CN103909464B - 化学机械研磨方法与自我对准方法 - Google Patents

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Abstract

一种化学机械研磨方法与自我对准方法。首先，提供具有图形的基底。然后，于基底上形成碳层，且此碳层覆盖上述的图形。接着，进行化学机械研磨步骤，移除部分碳层，直到暴露出图形的顶面，其中化学机械研磨步骤中使用的研浆中含有氧化剂，所述氧化剂用以氧化碳层，且在化学机械研磨步骤中，经氧化的碳层被移除。之后，以碳层为掩模，移除部分暴露出的图形。

Description

化学机械研磨方法与自我对准方法
技术领域
本发明是有关于一种化学机械研磨方法与自我对准方法，且特别是有关于一种对碳层进行研磨的化学机械研磨方法与自我对准方法。
背景技术
在半导体工艺技术中，表面平坦化是处理高密度光刻的一项重要技术，因为，没有高低起伏的平坦表面，才能够避免曝光时造成散射，以达成精密的图形转移(patterntransfer)。化学机械研磨法为现在唯一能提供超大型集成电路(very-large scaleintegration，VLSI)，甚至极大型集成电路(ultra-large scale integration，ULSI)工艺“全面性平坦化(global planarization)”的一种技术。因此，目前半导体技术中的平坦化工艺都是以化学机械研磨方法来完成。
化学机械研磨方法可应用于熟知的自我对准(self-alignment)方法中。举例来说，在对具有图形的基底进行自我对准工艺时，一般是先于基底上形成作为掩模层的氧化层、氮化层或光阻层，且此掩模层覆盖上述的图形。然后，进行化学机械研磨工艺，移除部分掩模层，直到暴露出图形的顶面。接着，以掩模层为蚀刻掩模，进行蚀刻工艺，以移除部分图形。之后，将掩模层移除。
然而，上述的掩模层往往不容易自基底上彻底移除，因此可能要进行额外的清洗步骤。此外，在蚀刻的过程中，掩模层材料的蚀刻速率必须尽可能地小于图形的蚀刻速率，以达到良好的掩模效果。然而，大多数的掩模层材料往往无法有效地符合上述需求。
发明内容
本发明提供一种化学机械研磨方法，其用以对碳层进行研磨。
本发明另提供一种自我对准方法，其包含对碳层进行研磨的化学机械研磨方法。
本发明提出一种化学机械研磨方法，其是先提供具有图形的基底。然后，于基底上形成碳层，且此碳层覆盖上述的图形。之后，进行化学机械研磨步骤，移除部分碳层，直到暴露出图形的顶面，其中化学机械研磨步骤中使用的研浆中含有氧化剂，此氧化剂用以氧化碳层，且在化学机械研磨步骤中，经氧化的碳层被移除。
依照本发明实施例所述的化学机械研磨方法，上述的碳层例如为非晶碳层。
依照本发明实施例所述的化学机械研磨方法，上述的氧化剂例如为过氧化氢或磷酸。
依照本发明实施例所述的化学机械研磨方法，上述的图形例如为形成于基底上的构件或基底的一部分。
本发明另提出一种自我对准方法，其是先提供具有图形的基底。然后，于基底上形成碳层，且此碳层覆盖上述的图形。接着，进行化学机械研磨步骤，移除部分碳层，直到暴露出图形的顶面，其中化学机械研磨步骤中使用的研浆中含有氧化剂，所述氧化剂用以氧化碳层，且在化学机械研磨步骤中，经氧化的碳层被移除。之后，以碳层为掩模，移除部分暴露出的图形。
依照本发明实施例所述的自我对准方法，上述的碳层例如为非晶碳层。
依照本发明实施例所述的自我对准方法，上述的氧化剂例如为过氧化氢或磷酸。
依照本发明实施例所述的自我对准方法，上述在移除部分暴露出的图形之后，还包括移除碳层。
依照本发明实施例所述的自我对准方法，上述移除碳层的方法例如为氧等离子体灰化工艺。
依照本发明实施例所述的自我对准方法，上述的图形例如为形成于基底上的构件或基底的一部分。
基于上述，在本发明的自我对准方法中，采用对碳层进行研磨的化学机械研磨方法。由于碳层在蚀刻的过程中具有较高的蚀刻选择比，因此在化学机械研磨之后可以直接作为蚀刻工艺的掩模层，而不需额外进行光刻工艺来形成光阻掩模层。此外，由于碳层具有易于移除的特性，因此在移除碳层之后可不需额外地进行清洗步骤。
为让本发明的上述特征和优点能更显而易见，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1D为依照本发明实施例所示出的自我对准方法的流程剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
