專利名稱：平面化半導(dǎo)體基片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及平面化半導(dǎo)體基片的方法，尤其涉及利用絕緣體腐蝕選擇性的差別來(lái)平面化半導(dǎo)體基片上層間絕緣膜的方法。
隨著半導(dǎo)體器件集成度的逐漸提高，為了平面化諸如形成在半導(dǎo)體基片上的層間絕緣層等絕緣層，大量努力都用在平面化工藝上。近來(lái)，為L(zhǎng)OCOS(局部區(qū)域氧化)工藝，STI(淺溝道隔離)工藝已經(jīng)廣泛地用于電隔離半導(dǎo)體基片上的器件單元，器件單元間臺(tái)階的增加要求各種各樣的平面化技術(shù)。
例如，已經(jīng)有幾種平面化絕緣層的方法，BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)回流工藝，SOG(旋涂玻璃)或光刻膠深腐蝕工藝和CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)工藝。特別是CMP工藝，與其它工藝相比，其能用于平面化更大的面積，并且是在低溫下完成。由于這些優(yōu)點(diǎn)，這種CMP工藝已廣泛用在基片的平面化中。拋光平面化基片的這種CMP工藝?yán)缭诿绹?guó)專利US5，064，683(1996年2月27日授權(quán))中公開。
然而，利用CMP工藝的基片平面化導(dǎo)致三個(gè)主要問(wèn)題第一、具有盤形基片結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生凹坑(dishing)現(xiàn)象。第二、拋光漿料污染基片。第三、使用CMP工藝期間產(chǎn)生的顆粒污染基片和拋光平面化裝置。
本發(fā)明欲解決這些問(wèn)題，其目的是提供一種利用絕緣體腐蝕選擇性的差別來(lái)平面化半導(dǎo)體基片的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種平面化半導(dǎo)體基片的方法，該半導(dǎo)體基片具有不平的形貌，包括相互鄰近的凸出區(qū)和凹陷區(qū)。在半導(dǎo)體基片上順序地形成第一和第二絕緣層之后，進(jìn)行濕法腐蝕工藝以除去凸出區(qū)上部邊緣的第二和第一絕緣層，直到上部邊緣暴露出第一絕緣層的部分。接著，在第一和第二絕緣層上形成第三絕緣層，然后進(jìn)行濕法腐蝕工藝以除去第三和第二絕緣層，直到暴露出第一絕緣層的上部表面。濕法腐蝕工藝期間，由于第二絕緣層相對(duì)于第一或者第三絕緣層具有相對(duì)高的腐蝕選擇性，因此第二絕緣層要比第三絕緣層腐蝕的要快。該半導(dǎo)體基片可以有平的表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種平面化半導(dǎo)體基片的方法，該半導(dǎo)體基片具有不平的形貌，包括相互鄰近的凸出區(qū)和凹陷區(qū)。通過(guò)HDP CVD工藝或者ECR CVD工藝將第一、第二和第三絕緣層順序形成在該凸出和凹陷區(qū)，對(duì)第三和第二絕緣層進(jìn)行濕法腐蝕，直到暴露出第一絕緣層的上部表面。沉積第二絕緣層，同時(shí)在其形成期間腐蝕，以比其它部分更快地腐蝕凸出區(qū)的上部邊緣，由此，在包括于凸出區(qū)上部邊緣暴露的第一絕緣層的第二絕緣層上形成第三絕緣層。
參考附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的將變得更清楚，其中

圖1A到1F是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于平面化半導(dǎo)體基片的方法的工藝步驟的操作流程圖；圖2A到2E是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例用于平面化半導(dǎo)體基片的方法的工藝步驟的操作流程圖。
