TW200823987A - Method and apparatus of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
200823987 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體裝置之赞;皮 有研磨晶®製程之半導體裝置之^^方’尤有關於具 【先前技術】 絕緣之製程、开^成連接+曰鄉、、、平坦化製私、形成電晶體 為使表面平桃,有時也^===的目的可能不止 於絕ί喊接觸部之抛及軸金屬配狀製程中, 將金屬膜:入於此::中而吏用: 研r:r的部分所形成的==== 進仃研磨,因此可以移除形成於非必要部分的金屬膜。 磨之二例力接觸°卩之製惟行的研磨,作為此類研 面圖罔u β况月。圖1α、ΐβ為顯示研磨前後的研磨標的物之剖 如i。1 Α圖i-頒不研磨前之剖面圖;而目18顯示研磨後之剖面圖。 3 ^以丨ζΓ於基板1之上設置—層間絕緣膜3。於層間絕緣膜 形成孔4,$獲得在電極及源極/汲極區域與上配線層間的電連 99 AA yv a中甘人入包括由氮化鈦/鈦所形成之阻障層21及鶴膜戶 22的^屬膜2。當藉诚鍍法或⑽法减人金屬膜2時馬= ^別的辦法,否則金屬膜2除了形成於孔4中之外,也备妒 ^間絶緣膜3之上。因為形成於孔4以外部分的金屬膜2為 I必要者因此可藉由研磨以進行移除。藉由進行研磨可務二 必要的金屬膜2,如圖1B所示。 、 、近年來’由於裝置構造日趨精密化及複雜化,而要求須夢 ±i4研磨製轉到良好之研磨後形狀 。另一方面,基於大量生產 5 200823987 的需t而使增加生產力(比如說產量等)成為一重要目的。 文獻揭示具有複數個研磨ΪΓ及方研一目的為達到高產量。該 驗目大於研磨平△數目磨補—研磨裝置,其中研磨 著在非用於研磨之;磨頭及自娜^ f °'173959 A us 文獻揭干作人M if )揭7""—種半導體裝置的製造方法。該 段中面層移除製程,其中在至少兩個階 二研磨階俨丨係:〔皆段係在高負載情況下進行磨。而第 目Γ第—階段的負載情況下進行研磨。 過研磨^==實、:,磨標的物被研磨時,有時會進行 物。也就是1 乂^^以私除因不均勻研磨所造成的研磨殘留 行過研磨,物===_ 咖版後,再進 行研磨ΐ那-門有時會t生於研磨初期實質上未進 ?之加長尤為顯著。當誘導時間加長乃” =緣膜兩者皆露出的表面進行過研二;低金 增加會變得棘手。關於上朝題之— 退)的 口人而要了在過研磨㈣少料時間的技術。 6 200823987 【發明内容】 ⑽解述之―或多個問題,或至少部分改善上述 二例中,—種半導體裝置的製造方法,包括:(&)得 呈有4 ==表面’其中露出—絕緣膜及—金屬膜;及⑹在 2丄肩摩擦力之情況下_表面及⑽在步驟(bl)後以 低於南摩擦力的平常摩擦力情況下研磨表面。
在過研磨步驟的步驟(b)中,在一早期為高摩擦狀 二^ 回負載或/及一高轉速认接著後期為低摩擦狀況丨例如 -低負載或/及-低轉速)以進行研磨。因此,在早期中,增加 研磨標的物及研磨墊之_摩制此增加絲產生。因此,可能 ^加加到金屬膜的熱能以相對快速地升高金屬膜溫度。因此,可 咸減少誘導時間及減少移除金屬膜的所需時間。結果使得產 加0 曰 【實施方式】 一在此將敘遂本發明並可參照說明實施例。熟悉本項技術者可 藉由利用本發明的揭露以發現許多替代的實施方式,而且本發明 • 並不受限於為解釋目的之說明實施例。 (弟一實施例) . 於下參照圖示敘述本發明之第一實施例。在此,下述的實施 . 例係以半導體晶圓研磨,其中鎢膜及氮化鈦/鈦膜在孔中被嵌入作 為金屬膜的情形作為例子。然而,本發明的想法並不限於此。本 發明也可運用於其中金屬膜被嵌入於晶圓上形成之凹部中之類 型。 