成品率。


下面簡要說明附圖。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的電容器形成步驟的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例1的接著圖1的電容器形成步驟的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例1的接著圖2的電容器形成步驟的剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的電容器形成步驟的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例2的接著圖4的電容器形成步驟的剖視圖。
圖6是表示以往例1的電容器形成步驟的剖視圖。
圖7是表示以往例2的電容器形成步驟的剖視圖。
圖8是表示以往例3的電容器形成步驟的剖視圖。
符號(hào)的說明。
11-半導(dǎo)體襯底；12、161～166-ASG膜；13、141～146、151～156～保護(hù)膜；17-TEOS膜；18-AS擴(kuò)散區(qū)；19、45、67、89-NO膜；20、201～206-多晶硅；1c、1d、1e、1f、4c、4d-虛擬線；1a、4a-單元陣列部；1b、4b-區(qū)域部；41-襯底；42-絕緣膜；43、431～435、46-多晶硅；44、441～445-保護(hù)膜；6a、8a-單元陣列部；6b、8b-區(qū)域部；61-半導(dǎo)體襯底；62-ASG膜；63、631～636、741～746、771～775、84、841～845-保護(hù)膜；65、71、85-侵蝕；66、75-As擴(kuò)散區(qū)；681～686、761～766、83、831～835、88-多晶硅；72、86-刮傷；73、87-堵塞部；81-襯底；82-絕緣膜。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例。
圖1～圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例1的電容器(溝構(gòu)造)形成方法的過程的剖視圖。如圖1(a)所示，在硅襯底11的表面，構(gòu)圖用于形成DRAM存儲(chǔ)單元的電容器形成用的給定圖案。根據(jù)該圖案，在硅襯底11的給定部分，例如使用RIE(反應(yīng)性離子蝕刻)技術(shù)，以均等的尺寸形成多個(gè)深窄槽DT。在此，形成了槽DT的區(qū)域?yàn)閱卧嚵胁?a，未形成槽DT的區(qū)域?yàn)閰^(qū)域部1b。
然后，在包含槽DT內(nèi)表面部的硅襯底11整個(gè)面上，使用CVD法(化學(xué)氣相沉積法)，形成均等厚度的砷硅酸玻璃(以下稱作ASG)膜12。再在ASG膜12上形成給定厚度的有機(jī)膜即保護(hù)膜13，使其完全掩埋槽DT內(nèi)部。
保護(hù)膜13在單元陣列部1a，其一部分被吸收到槽DT內(nèi)，所以在硅襯底11的表面，在保護(hù)膜13中，與區(qū)域部1b相比，單元陣列部1a的表面的高度低，在保護(hù)膜13的表面，對(duì)由虛線表示的平坦面，如實(shí)線所示，產(chǎn)生了階梯。
在此，如圖1(b)所示，在形成在襯底11上的ASG膜12表面，從單元陣列部1a到區(qū)域部1b設(shè)定有虛擬線1C。使用包含樹脂粒子的料漿，通過CMP裝置研磨保護(hù)膜13直到該虛擬線1C，使其平坦化。該CMP裝置雖然未圖示，但是，例如由旋轉(zhuǎn)盤、固定在該旋轉(zhuǎn)盤的上表面上的研磨墊、向該研磨墊上供給料漿的噴嘴、向與該旋轉(zhuǎn)盤相反的方向旋轉(zhuǎn)的晶片保持部、使它們工作的驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成。晶片固定在該晶片保持部上，在與研磨墊間注入料漿，由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，研磨晶片表面。
該料漿中包含的樹脂粒子的特征在于至少與ASG膜12的形成步驟后形成的槽DT的殘留開口部的最小開口尺寸1d相比，具有更大的粒徑。因此，在基于CMP的研磨時(shí)，樹脂粒子不會(huì)侵入到虛擬線1c以下，幾乎不會(huì)切削位于槽DT內(nèi)部的保護(hù)膜。因此，樹脂粒子幾乎不會(huì)堵塞開口部分。