下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可作出很多改變和修改，本發(fā)明的范圍除受權(quán)利要求限定外并不受限于這些優(yōu)選實(shí)施例。
圖1A到1F展示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例平面化半導(dǎo)體基片的方法。
見(jiàn)圖1A，圖形12，例如多個(gè)金屬互連線12a，12b和12c，形成在半導(dǎo)體基片10上。在圖1A所示的實(shí)施例中，金屬互連線具有彼此不同的尺寸。因此，半導(dǎo)體基片10具有包括相互鄰近的凸出區(qū)(例如，金屬互連線)和凹陷區(qū)的不平的形貌。第一絕緣層14形成在具有互連線12a，12b和12c的半導(dǎo)體基片10上，之后，第二絕緣層16形成在第一絕緣層14上。第二絕緣層16選自由SiOF、PSG(磷硅玻璃)、BN(氮化硼)和BPSG(硼磷硅玻璃)構(gòu)成的組的一種，并且相對(duì)于第一絕緣層14具有相對(duì)高的腐蝕選擇性。這里，凸出區(qū)可由金屬間介質(zhì)構(gòu)成，取代金屬互連線，凹陷區(qū)可以是半導(dǎo)體基片10。
正如能從圖1B所見(jiàn)，進(jìn)行使用氬(Ar)氣的濺射工藝，直到第二絕緣層16上部邊緣的全部及第一絕緣層14上部邊緣的部分被去除為止。結(jié)果暴露出對(duì)應(yīng)的金屬互連線的上部邊緣。
參考圖1C，氧化物的第三絕緣層18通過(guò)CVD(化學(xué)氣相沉積)工藝形成在基片之上，該CVD工藝從HDP(高密度等離子體)CVD工藝及ECR(電子回旋共振)CVD工藝中選取。第三絕緣層18相對(duì)于第二絕緣層16具有相對(duì)低的腐蝕選擇性。在HDP CVD或者ECR CVD工藝期間，沉積和腐蝕同時(shí)進(jìn)行。由于這個(gè)原因，具有大圖形尺寸的金屬互連線12a上就形成具有大臺(tái)階和大尺寸的CVD層18a。在金屬互連線12b和12c上相應(yīng)形成具有小臺(tái)階和小尺寸的CVD層18b和18c。
圖1D到1F展示了用于平面化絕緣層的濕法腐蝕步驟。首先見(jiàn)圖1D，連續(xù)進(jìn)行第三絕緣層18的濕法腐蝕直到露出凸出區(qū)的第二絕緣層16兩端。
接著，如圖1E和1F所示，如果連續(xù)地進(jìn)行濕法腐蝕，暴露的第二絕緣層16的腐蝕要比第三絕緣層18為快，由此可以使半導(dǎo)體基片具有平的表面。然而，盡管形成在金屬互連線12a上的第三絕緣層18薄，但與第三絕緣層相比，去除第二絕緣層16要快的多。這是因?yàn)椋鄬?duì)于第一和第三絕緣層14和18，第二絕緣層16具有相對(duì)大的腐蝕選擇性。而且，由于與第一或第三絕緣層相比，第二絕緣層16相對(duì)較薄，因此它能極快地去除，這從圖1E中可見(jiàn)。
另一方面，由于形成在金屬互連線12b和12c之上的第二和第三絕緣層在寬度上要比形成在金屬互連線線12a上的第二和第三絕緣層要窄的多，盡管沒(méi)有示出，在部分地腐蝕掉形成在金屬互連線12a之上的第二和第三絕緣層的同時(shí)，形成在金屬互連線12b和12c之上的第二和第三絕緣層能夠完全地去除。
而且，從如上描述可以顯見(jiàn)，即使形成在金屬互連線12a上的第三絕緣層18未被完全去除，半導(dǎo)體基片仍可以具有如圖1F所示的期望的平的表面。這是因?yàn)椋诙^緣層16能夠在第三絕緣層18全部去除之前完全去除。
下面參考圖2A到2E說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的平面化半導(dǎo)體基片的方法。