、 圖2為顯示依據此實施例之半導體裝置之製造設備10〇的示 意圖。此半導體裝置之製造設備1〇〇具有控制器1〇1及研磨單元 7 200823987 言為一電^:可#」空希=磨單元102的操作。控制器101,舉例而 作(將於後^=所ί裝的ΐ式達到其功能。研磨單元102的操 示。、"°、:'、、依象控制器101指示所進行--除非另有其他指 所研此實翻,轉縣置之製造設備應 層21及筹二^、古山’ f在金屬膜2(由氮化鈦/鈦形成的阻障 單元m將於下敛述研磨單元iG2。在此實施例中,研磨 =;三,平台之-為鎢膜移除二: 層和除平台104以及還有另—座為過研磨平 為"早 示)附著於三座研磨平a的各一庙拉二σ 。研磨墊(未顯 (夫顧千、"口的母座。連接研磨標的物105到研磨頭 (未頦不)亚且依鎢膜移除平台1〇3 石頭 平台106之順序進行研磨。 早3私除千口 104及過研磨 依照這個方式,既然已使用具有數個 一 102,即可同時研磨複數個晶圓。因此,相較於 ===早兀 平台的研磨單元,產量可以增加。 、/、有早研磨 為接解釋·此實關之製造铸雖置 體裝置之方法包括:金屬膜形成步驟(步造半導 驟S20)及過研磨步驟(步驟S3〇、S4〇)。個別 口 ^驟(步 並可參照⑽至4D之顯示在這些研述, (1)步驟S10 :金屬膜形成步驟 製備半導體晶圓,其中孔4形成於層間絕綾 2形成於此半導體晶圓表面之上。舉例而言,金严胺/金屬膜 由使用CVD法及濺鍍法。當利用這種方式开)成金腔^/成可藉 萄联z蚪,於孔4 8 200823987 中联入金屬媒2。另外,晶圓除孔4之外的表面被金屬膜2所覆蓋。 (2)步驟S20 :起始研磨步驟 n ’晶圓表面上的金屬膜2由研磨單元10? 下來,使用阻障層移除平台m以研^3=磨=層22。接 -將其中層間絕緣膜3至少霖出於層21圖4B所示。 =可 殘留在晶圓後在3 4C所示’可能有金屬膜2 等方法的情況在此實施例中所使用的CMP方法 此產生研磨金屬膜2的殘留物^料磨速度相對為慢速,容易在 (3)步驟S30到S40·:過研磨步驟 步驟 4;:平; 起始研磨步驟(S20)及過研為:C —實施例中在 步驟S3G)情況下進行。接下來,研磨在ΐ S4(m#負載)情況下進行。如圖4D所示,藉由在這此步彈(S3、0 S40)的處理,移除除了孔4 =二,驟(S30、 要部分形成的金屬膜2。 、“、 口此,移除在非必 倉恭^^明者’在圖5中所顯示,起始研磨步驟(S2〇)中的研麻 9 200823987 另外,此實施例解釋時是使用鎢膜移 而言’鎮膜層22可等到其中間部分到磨。舉例 此%,^研磨裝置中數個研磨平△的夂 二^口進仃研磨。在 •同,因而可以增加產量。.的4研磨時間設定為大約相 • 卜f金屬膜2具有膜厚度為侧細時,舉例 研磨時間如下:起始研磨步驟(在;個步驟的 研磨時間在_0秒之間、阻障層研口上的,)的鎢膜 上進行研磨)的時間在 =>驟(在阻卩早層移除平台 及S4_夺間在‘ 50 ;!、:之間及過研磨步驟(全部的S30 減少’依據此實施例可 當利用研磨標的物及研磨墊 ;方法),速度往 = 二磨:二 層間絕緣膜3會造成藉由摩擦所產生斤的磨之時,
St i i得温度很難上升,因此誘導時間變長 因此,ίί曰’ ’在過研磨開始時進行高負載研磨。 气加日日0表面的摩擦,因而增加 乂誘蛉t間亚且減少移除金屬膜2所需時間,結 y減 且速卜,因為誘導時間減少,可以抑制後退及侵飿的/生曰°而 且因此達到理想的形狀。 于他的表面形狀更加平順並 口進订,在過研磨步賴辦研磨部分溫度容將低。因」 10 200823987 社織树倾)物、物間作用而變 平常為高於 另一方面,如果S30、S40之間研磨差 間。 負載會變得太高,結果可能會造成不均句研磨。、.