專利名稱：半導體構件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體構件的制造方法，且特別涉及一種可降低階梯高度(stepheight)的半導體構件的制造方法。
背景技術：
隨著元件尺寸持續(xù)縮減，微影曝光解析度相對增加，伴隨著曝光景深的縮減，對于晶片表面的高低起伏程度的要求更為嚴苛。因此在進入深次微米的處理時，晶片的平坦化就依賴化學機械研磨處理來完成，它獨特的非等向性磨除性質(zhì)除了用于晶片表面輪廓的平坦化之外，亦可應用于垂直及水平金屬內(nèi)連線的鑲嵌結構的制作、前段處理中元件淺溝渠隔離制作及先進元件的制作、微機電系統(tǒng)平坦化和平面顯示器制作等。化學機械研磨主要是利用研衆(zhòng)中的化學助劑(reagent),在晶圓的正面上產(chǎn)生化學反應，形成易研磨層，再配合晶圓在研磨墊上，藉由研衆(zhòng)中的研磨粒(abrasiveparticles)輔助的機械研磨,將易研磨層的突出部份研磨,反復上述化學反應與機械研磨，即可形成平坦的表面。在填洞(gap-filling)處理時，常會選擇使用化學機械研磨法移除位于開口外部的多余材料層。然而，當開口的深寬比(aspect ratio)太高時，會在開口上方的材料層中形成凹陷。若凹陷的階梯高度過高(如微米(Pm)級)，進行化學機械研磨處理并無法將凹陷平坦化。因此，在填入開口內(nèi)的材料層中會產(chǎn)生碟形效應(dishing effect),而導致材料層的平坦化程度不佳，進而降低所形成的半導體構件的可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種半導體構件的制造方法，其可降低階梯高度且抑制碟形效應的產(chǎn)生。本發(fā)明提出一種半導體構件的制造方法，包括下列步驟。首先，提供基底，基底中已形成有開口。接著，于基底上形成材料層，且材料層填滿開口，而位于開口外部且位于開口上方的材料層中具有凹陷。然后，于凹陷的表面上形成犧牲層。接下來，進行化學機械研磨處理，以移除犧牲層及位于開口外部的材料層，其中化學機械研磨處理對材料層的研磨速率大于對犧牲層的研磨速率。依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，開口的深度例如是 70 y m 至 150 u m。、
依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，開口的寬度例如是 10 ii m 至 40 ii m。依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，開口的深寬比例如是I. 8至15。依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，凹陷的階梯高度例如是2iim至4iim。
依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，材料層的材料例如是金屬材料。依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，犧牲層的形成方法包括下列步驟。首先，于材料層上形成犧牲材料層。接著，移除位于凹陷外部的犧牲材料層。
依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，位于凹陷外部的犧牲材料層的移除方法例如是化學機械研磨法。依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，犧牲層的材料例如是介電材料。依照本發(fā)明的一實施例所述，在上述的半導體構件的制造方法中，半導體構件例如是娃通孔(through-silicon via, TSV)結構?；谏鲜觯诒景l(fā)明所提出的半導體構件的制造方法中，由于會在材料層中的凹陷表面上形成犧牲層，且化學機械研磨處理對材料層的研磨速率大于對犧牲層的研磨速率，所以可有效地降低材料層的凹陷處的階梯高度。因此，本發(fā)明所提出的半導體構件的制造方法可提升經(jīng)研磨后的材料層的表面平坦度并抑制碟形效應的產(chǎn)生，進而提升所形成的半導體構件的可靠度。為讓本發(fā)明的上述特征能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖式詳細說明如下。


圖IA至圖ID為本發(fā)明一實施例的半導體構件的制造流程剖面圖。主要元件符號說明100 :基底100a:背面102:開口104 :材料層106:凹陷108 :犧牲材料層110:犧牲層112:半導體構件D :深度Hl :階梯高度H2 :高度W:寬度
具體實施例方式圖IA至圖ID為本發(fā)明一實施例的半導體構件的制造流程剖面圖。在此實施例中，半導體構件例如是用以形成半導體元件的構件，如電極、導線、接觸窗插塞、介層窗插塞或硅通孔結構等構件。
首先，請參照圖1A，提供基底100，基底100中已形成有開口 102?；?00例如是硅基底。開口 102的形成方法例如是對基底100進行微影處理及蝕刻處理所形成。接著，于基底100上形成材料層104，且材料層104填滿開口 102，而位于開口 102外部且位于開口 102上方的材料層104中具有凹陷106。材料層104的材料例如是銅等金屬材料。材料層104的形成方法例如是物理氣相沉積法。開口 102的深度D例如是70 iim至150iim。開口 102的寬度W例如是IOiim至40 iim。開口 102的深寬比例如是I. 8至15。凹陷106的階梯高度Hl例如是2iim至4iim。