但是，當(dāng)產(chǎn)生了比所述給定粒徑小的樹脂粒子或樹脂粒子的碎片時(shí)，它們有可能在CMP步驟中，堵塞槽DT內(nèi)。但是，本樹脂粒子的特征在于對(duì)除去保護(hù)膜13的蝕刻具有非抗蝕性。據(jù)此，即使比所述給定粒徑小的樹脂粒子或樹脂粒子的碎片在CMP步驟中堵塞槽DT內(nèi)，在其后的抗蝕劑掩模141～146的蝕刻時(shí)，該堵塞的樹脂粒子與抗蝕劑一起被除去。
該樹脂粒子希望是均等形成了全部粒徑的球形粒子。例如，如果使用聚苯乙烯類的樹脂形成樹脂粒子就能容易控制粒徑，粒徑的均等性提高。另外，由于粒徑是均等的，所以料漿中的樹脂粒子的分散性也能提高。另外，因?yàn)榱绞蔷鹊?，所以晶片表面和研磨墊表面彼此維持平行狀態(tài)，彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)，均等地研磨晶片全面。
ASG膜12比包含在料漿中的樹脂粒子的質(zhì)地硬，并且樹脂粒子比保護(hù)膜13的質(zhì)地硬。因此，ASG膜12作為CMP的停止膜起作用，所以只研磨與料漿中包含的樹脂粒子相比質(zhì)地柔軟的保護(hù)膜。據(jù)此，能可靠防止刮傷和侵蝕。
在形成料漿時(shí)，通過添加以胺基的有機(jī)氮化物為成分的添加劑，蝕刻率提高，研磨面的面向的料漿均等性也提高。因?yàn)樵撎砑觿]發(fā)性小，所以能確認(rèn)料漿的液體穩(wěn)定性也好。
另外，ASG膜12不會(huì)被樹脂粒子研磨，所以形成在硅襯底11表面上的電容器用的圖案被ASG膜12保護(hù)。
因此，通過使用了該樹脂粒子料漿的CMP法，如圖1(b)所示，保護(hù)膜13由ASG膜12的表面限制，被研磨，在虛擬線1c的位置被良好地平坦化。據(jù)此，槽DT內(nèi)的抗蝕劑掩模141～146的表面被平坦化，在槽DT內(nèi)，形成均等高度的抗蝕劑掩模141～146。
接著，如圖1(c)所示，為了從槽DT內(nèi)的底開始?xì)埩粝陆o定高度的抗蝕劑掩模， 以虛擬線1c為基準(zhǔn)，蝕刻抗蝕劑掩模141～146。據(jù)此，從圖1(c)的剖視圖可知，均等形成了具有從槽DT的底到與虛擬線1c平行設(shè)定的虛擬線1e的相等高度的抗蝕劑掩模151～156。
須指出的是，雖然未圖示，但是，在圖1(b)的CMP的步驟中，即使存在堵塞槽DT內(nèi)的比所述給定粒徑小的樹脂粒子或樹脂粒子的碎片，通過在此的蝕刻，也能與抗蝕劑掩模141～146一起除去。因此，不會(huì)發(fā)生在后面步驟中堵塞的樹脂粒子引起的遮蔽的弊端。
上述的樹脂粒子在以下的實(shí)施例中也能同樣使用。在此，圖2(a)表示圖1(c)所示的電容器形成步驟的延續(xù)。如圖2(a)所示，把抗蝕劑掩模151～156作為蝕刻掩模使用，露出的ASG膜12的一部分通過使用了氟化氫類液體的濕蝕刻除去。據(jù)此，在槽DT內(nèi)形成均等高度的ASG膜161～166。
再蝕刻抗蝕劑掩模151～156，如圖2(b)所示，在槽DT內(nèi)殘存從底開始具有均等高度的ASG膜161～166。
接著，如圖2(c)所示，使用四乙氧基硅烷(TEOS)氣體，通過等離子體CVD法，在硅襯底11表面和槽DT內(nèi)表面全體，以均等厚度形成薄膜的TEOS膜17。接著，把該TEOS膜17作為硅襯底11的熱處理被膜使用，進(jìn)行熱處理，使ASG膜161～166中包含的雜質(zhì)As擴(kuò)散到硅襯底11內(nèi)。
因此，如圖2(d)所示，作為電容器的一方電極，在硅襯底11內(nèi)形成與各槽DT具有相等的接觸面積的As擴(kuò)散區(qū)18。須指出的是，在此的擴(kuò)散時(shí)間至少如圖2(d)所示，為從各相鄰的槽DT的內(nèi)壁面延伸的擴(kuò)散區(qū)在夾在槽DT間的硅襯底11彼此接合的程度。
在圖3(a)中，表示圖2(d)所示的電容器形成步驟的延續(xù)，表示通過蝕刻除去TEOS膜17和熱處理了的ASG膜161～166的狀態(tài)。
接著，如圖3(b)所示，例如使用CVD法，在包含露出的溝DT內(nèi)表面部的硅襯底11整個(gè)面上形成均等厚度的NO(一氧化氮)膜19作為電容器絕緣膜。