阳,研磨 秒之^外’進行高負载研磨步驟(_的車交^時間為介於!至15 驟開始到結束者在貫=果,當從過研磨步 谢屬膜2所需的; ^磨為1 〇秒並且在平常負載研磨步驟中,:δ— ps二進行 研磨步驟及平常負載研磨步驟兩二^仃另 磨。另外,從實驗結果得知,可以確 牛下進仃研 可減少過研鱗的誘導日咖及減少;7的==磨步驟_ ,,與在晶圓表面上研磨數量之間的關係之$圖6為頌不 接著進行研磨之姓果。2·3 psi且保持怪定並且 磨㈣PS1)1tL接弟著^1顯示當進行高負载研 研磨之結果。另外,在下研磨(2.3_)進行 rpm的狀況下進行研磨。 p及研‘碩的轉速為1〇〇 質上4弟的二==!。]另中」;在步驟啟動之後,表面研磨實 啟動之後,表面研戶每:t _ f ’在比較例1 +,當在步驟 矿曲研“貝上啟動的時間為約12秒。因此,確認相 11 200823987 較於比較例1,第一實施例的例子1的誘導時間減少約4秒。 在此’此貫施例為解釋其中鈦/氮化鈦疊層膜及鎢膜被嵌入於 金屬膜中的相關情況(插塞形成)。然而,此實施例並不限於此,' 而可運用於不同的金屬配線形成步驟—例如銅配線或介層形成。 舉例而言,當銅配線形成時,配線形成溝渠(trench)而&層孔形 成為絕緣膜巾_部。接著’阻障金屬及峨形成為金屬膜 此%,銅膜及阻卩早膜亦形成於晶圓表面除凹面的部分。 降 形成於凹部外_獻轉膜,可運用此實施躺述之研磨載 的,法。此外,作為另一例子’此可運用於包括銅膜及组/氮化组 之豐層膜的一膜以作為金屬膜。 、、’ (弟二貫施例) _Tr 與第 步驟;30、3):在罘7貫施例中在起始研磨步驟(S20)及過研磨 貝她例宁,冋負载研磨步驟(S3〇)具 古 ^、外你 高負載研磨步驟。第—高負載研磨步驟步,及f二 載研磨步驟的研磨負載。另外,第二古^載南於第二高負 高於平常負載研磨步驟的磨步驟的研磨負載 (S30、S=中:研磨負載逐漸變小载也就疋祝,在過研磨步驟 ,ι電膜等>進行研磨時,若長時;古二十议弱之膜(例如低 ^能損壞金屬膜2。依據此實施例=磨步驟⑽),有 抑制金屬膜2的損壞,並於研μ 負戴逐漸減小,而可 況下持續進行研磨。也就县 _τ:载阿於平吊負載研磨步驟的情 少誘導時間。娜也心说,可抑制金麵2之損壞並充分減 200823987 (第三實施例) …敘述第三實施例。此實麵與±述實施例不同在於研磨 内的研磨平台數目。上述實施例中的研磨平台數目為三 座。然而,在此實施例中,數目為兩座。在此實施例中,在單一 研磨平台上移除金屬膜2。在此,省略關於與上述實施例相同 ~ 計及操作之解釋。 、 立圖8為,示依據此實施例之半導體裳置之製造設備1〇〇的示 思圖。在此實施例中,兩座研磨平台被配置於研磨單元1〇2中。 • $座研^平台為金屬膜移除平台108及過研磨平台1Q6。鎢膜層 麻ίΓΐϋ在金t膜移除平台108上進行_。已完成在金屬 、矛夕除平σ 108上之‘程後的基板被移到過研磨平台1〇6,而在其 上進行過研磨步驟,此與上述實施例相似。 ’ 圖9Α及9Β為頦示在第三實施例中,在起始研磨步驟(S2〇) ^過研磨步驟(S3G、S4G)中’研磨時間與研磨負載之間的關係之 ,不。.如圖9A所示,過研磨是由第二研磨平台所進行。與上述實 施例相似,在過研磨時進行高負載研磨步驟。圖9八顯示當高負載 研磨步驟為-階段時之圖形,與第一實施例相似。圖册顯示當研 磨負载在高負載研磨步驟中逐漸減少的例子,與第二實施例相似。 _ μ _,此’研磨平台的數目並不—定需要為三座,與上述第-及 f二實施例不同。如果過研磨步驟具有高負載研磨;驟Ζ平 載研磨步驟,研磨平台的數目可為兩座。 、 (第四實施例) ,下敘述本發明的第四實施例。圖1〇為顯示依據此實施例之 半導體裝置之製造設備100之示意圖。