然后，于材料層104上形成犧牲材料層108。犧牲材料層108的材料與材料層104的材料互不相同。犧牲材料層108的材料例如是介電材料、光阻或多晶硅。介電材料例如是氮化物或氧化物。接下來，請參照圖1B，移除位于凹陷106外部的犧牲材料層108，以于凹陷106的表面上形成犧牲層110。位于凹陷106外部的犧牲材料層108的移除方法例如是化學機械研磨法。雖然犧牲層110是以上述方法所形成，但犧牲層110的形成方法并不以此為限。之后，請參照圖1C，進行化學機械研磨處理，以移除犧牲層110及位于開口 102外部的材料層104，而由位于開口 102中的材料層104形成半導體構件112。其中，化學機械研磨處理對材料層104的研磨速率大于對犧牲層110的研磨速率。由于化學機械研磨處理對材料層104的研磨速率大于對犧牲層110的研磨速率，因此可有效地降低凹陷106的階梯高度H1，以使得所形成的半導體構件112具有平坦的表面。在此實施例中，半導體構件112例如是用以形成半導體元件的構件，如電極、導線、接觸窗插塞、介層窗插塞或硅通孔結構等。當半導體構件112為硅通孔結構時，請接著參照圖1D，更包括從基底100的背面IOOa移除部分基底100，直到暴露出半導體構件112為止。此時，半導體構件112的高度H2可由部分基底100的移除程度來決定，高度H2例如是30 ii m至60 ii m。部分基底100的移除方法例如是化學機械研磨法。值得注意的是，在此實施例中雖然是以材料層104的材料為金屬材料且犧牲層110的材料為介電材料為例進行說明，但并不用以限制本發(fā)明的范圍。此技術領域中的普通技術人員可依據(jù)所要形成的半導體構件112來決定材料層104的材料，只要材料層104的材料與犧牲層110的材料具有不同的研磨速率，即屬于本發(fā)明所保護的范圍。此外，材料層104與基底100之間更可選擇性地形成其他膜層，如介電層(未顯示)或阻障層(未顯示)等，此技術領域具中的普通技術人員可依據(jù)所要形成的半導體構件112進行設計?；谏鲜鰧嵤├芍?，由于在材料層104中的凹陷106表面上形成犧牲層110,且化學機械研磨處理對材料層104的研磨速率大于對犧牲層110的研磨速率，所以可有效地降低材料層104的凹陷106處的階梯高度H1。藉此，可提升經(jīng)研磨后的材料層104的表面平坦度并抑制碟形效應的產(chǎn)生，進而獲得具有高可靠度的半導體構件112。綜上所述，上述實施例的半導體構件的制造方法至少具有下列特征I.上述實施例的半導體構件的制造方法可有效地降低材料層的凹陷處的階梯高度。2.藉由上述實施例的半導體構件的制造方法可提升所形成的半導體構件的可靠度。雖然本發(fā)明已以實施例揭 示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術領域中的普通技術人員，當可作些許的更動與潤飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種半導體構件的制造方法，包括 提供一基底，該基底中已形成有一開口 ； 于該基底上形成一材料層，且該材料層填滿該開口，而位于該開口外部且位于該開口上方的該材料層中具有一凹陷； 于該凹陷的表面上形成一犧牲層；以及 進行一化學機械研磨處理，以移除該犧牲層及位于該開口外部的該材料層，其特征在于該化學機械研磨處理對該材料層的研磨速率大于對該犧牲層的研磨速率。
2.根據(jù)權利要求I所述的半導體構件的制造方法，其特征在于該開口的深度為70至 150u m。
3.根據(jù)權利要求I所述的半導體構件的制造方法，其特征在于該開口的寬度為IOymM 40 u nio
4.根據(jù)權利要求I所述的半導體構件的制造方法，其特征在于該開口的深寬比為I.8至15。
5.根據(jù)權利要求I所述的半導體構件的制造方法，其特征在于該凹陷的階梯高度為2y m M 4 y m。
6.根據(jù)權利要求I所述的半導體構件的制造方法，其特征在于該材料層的材料包括金屬材料。
7.根據(jù)權利要求I所述的半導體構件的制造方法，其特征在于該犧牲層的形成方法包括 于該材料層上形成一犧牲材料層；以及 移除位于該凹陷外部的該犧牲材料層。
8.根據(jù)權利要求7所述的半導體構件的制造方法，其特征在于位于該凹陷外部的該犧牲材料層的移除方法包括化學機械研磨法。
9.根據(jù)權利要求I所述的半導體構件的制造方法，其特征在于該犧牲層的材料包括介電材料。
10.根據(jù)權利要求I所述的半導體構件的制造方法，其特征在于該半導體構件包括硅通孔結構。
全文摘要
一種半導體構件的制造方法，包括下列步驟。首先，提供基底，基底中已形成有開口。接著，于基底上形成材料層，且材料層填滿開口，而位于開口外部且位于開口上方的材料層中具有凹陷。然后，于凹陷的表面上形成犧牲層。接下來，進行化學機械研磨處理，以移除犧牲層及位于開口外部的材料層，其特征在于化學機械研磨處理對材料層的研磨速率大于對犧牲層的研磨速率。本發(fā)明可提升經(jīng)研磨后的材料層的表面平坦度并抑制碟形效應的產(chǎn)生，進而提升所形成的半導體構件的可靠度。
文檔編號H01L21/31GK102737985SQ201110144219
公開日2012年10月17日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權日2011年4月13日
發(fā)明者劉獻文, 廖建茂, 陳逸男 申請人:南亞科技股份有限公司