100：基底
102a、102b、102c、102d：图形
104：碳层
具体实施方式
图1A至图1D为依照本发明实施例所示出的自我对准方法的流程剖面示意图。首先，请参照图1A，提供具有图形102a、102b、102c、102d的基底100。基底100可以是半导体晶片、介电基底、导电基底或任何其他的基底。此外，图形102a、102b、102c、102d可以分别是形成于基底100上的构件或是基底100的一部分。然后，于基底100上形成覆盖图形102a、102b、102c、102d的碳层104。碳层104的形成方法例如是化学气相沉积法(CVD)。碳层104例如为非晶碳层。
接着，请参照图1B，进行化学机械研磨步骤，移除部分碳层104，直到暴露出图形102b、102c的顶面。在本实施例中，在进行化学机械研磨步骤时，所使用的研浆中含有氧化剂。因此，当研浆与碳层104的表面接触时，氧化剂会将接触到的碳层104氧化而产生氧化表面。此氧化表面在研磨的过程中会被移除。通过连续发生上述的氧化反应可移除碳层104而降低碳层104的厚度。上述的氧化剂例如为过氧化氢或磷酸。
然后，请参照图1C，以碳层104为掩模，移除部分暴露出的图形102b、102c。移除部分图形102b、102c的方法例如是进行蚀刻工艺。在本实施例中，图形102b、102c仅被移除一部分。在其他实施例中，亦可视实际需求而将图形102b、102c完全移除。由于在蚀刻的过程中，碳层104具有的蚀刻速率可以显著地小于图形102b、102c的蚀刻速率，即碳层104具有较高的蚀刻选择比，因此碳层104可以有效地避免图形102a、102d被暴露出来而受到蚀刻剂的损害。
特别一提的是，由于经过化学机械研磨的碳层104可作为移除部分图形102b、102c的掩模层，且可以直接接续进行蚀刻工艺，因此图1C描述的步骤称为自我对准步骤。此外，在此步骤中，由于不需要额外地进行光刻工艺来制作光阻掩模，因此有效地降低了生产成本与工艺步骤。
之后，请参照图1D，在移除部分图形102b、102c之后，可视实际需求而选择性地移除剩余的碳层104。移除碳层104的方法例如为氧等离子体灰化工艺。由于碳层104具有易于移除的特性，因此可以不用在移除碳层104之后额外地进行清洗步骤。
虽然本发明已以实施例公开如上，但是其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的意义和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种化学机械研磨方法，包括：
提供具有图形的基底，其中所述图形为所述基底的一部分；
于所述基底上形成碳层，且所述碳层覆盖所述图形；
进行化学机械研磨步骤，移除部分所述碳层，直到暴露出所述图形的顶面，其中所述化学机械研磨步骤中使用的研浆中含有氧化剂，所述氧化剂用以氧化所述碳层，且在所述化学机械研磨步骤中，经氧化的所述碳层被移除；
进行蚀刻步骤，以所述碳层为掩模，移除部分暴露出的所述图形；以及
移除所述碳层，以暴露出所述图形。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨方法，其中所述碳层包括非晶碳层。
3.根据权利要求1所述的化学机械研磨方法，其中所述氧化剂包括过氧化氢或磷酸。
4.一种自我对准方法，包括：
提供具有图形的基底，其中所述图形为所述基底的一部分；
于所述基底上形成碳层，且所述碳层覆盖所述图形；
进行化学机械研磨步骤，移除部分所述碳层，直到暴露出所述图形的顶面，其中所述化学机械研磨步骤中使用的研浆中含有氧化剂，所述氧化剂用以氧化所述碳层，且在所述化学机械研磨步骤中，经氧化的所述碳层被移除；
以所述碳层为掩模，移除部分暴露出的所述图形；以及
移除所述碳层，以暴露出所述图形。
5.根据权利要求4所述的自我对准方法，其中所述碳层包括非晶碳层。
6.根据权利要求4所述的自我对准方法，其中所述氧化剂包括过氧化氢或磷酸。
7.根据权利要求4所述的自我对准方法，其中移除所述碳层的方法包括氧等离子体灰化工艺。
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