依據此實施例之半導體裝 置之製造設備100除第三實施例之外更包括光製研磨平台 由光製研磨平台109完成過研磨步驟後,在晶圓上進行光製研磨。 在此’省略與上述實施例相似的設計及操作的解釋。 13 200823987 圖11A及11B為顯示在第四實施例中,起始研磨 二過:磨步驟⑽、_中’研磨時間與研磨負载間的關』之圖 圖jlA顯示在恒定研磨負載下進行高負載研磨步驟之彳$, 貝知例相似。圖11B释頁示在在尚負載研磨步驟下研磨 . 減少之例子,與第二實施例相似。 、 如圖11A、11B所示,在完成過研磨步驟之後,在晶圓上進一 步進行光製研磨步驟。光製研磨步驟在光製研磨平台上^恆 定研磨負載下進行。進行此光製研磨以移除在完成過研磨後的殘
留微研磨瑕疵。通常,會使用不同於過研磨步驟所用之研漿以進 行此步驟。 〜 因此,過研磨步驟並不一定需要在最後處理晶圓的研磨平台 上進行。在過研磨步驟之後,不同的步驟例如光製研磨步^等| 以在不同平台上進行。 ' (第五實施例) 於下敘述第五實施例。在此實施例中,進行高轉速研磨步驟 (S30)而非如同上述第一實施例之高負載研磨步驟(S3〇)。在此, 南轉速研磨步驟(S30)中,以高轉速進行研磨。其他設計及操作與 馨 弟一貫施例的設計相似,因此省略與第一實施例相同的詳細解釋。 圖12為一圖式,顯示在第五實施例中,在起始研磨步驟(S2〇) 及過研磨步驟(S30、S40)中,研磨時間、研磨負載及轉速之間的 * 關係。在起始研磨步驟及過研磨步驟中,當旋轉研磨墊所附著的 • 研磨平台之時,推動附著於研磨頭的晶圓抵緊研磨墊以進行研 磨。在此實施例中,當進行過研磨時,首先以高轉速(高轉速研磨; 步驟S30)進行研磨。在此之後,於平常轉速(轉速低於S30之速 率)(步驟S40)進行研磨。在此時情況下的轉速表示研磨平台的轉 速。在步驟S30、S40的這些製程中,如圖4D所示,除了孔4的 其他部分金屬膜2被移除。因此,於非必要部分形成的金屬膜2 14 200823987 在圖12所顯示,起始研磨步驟又S2〇◊的研 研磨步驟⑽)的研磨_為相同。狹 t 吊和速 要與阻障層處研磨的觀相同。 财亚不-定 當金屬膜2具有膜厚度為4〇〇咖時,舉例而Ά 研磨時間如下:在起始研磨膜^ °母-步驟的 的鎢膜研磨時間在20到5"二长^除:口所進行的研磨) 除平台上進行的研磨)的阻二日:产°研磨步驟(在阻障層移 細⑽。全部)的到5Q秒之間及過研 南轉速研磨步驟的研磨轉速的較 ^ 的研磨轉賴Η)龍rpm。如果研磨轉 =磨步驟 不足以減少誘導時間。另—方面 tt、為小於10 _ ’ 平常轉速時間變得报長。左士斤株/、±大於80 rpm,所需回復到 因此使得研磨量增加因而改變曰:㊁^度:::喜好值快 驟的之較佳進行時間為i到15秒之^的曰曰因祕。南轉速研磨步 ⑽)也面時,/1行高^速研磨步驟 與第-實施例相似,可增加^金^目此能產生。因此, 升高金屬膜2的溫度,因此可诂+屬版.2的熱此亚且相對快速地 的所需時間,結果使得產量增加^料賴及減少移除金屬膜2 減少2漿卩制後退纖的產生。而且, 且可以得到理想的形狀。使仔研磨後的表面形狀更加平順並 ⑽、_及在過研磨步驟之前的步驟 磨部分的溫度在過研磨步驟“在=平二 15 200823987 減/效^彳^;彳于如同上述的高轉速研磨步驟(S3 0 )變得更有效率。 ㈣’此實施鑛棚於第—實補巾的高負載^^磨 啸速研磨步驟⑽)取代的情況L可以進行 ϊΐϋ研!〇)取代第二到第四實施例中的高負載研磨 Γ八Μ陶ίί疋既,如第二實施辦所述,高轉速研磨步驟可 轉速逐漸減少。此外,如第三實施例中所述, 巧速研磨步驟可運用於研磨平台數目為兩座之時。此外,如第 四貫關所述’可在過研磨後加人絲研磨步驟。 (第六實施例). 廢牛六貫施例。