一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的裝置和方法制造方法及圖紙

一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法，包括：步驟S1：提供晶圓襯底，并在所述晶圓襯底上沉積等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙酯；步驟S2：在所述等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯的一側(cè)沉積高密度等離子體，且所述高密度等離子體之厚度呈“凹”型設(shè)置；步驟S3：對(duì)作為金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層的高密度等離子體和等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙酯進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，以獲得均勻度一致的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層。本發(fā)明專利技術(shù)通過在晶圓襯底上依次沉積等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯、呈“凹”型設(shè)置的高密度等離子體作為金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨后所獲得的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層之均勻度一致，較傳統(tǒng)工藝有極大的改善。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
-種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的裝置和方法
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體
，尤其涉及一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻 度的裝置和方法。
技術(shù)介紹
目前，在集成電路芯片制造領(lǐng)域，通常采用等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙酯（Plasma EnhancedTE0S，PETE0S)作為電介質(zhì)層。然而，作為金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層之等離子體加 強(qiáng)的正硅酸乙酯在晶圓（Wafer)上的沉積表現(xiàn)為中間厚、邊緣薄，或者中間薄、邊緣厚的 特性。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層之化學(xué)機(jī)械研磨（ChemicalMechanical Polishing,CMP)則表現(xiàn)為中間碾磨速度慢、邊緣碾磨速度快。明顯地,在所述晶圓邊緣所余 留的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層氧化物將會(huì)偏薄。 顯然地，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，容易理解地，當(dāng)所述金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層之等離子 體加強(qiáng)的正硅酸乙酯所表現(xiàn)出的中間厚、邊緣薄這一特征與所述傳統(tǒng)的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì) 層之化學(xué)機(jī)械研磨（ChemicalMechanicalPolishing,CMP)所表現(xiàn)出的中間碾磨速度慢、 邊緣碾磨速度快的特征相結(jié)合時(shí)，則勢(shì)必造成沉積在所述晶圓上的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層之 中間和邊緣的厚度差距增大，均勻性欠佳。 故針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究 改良，于是有了本專利技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)沉積在晶圓上的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層之中間和邊 緣的厚度差距增大，均勻性欠佳等缺陷提供一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的 裝直。 本專利技術(shù)之又一目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)沉積在晶圓上的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層 之中間和邊緣的厚度差距增大，均勻性欠佳等缺陷提供一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨 后均勻度的方法。 為了解決上述問題，本專利技術(shù)提供一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的裝 置，所述裝置包括：工藝腔室、設(shè)置在所述工藝腔室中部的中間工藝氣體管路，以及設(shè)置在 所述中間工藝氣體管路兩側(cè)邊緣之邊緣工藝氣體管路。 可選地，所述中間工藝氣體管路和所述邊緣工藝氣體管路采用獨(dú)立可控的流量計(jì) 進(jìn)行氣量控制。 為實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)之又一目的，本專利技術(shù)提供一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻 度的方法，所述提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法，包括： 執(zhí)行步驟Si:提供晶圓襯底，并在所述晶圓襯底上沉積等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙 醋； 執(zhí)行步驟S2 :在所述等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯之異于所述晶圓襯底的一側(cè)沉積 高密度等離子體，且所述高密度等離子體之厚度呈凹型設(shè)置； 執(zhí)行步驟S3:對(duì)作為金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層的高密度等離子體和等離子體加強(qiáng)的 正硅酸乙酯進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，以獲得均勻度一致的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層。 可選地，所述沉積在等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙酯之異于所述硅基襯底的高密度等 離子體之厚度呈凹型設(shè)置。 可選地，所述沉積在等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙酯之異于所述硅基襯底的高密度等 離子體之厚度呈現(xiàn)邊緣厚、中間薄，為碗狀分布。 可選地，所述高密度等離子體的沉積過程中，通過控制所述沉積裝置之中間工藝 氣體管路和所述邊緣工藝氣體管路之進(jìn)氣比率，以對(duì)所述高密度等離子進(jìn)行厚度控制。 可選地，所述高密度等離子體的沉積過程中，所述沉積裝置之中間工藝氣體管路 的濺射氣體流量小于所述邊緣工藝氣體管路氣體流量。 可選地，所述高密度等離子體的沉積過程中，所述沉積裝置之中間工藝氣體管路 的反應(yīng)氣體流量大于所述邊緣工藝氣體管路氣體流量。 可選地，所述高密度等離子體的平均厚度為691. 4nm36為119.lnm，厚度偏差范 圍為 129. 8nm。 可選地，所述金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層的良率提高30%。 綜上所述，本專利技術(shù)提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法通過在晶圓襯底 上依次沉積等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯、呈凹型設(shè)置的高密度等離子體作為金屬導(dǎo)線間電 介質(zhì)層，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨后所獲得的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層之均勻度一致，較傳統(tǒng)工藝 有極大的改善。 