如圖3(c)所示，在NO膜19上，掩埋槽DT內(nèi)形成多晶硅膜20。
然后，如圖3(d)所示，蝕刻多晶硅膜20，直到與NO膜19上表面的與虛擬線1c平行設(shè)定的虛擬線1f。據(jù)此，在槽DT內(nèi)部，以通過NO膜19彼此絕緣的狀態(tài)形成基于多晶硅的電容器的另一方電極201～206。
如上所述，在本實(shí)施例中，能沿著硅襯底11內(nèi)部的槽DT的內(nèi)壁面形成均等高度的擴(kuò)散區(qū)。因此，在硅襯底11內(nèi)部形成具有均等面積的電容器的一方電極，所以也均等形成了個(gè)電容器的電容。
因此，解決了以往的形成所述不均等的電容器引起的問題，減輕了工藝上的負(fù)擔(dān)。
在CMP步驟中，假設(shè)存在堵塞槽SN內(nèi)的比所述給定粒徑小的樹脂粒子或樹脂粒子的碎片，該樹脂粒子對(duì)保護(hù)膜的蝕刻具有非抗蝕性，所以與保護(hù)膜一起被除去。
另外，因?yàn)闃渲Ｗ尤菀卓刂破淞剑酝ㄟ^調(diào)節(jié)粒徑，使它比形成了圖1(d)所示的ASG膜12的槽SN的開口部尺寸1d還大，能防止堵塞。
另外，在本實(shí)施例中形成的電容器中，如圖(3)a所示，形成在硅襯底11內(nèi)的擴(kuò)散區(qū)18作為電容器的一方電極而成為一體。并且，如上所述，作為各個(gè)電容器的一方電極，擴(kuò)散區(qū)18在各槽SN內(nèi)具有均等的面積，所以能期待電容也變得均等。因此，例如，如果在一方電極統(tǒng)一接地，另一方電極連接在單元晶體管的一端的狀態(tài)下，用于DRAM存儲(chǔ)器的電容器，就能取得具有良好特性的存儲(chǔ)單元。
圖4和圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例2的電容器(層疊構(gòu)造)形成方法的步驟的剖視圖。如圖4(a)所示，在襯底41上形成給定厚度的絕緣膜42。在該絕緣膜42的表面，構(gòu)圖用于形成DRAM存儲(chǔ)單元的電容器形成用的給定圖案，在該絕緣膜42的給定部分，例如使用RIE(反應(yīng)性離子蝕刻)技術(shù)，以均等的尺寸形成多個(gè)深窄槽SN。在此，形成了槽SN的區(qū)域?yàn)閱卧嚵胁?a，未形成槽SN的區(qū)域?yàn)閰^(qū)域部4b。
然后，在包含槽SN內(nèi)表面部的絕緣膜42整個(gè)面上，通過使用CVD法(化學(xué)氣相沉積法)，形成均等的厚度的多晶硅膜43。再在多晶硅膜43上形成給定厚度的有機(jī)膜即保護(hù)膜44，使其掩埋槽SN內(nèi)部。該保護(hù)膜44的單元陣列部4a的表面與圖1(a)所示同樣，被吸收到槽SN內(nèi)，所以與區(qū)域部4b相比，下沉成為傾斜面。
在此，如圖4(b)所示，在形成在襯底41上的多晶硅膜43表面上，從單元陣列部4a到區(qū)域部4b設(shè)定有虛擬線4c。使用包含樹脂粒子的料漿，通過CMP裝置研磨了保護(hù)膜44，直到該虛擬線4c，使其平坦化，形成抗蝕劑掩模441～445。
該料漿中包含的樹脂粒子的特征在于至少與多晶硅膜43的形成步驟后形成的槽SN的開口部的最小開口尺寸4d相比，具有更大的粒徑。因此，在基于CMP的研磨時(shí)，樹脂粒子不會(huì)侵入到虛擬線4c以下，幾乎不會(huì)切削位于槽SN內(nèi)部的抗蝕劑掩模441～445。因此，樹脂粒子幾乎不會(huì)堵塞槽SN的開口部分。
但是，當(dāng)產(chǎn)生了比所述給定粒徑小的樹脂粒子或樹脂粒子的碎片時(shí)，它們有可能在CMP步驟中，堵塞槽SN內(nèi)。但是，本樹脂粒子的特征在于對(duì)除去抗蝕劑掩模441～445的蝕刻具有非抗蝕性。據(jù)此，即使比所述給定粒徑小的樹脂粒子或樹脂粒子的碎片在CMP步驟中堵塞槽SN內(nèi)，在其后的抗蝕劑掩模441～445的蝕刻時(shí)，該堵塞的樹脂粒子與抗蝕劑掩模一起被除去。
該樹脂粒子希望是均等形成了全部粒徑的球形粒子。據(jù)此，在圖4的情形時(shí)，在CMP中，襯底41表示和未圖示的研磨墊表面維持彼此平行的狀態(tài)，彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)，均等地研磨晶片表面。