第—到第五實施例為解釋關於在過研 ,于高負載研磨步驟及高轉速研磨步驟 另^面,在此貫施例中,在高負載、高轉速情況下 3載研,。其他設計及㈣與上述實施例她 述 實施例相同的詳細解釋。 咱峪/、上疋 廢牛異Hit第n例中’在起始研磨步驟⑽)及過研 式。在此貫施例中,當進行過_之時,首先在 ^ 負載及高研磨;步驟_情況下進行研磨。 3、=轉速情況下(平常負載及平常轉速研磨 二 研磨。在此’此時情況下的轉速表示研磨平台的 ),仃 這Ϊ製程中’如所示圖幼,除了孔4其他部分:全屬膜; 被移除。S此,於非必要部分形成的金制2 屬賊2 如在此實施例中所述,在過研磨開始之時由 高轉速的情況下進行研磨可能增加施加於晶“^|载、 產生熱能。因此,相似實施例,可能增加而^ 熱能而相對快速地升高金屬膜2的溫度。因此 眷2±的 及減少移除金屬膜2所需時間。結果造成產量择加誘蛉4間 在此時,因為設以負載及高轉速,施^^日圓表面摩擦力 16 200823987 所1,目此可麵树料温度。 驟 步 ⑽)取代第-及第五實施例中高 貞步 驟的情況。然而,可進杆古备截芬古、喆=力驟及阿轉逮研磨 至第四實施财高負载^負步^^·速研磨步驟⑽)取代第 裝 明 置製射在過研糾齡料㈣的半導體 的發明亚不限於上述實施例,而可以在稍離本發 的乾圍及精神下做修飾及改變。 以
【圖式簡單說明】 圖1A為顯示研磨前之一晶圓的剖面圖;. 圖1B為顯示研磨後之同一晶圓的剖面圖; 圖2為顯示依據第一實施例之半導體裝置製造設備的示咅 圖;… 圖3為顯示第一實施例的半導體襞置製造方法的流程圖; 圖4A至4D為顯示第一實施例的研磨製程中之晶圓的剖面圖; 圖5為顯示在第一實施例之研磨步驟中,研磨時間與研磨負 载的關係之圖式; 圖6為顯示第一實施例的一例與比較例的實驗結果之圖式; 圖7為顯示在第二實施例研磨步驟中,研磨時間與研磨負載 的關係之圖式; 圖8為顯示依據第三實施例之半導體装釁之製造設備之示意 圖; 圖9A及9B為顯示在第三實施例研磨梦驊中,研磨時間與研 磨負载的關係之圖式; 圖10為顯示依據第四實施例之半導體装置之製造設備之示 意圖·, 圖11A及11B為顯示在第四實施例研磨#驟中,研磨時間與 17 200823987 研磨負載的關係之圖式; 圖12為顯示在第五實施例研磨步驟中,研磨時間、研磨負載 及轉速的關係之圖式;及 圖13為顯示在第六實施例研磨步驟中,研磨時間、研磨負載 及轉速的關係之圖式。 _ 【主要元件符號說明】 1基板 - 2金屬膜 3層間絕緣膜 • 4孔 21阻障層 22鎢膜層 100半導體裝置製造設備 101控制器 102研磨單元 103鎢膜移除平台 104阻障層移除平台 105研磨標的物 φ 106過研磨平台 108金屬膜移除平台 109光製研磨平台 - S10 :金屬膜形成步驟 S20 :初始研磨步驟 • S30 :高負載研磨步驟 S40 :平常負載研磨步驟 18
Claims (1)
- 200823987 十、申請專利範圍: 1· 一種半導體裝置的製造方法,包括·· (a)取得-研磨標的物之表面,其中露出―絕緣 一 膜;及 a主屬 ⑹研磨具有該露出之絕緣膜及該露出之金屬膜的表面, 其中該步驟(b)包括: (bl)在高摩擦力之情況下研磨該表面及; 情況⑽之後’在低於該高雜力之平常摩擦力之2·如申請專利範圍第1 (bl)包括: 項之半導體裝置的製造方法,其中該步驟 (bll)於高負載情況之下,研磨表面 其中該步驟(b2)包括: (b21)在該步驟(W1)之後,在低於 下研磨表面。 該高負載之平常負載情況 3.如申請專職圍第1項之半導辟置造, (&)包括:. 其中該步驟 (al)在形成於該研磨標的物之 及㈤形成一金屬膜使得該金屬^部; 以 (a3)研磨該金屬膜以至少露出部分絕緣 膜。 