【附圖說明】 圖1所示為本專利技術(shù)提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法之流程圖； 圖2(a)?2(c)所示為本專利技術(shù)提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法之工 藝圖； 圖3所示為本專利技術(shù)提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法之高密度等離 子體沉積的不意圖； 圖4(a)?4(b)所示為高密度等離子體的碗狀沉積分布示意圖； 圖5(a)?5(b)所示為對(duì)比試驗(yàn)1之中間厚的等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯與中間薄 的高密度等離子體搭配所進(jìn)行的化學(xué)機(jī)械研磨后之均勻度對(duì)比圖； 圖6 (a)?6(b)所示為對(duì)比試驗(yàn)2之中間薄的等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯與中間薄 的高密度等離子體搭配所進(jìn)行的化學(xué)機(jī)械研磨后之均勻度對(duì)比圖； 圖7(a)?7(b)所示為對(duì)比實(shí)驗(yàn)3之傳統(tǒng)中間厚的等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯所進(jìn) 行的化學(xué)機(jī)械研磨后之均勻度對(duì)比圖。 【具體實(shí)施方式】 為詳細(xì)說明本專利技術(shù)創(chuàng)造的
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí) 施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。 請(qǐng)參閱圖1，圖1所示為本專利技術(shù)提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法之 流程圖。所述提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法，包括： 執(zhí)行步驟Sl:提供晶圓襯底，并在所述晶圓襯底上沉積等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙 醋； 執(zhí)行步驟S2:在所述等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯之異于所述晶圓襯底的一側(cè)沉積 高密度等離子體，且所述高密度等離子體之厚度呈凹型設(shè)置； 執(zhí)行步驟S3:對(duì)作為金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層的高密度等離子體和等離子體加強(qiáng)的 正硅酸乙酯進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，以獲得均勻度一致的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層。 請(qǐng)參閱圖2,并結(jié)合參閱圖1，圖2所示為本專利技術(shù)提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后 均勻度的方法之工藝圖。在本專利技術(shù)中，為提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度，所述提高 金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法，包括： 執(zhí)行步驟Sl:提供晶圓襯底10,并在所述晶圓襯底10上沉積等尚子體加強(qiáng)的正娃 酸乙酯11 ; 執(zhí)行步驟S2 :在所述等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯11之異于所述晶圓襯底10的一側(cè) 沉積高密度等離子體12,且所述高密度等離子體12之厚度呈凹型設(shè)置； 執(zhí)行步驟S3:對(duì)作為金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層1的高密度等離子體12和等離子體加 強(qiáng)的正硅酸乙酯11進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，以獲得均勻度一致的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層1。 更具體地，在本專利技術(shù)中，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，容易理解地，沉積在所述等離子體 加強(qiáng)的正硅酸乙酯11之異于所述硅基襯底10的所述高密度等離子體12之厚度呈凹型 設(shè)置，即所述高密度等離子體12之厚度呈現(xiàn)邊緣厚、中間薄的特性，為碗狀分布。更重要 地，所述呈凹型設(shè)置的高密度等離子體12在經(jīng)過化學(xué)機(jī)械研磨后表征為均勻度一致，較 傳統(tǒng)金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層的均勻度有明顯改善。 為更直觀的揭露本專利技術(shù)之技術(shù)方案，凸顯本專利技術(shù)之有益效果，現(xiàn)結(jié)合具體的實(shí)施 方式進(jìn)行闡述。在所述【具體實(shí)施方式】中，設(shè)計(jì)到工藝設(shè)備之具體結(jié)構(gòu)僅示意表示，未示意部 分為本領(lǐng)域技術(shù)人員所通曉之結(jié)構(gòu)，在此不予贅述。 請(qǐng)參閱圖3,圖3所示為本專利技術(shù)提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的裝置之本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的裝置，其特征在于，所述裝置包括：工藝腔室、設(shè)置在所述工藝腔室中部的中間工藝氣體管路，以及設(shè)置在所述中間工藝氣體管路兩側(cè)邊緣之邊緣工藝氣體管路。

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的裝置，其特征在于，所述裝置包括： 工藝腔室、設(shè)置在所述工藝腔室中部的中間工藝氣體管路，以及設(shè)置在所述中間工藝氣體 管路兩側(cè)邊緣之邊緣工藝氣體管路。2. 如權(quán)利要求1所述提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的裝置，其特征在于，所 述中間工藝氣體管路和所述邊緣工藝氣體管路采用獨(dú)立可控的流量計(jì)進(jìn)行氣量控制。3. -種如權(quán)利要求1所述提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的裝置之提高均勻 度的方法，其特征在于，所述提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法，包括： 執(zhí)行步驟S1 :提供晶圓襯底，并在所述晶圓襯底上沉積等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙酯； 執(zhí)行步驟S2 :在所述等離子加強(qiáng)的正硅酸乙酯之異于所述晶圓襯底的一側(cè)沉積高密 度等離子體； 執(zhí)行步驟S3:對(duì)作為金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層的高密度等離子體和等離子體加強(qiáng)的正硅 酸乙酯進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，以獲得均勻度一致的金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層。4. 如權(quán)利要求1所述的提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度的方法，其特征在于， 所述沉積在等離子體加強(qiáng)的正硅酸乙酯之異于所述硅基襯底的高密度等離子體之厚度呈 凹型設(shè)置。5. 如權(quán)利要求4所述的提高金屬導(dǎo)線間電介質(zhì)層碾磨后均勻度...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃沖，李志國(guó)，田守衛(wèi)，張澤松，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31