多晶硅膜43比包含在料漿中的樹脂粒子的質(zhì)地硬，并且樹脂粒子比保護(hù)膜44的質(zhì)地硬。因此，多晶硅膜43作為研磨保護(hù)膜44時(shí)的停止膜起作用，所以只研磨與料漿中包含的樹脂粒子相比質(zhì)地柔軟的保護(hù)膜44。據(jù)此，能可靠防止刮傷和侵蝕。
另外，多晶硅膜43不被樹脂粒子料漿研磨，所以絕緣膜42的圖案由多晶硅膜43保護(hù)。
因此，通過使用了本樹脂粒子料漿的CMP法，如圖4(b)所示，水平研磨保護(hù)膜44，直到多晶硅膜43的表面露出，被用虛擬線4c平坦化。據(jù)此，槽SN內(nèi)的保護(hù)膜441～445的表面被平坦化，在槽SN內(nèi)形成具有均等高度的抗蝕劑掩模441～445。
另外，如上所述，通過用基于樹脂粒子的CMP進(jìn)行平坦化，能從多晶硅膜43的上表面部分完全除去保護(hù)膜44。
接著，如圖4(c)所示，使用抗蝕劑掩模441～445作為蝕刻掩模，蝕刻露出的部分的多晶硅膜43。據(jù)此，在各槽SN內(nèi)部形成均等尺寸的多晶硅膜431～435。此時(shí)，抗蝕劑掩模441～445對(duì)除去多晶硅膜43的蝕刻具有抗蝕性。因此，通過用CMP法完全研磨多晶硅膜43上的保護(hù)膜44，能良好進(jìn)行只有多晶硅露出部分的選擇蝕刻。
如圖4(d)所示，通過蝕刻除去槽SN內(nèi)的抗蝕劑掩模441～445。再除去絕緣膜42。
在此，圖5(a)表示了圖4(d)所示的電容器形成步驟的延續(xù)。如圖5(a)所示，在襯底41上形成截面形狀為U字形的多晶硅膜431～435作為電容器的第一電極431～435。
在該第一電極431～435的表面上和襯底41上形成NO(一氧化氮)膜45。據(jù)此，如圖5(b)所示，在襯底41上和第一電極431～435上形成電容器絕緣膜45。
然后，掩埋形成在U字形第一電極431～435的內(nèi)側(cè)的該電容器絕緣膜45的溝，在電容器絕緣膜45上形成多晶硅膜46。據(jù)此，如圖5(c)所示，在電容器絕緣膜45上形成多晶硅膜46作為電容器的第二電極。
如上所述，在本實(shí)施例中，通過使用了樹脂粒子的CMP，使槽SN內(nèi)部的抗蝕劑掩模441～445高度一致，形成具有均等表面積的電容器的第一電極431～435。因此，形成在該上表面上的NO膜45和多晶硅膜46與第一電極431～435分別對(duì)應(yīng)，形成了均等的尺寸。因此，在襯底上形成具有均等電容的電容器，也均等形成了各電容器的電容。
因此，解決了以往的形成所述不均等的電容器引起的問題，減輕了工藝上的負(fù)擔(dān)。
在CMP步驟中，假設(shè)存在堵塞槽SN內(nèi)的比所述給定粒徑小的樹脂粒子或樹脂粒子的碎片，該樹脂粒子的碎片對(duì)保護(hù)膜的蝕刻具有非抗蝕性，所以與保護(hù)膜一起被除去。據(jù)此，即使比所述給定粒徑小的樹脂粒子或樹脂粒子的碎片堵塞槽SN內(nèi)，在電容器完成之前，抗蝕劑不會(huì)殘存在槽SN內(nèi)。因此，能防止形成不能正常工作的電容器。
另外，因?yàn)闃渲Ｗ尤菀卓刂破淞?，所以通過調(diào)節(jié)粒徑，使它比形成了圖4(b)所示的多晶硅膜43的槽SN的開口部尺寸4d還大，能防止堵塞。
另外，本實(shí)施例中形成的電容器如圖5(c)所示，基于形成在最上面的多晶硅46的第二電極變?yōu)橐惑w，并且與第二電極431～434對(duì)應(yīng)的各電容器的電容式均等的。因此，例如如果把第二電極46統(tǒng)一接地，把第一電極431～435連接在單元晶體管的一端上，用于DRAM存儲(chǔ)器的電容器，就能取得良好特性的存儲(chǔ)器。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種使用包含樹脂粒子的料漿在化學(xué)機(jī)械上研磨有機(jī)膜的保護(hù)膜的方法。該樹脂粒子能研磨質(zhì)地柔軟的有機(jī)膜即保護(hù)膜，但不能研磨比樹脂粒子質(zhì)地硬的材料。據(jù)此，通過使用質(zhì)地比較軟的樹脂粒子，在研磨質(zhì)地柔軟的保護(hù)膜等有機(jī)膜時(shí)，能把比樹脂粒子質(zhì)地硬的材料作為研磨停止膜而有效使用，使用化學(xué)機(jī)械上的研磨能較好地研磨保護(hù)膜。因此，能防止侵蝕、刮傷和堵塞等，較好地使研磨表面平坦化，如果用于半導(dǎo)體器件的制造，就能提高制造的成品率。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)膜的研磨方法，其特征在于使用包含樹脂粒子的料漿來研磨有機(jī)膜露出的半導(dǎo)體襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于所述有機(jī)膜是保護(hù)膜。