專f 1狀半導歧置的》造方法,其中, 磨平台不 f『⑷所在的研磨平台與進行該⑹步衣“之::平, 5.如申請專概圍第丨項之半導魏置的製造方法, 其中該金 屬 19 200823987 膜包括: 包含氮化鈦層之一阻障層;及 形成於该阻障層上之一鎢膜層。 ’其中該阻障 其中該步驟 6·如申請,利範圍第5項之半導體裝置的製造方法 層為包括氮化鈦及鈦之一疊層。 7·如申請專利範圍第5項之半導體裝置的製造方法 (a)包括:(a4)移除該鎢膜層;及 (a5)移除該阻障層; 一其I、進1丁該步驟(a4)的一研磨平台係不同於進行該步驟(a5) 之研磨T台。 8二如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中該金屬 膜包括一銅膜。 9·如申請專利範圍帛8工員之半導體裝置的製造方法 膜更包括:包含域氮她之—疊層膜。 ; 10·如申請專利範圍第2項之半導體裝置的製造方法,其中該步驟 (bll)包括: (bill)於第一高負載情況下研磨該表面;及 、(bll2)於該步驟(blll)之後,在低於該第一高負載及高於該 平常負載之第二高負載情況下,研磨該表面。 Π·如申請專利範圍第1項之半導體裝置的製造方法,其中該步驟 ⑹包括: (⑽)叙轉附著有一研磨墊之一研磨平台,推動該研磨標的物 20 200823987 抵緊於該研磨墊以研磨該表面, 其中該步驟(M)包括: (bl2)在該研磨平台以高轉速研磨表面, 其中該步驟(b2)包括·· ,速之乎 ,(b22)在該步驟(bl2)之後,該研磨平台以低於该局< 常轉速研磨表面。 ^ ,其中該责 ,12·如申請專利範圍第11項之半導體裝置的製造方法,"、 驟(bl2)包括: • (bl21)以第一高轉速研磨表面;及 ^ 0高於該 (bl22)在該步驟(M21)之後,以低於該第〆高轉u 平常轉速之第二高轉速研磨表面。 13.如申請專利範圍第1·至12項中任-項之半導體装*的製造方 法,更包括: (c)在該步驟(b)之後,改變研漿並進行光製研磨以光泉0亥表 •面。 =·如申請專利範圍第丨項之半導體裝置的製造方法,其中該所磨 禚的物為在一半導體晶圓上形成之一膜。 巧·如申請專利範圍第1項之半導體裝置的 方法,其中該步驟 (b)係以 CMP(Chenucal Mechanical ρ〇1^& 方化學機械研磨) 方法進行。 種半導體裝置之製造設備,包括: 一研磨單元;及 一控制斋,用以控制該研磨單元之 其中該研磨單元包括: & ’ 21 16.— 200823987 磨過之該研 ,始研磨平台’用以研磨-研磨標的物;及 磨標的對於使用該起始研磨平台研 平台4中該::的器===作’俾利用該起始研磨 磨&的物利用該過研磨平台加以研磨時的剩餘階段之摩^ 1!哭如=!^利範。圍第16項之半導體裝置之製造設備,其中該抑 該研ί標使得該早期階段的研磨負载,係較當 載更高。物利用該過研磨平台加以研磨時的剩餘階段之研磨負 、#,° i 房早兀之操作使得該過研磨平台在該早期階段之轉 3之轉;i ί研磨標的物利用該過研磨平台加以研磨時的剩餘階 mi纖_16狀轉織置讀造設備,其中該研 光製研磨平台,用於光製研磨,以對於利用該過研磨平台 研磨過之該研磨標的物施以光製。 如申請專利範圍第16項之半導體裝置之製造設備,其中該研 CMP(Cheraical Mechanical Pollshlng, 21·如申請專利範圍第16至2〇項中任一項之半導體裝置之製造設 22 200823987 備,其中該起始研磨平台包括: 一鎢膜移除平台,用以移除包括於該金屬膜中之一鎢膜;及 一阻障層移除平台,用以移除包括於該金屬膜中之一阻障層。 - 十一、圖式:23
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Family Cites Families (16)
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---|---|---|---|---|
US5340370A (en) * | 1993-11-03 | 1994-08-23 | Intel Corporation | Slurries for chemical mechanical polishing |
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KR20010020818A (ko) | 1999-05-05 | 2001-03-15 | 조셉 제이. 스위니 | 마찰-기초 제어를 가진 화학 기계 연마 |
US7041599B1 (en) * | 1999-12-21 | 2006-05-09 | Applied Materials Inc. | High through-put Cu CMP with significantly reduced erosion and dishing |
US6790768B2 (en) * | 2001-07-11 | 2004-09-14 | Applied Materials Inc. | Methods and apparatus for polishing substrates comprising conductive and dielectric materials with reduced topographical defects |
US7104869B2 (en) * | 2001-07-13 | 2006-09-12 | Applied Materials, Inc. | Barrier removal at low polish pressure |
US6821881B2 (en) * | 2001-07-25 | 2004-11-23 | Applied Materials, Inc. | Method for chemical mechanical polishing of semiconductor substrates |
JP2002198333A (ja) * | 2001-10-15 | 2002-07-12 | Hitachi Chem Co Ltd | 金属用研磨液及びそれを用いた基板の研磨方法 |
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US6830504B1 (en) * | 2003-07-25 | 2004-12-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Barrier-slurry-free copper CMP process |
US6946397B2 (en) * | 2003-11-17 | 2005-09-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Chemical mechanical polishing process with reduced defects in a copper process |
JP3897030B2 (ja) * | 2004-04-26 | 2007-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
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