3.根據(jù)權(quán)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樹脂粒子的料漿來對(duì)所述有機(jī)膜進(jìn)行化學(xué)機(jī)械性研磨的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的研磨方法，其特征在于所述包含樹脂粒子的料漿是把所述樹脂粒子分散在具有對(duì)有機(jī)膜的化學(xué)研磨作用的液體中的懸浮液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的研磨方法，其特征在于所述有機(jī)膜形成在包含多個(gè)槽的凹凸形狀的襯底上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨方法，其特征在于所述樹脂粒子對(duì)使用所述料漿來研磨除去形成在所述襯底上的所述有機(jī)膜之后，除去殘留在所述多個(gè)槽內(nèi)的有機(jī)膜的蝕刻具有非抗蝕性。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨方法，其特征在于所述樹脂粒子的粒徑比所述槽的開口尺寸大。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨方法，其特征在于所述樹脂粒子是由聚苯乙烯類樹脂構(gòu)成的球形粒子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的研磨方法，其特征在于所述樹脂粒子具有大致均等的粒徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨方法，其特征在于所述包含樹脂粒子的料漿包含有機(jī)氮化物作為添加劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨方法，其特征在于至少形成了所述有機(jī)膜的襯底的表面比所述樹脂粒子硬質(zhì)。
12.一種化學(xué)機(jī)械研磨用的料漿，其特征在于它是把樹脂粒子分散在具有對(duì)有機(jī)膜的化學(xué)研磨作用的液體中的懸浮液。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的料漿，其特征在于所述樹脂粒子是由聚苯乙烯類樹脂構(gòu)成的球形粒子。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的料漿，其特征在于所述料漿包含有機(jī)氮化物作為添加劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的料漿，其特征在于所述樹脂粒子具有大致均等的粒徑。
全文摘要
本發(fā)明公開一種有機(jī)膜的研磨方法，當(dāng)使用包含樹脂粒子的料漿在化學(xué)機(jī)械上研磨半導(dǎo)體襯底上的有機(jī)膜即保護(hù)層(13)時(shí)，在保護(hù)層(13)的基礎(chǔ)層上形成比樹脂粒子質(zhì)地硬的ASG膜(12)，通過使用樹脂粒子的粒徑被設(shè)定為比槽(DT)的開口部尺寸(1d)大的料漿，就能防止侵蝕、到傷或堵塞。能在不損傷被研磨對(duì)象的有機(jī)膜的基礎(chǔ)層的前提下對(duì)有機(jī)膜進(jìn)行研磨，使表面平坦化的有機(jī)膜的研磨方法和適用于它的料漿。
文檔編號(hào)H01L21/3105GK1497681SQ03160170
公開日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月2日
發(fā)明者高安淳, 志, 村上聰志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