參考圖2A，半導(dǎo)體基片10已經(jīng)具有經(jīng)腐蝕形成的用于定義器件隔離區(qū)(溝槽隔離區(qū)情況下)的溝槽120，其內(nèi)填充絕緣材料。溝槽120形成后，在溝槽120兩側(cè)壁和底部上以及在半導(dǎo)體基片100上形成第一絕緣層140，之后，在第一絕緣層140上形成第二絕緣層160。因此，半導(dǎo)體基片100就具有不平的形貌，包括相互鄰近的凸出區(qū)(例如除溝槽外的半導(dǎo)體基片區(qū)100a和100c)和凹陷區(qū)(例如溝槽)100b。類似于第一實(shí)施例，本實(shí)施例中的第二絕緣層160是從SiOF、PSG、BN和BPSG構(gòu)成的組中選取的一個(gè)構(gòu)成的，并且相對(duì)于第一絕緣層140具有相對(duì)大的腐蝕選擇性。
如圖2B所示，進(jìn)行使用氬(Ar)氣的濺射工藝，直到第二絕緣層160上部邊緣的全部及第一絕緣層140上部邊緣的部分被去除為止。結(jié)果暴露出溝槽120的上部邊緣。
參考圖2C，氧化物的第三絕緣層180通過(guò)CVD工藝形成在基片之上，該CVD工藝是從HDP CVD工藝和ECR CVD工藝中選取的。相對(duì)于第二絕緣層160，第三絕緣層180具有相對(duì)低的腐蝕選擇率。在HDP CVD或ECRCVD工藝期間，具有大圖形尺寸的凸出區(qū)100a和100c上形成了具有大臺(tái)階和大尺寸的CVD層180a和180c。在凹陷區(qū)100b，例如溝槽120內(nèi)形成了具有小臺(tái)階和小尺寸的CVD層180b。
參考圖2D和2E，進(jìn)行用于平面化絕緣層的濕法腐蝕步驟。首先，如圖2D所示，連續(xù)進(jìn)行第三絕緣層180的濕法腐蝕，直到凸出區(qū)的第二絕緣層160的端部露出為止。如果濕法腐蝕是連續(xù)地進(jìn)行，暴露的第二絕緣層160的腐蝕要比第三絕緣層180快得多，由此可以獲得平表面的半導(dǎo)體基片，如圖2E所示。
在第三和第二絕緣層的濕法腐蝕期間，即使形成在凸出區(qū)100a的第三絕緣層180薄，與第三絕緣層相比，第二絕緣層160仍可很快地去除。這是因?yàn)?，相?duì)于第一和第三絕緣層140和180，第二絕緣層160具有相對(duì)高的腐蝕選擇性，而且是因?yàn)閷?duì)第一或第三絕緣層，第二絕緣層160具有相對(duì)薄的厚度。
此外，即使形成在凸出區(qū)100a和100c上的第三絕緣層180未完全去除，半導(dǎo)體基片仍可具有期望的平的表面，如圖2E所示，因?yàn)榈诙^緣層160能夠在第三絕緣層18全部去除之前完全去除。
另一方面，如果通過(guò)HDP CVD工藝或者ECR CVD工藝，上述所有的第一、第二和第三絕緣層被形成在其上具有金屬互連線圖形12或溝槽120的半導(dǎo)體基片上，那么，在不使用氬氣濺射工藝時(shí)它們也能形成。這是因?yàn)?，絕緣層能被沉積，并同時(shí)被腐蝕。特別是，由于圖形的上部邊緣或者溝槽的上部邊緣是以最大的腐蝕選擇性腐蝕的，因此非連續(xù)絕緣層，例如凸出和凹陷絕緣層可被形成在半導(dǎo)體基片上。在這種情況下，第二絕緣層是由相對(duì)于第一和第三絕緣層具有相對(duì)大的腐蝕選擇性的材料制成的。該材料是從由SiOF、PSG、BN和BPSG構(gòu)成的組中選取的。第三絕緣層是從由HDP CVD氧化物及ECR CVD氧化物構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)構(gòu)成的。
因此，本發(fā)明提供了半導(dǎo)體基片的優(yōu)點(diǎn)，其通過(guò)濕法腐蝕，在不產(chǎn)生凹陷現(xiàn)象及漿料和顆粒污染的情況下，能夠獲得平的表面。
權(quán)利要求
1．一種平面化半導(dǎo)體基片的方法，包括以下步驟制備半導(dǎo)體基片，該半導(dǎo)體基片具有不平的形貌，包括相互鄰近的凸出區(qū)和凹陷區(qū)；在凸出和凹陷區(qū)上順序形成第一和第二絕緣層；濕法腐蝕凸出區(qū)上部邊緣的第二和第一絕緣層直到在該上部邊緣暴露出第一絕緣層的部分；在第一和第二絕緣層上形成第三絕緣層，所述第二絕緣層相對(duì)于第一或第三絕緣層具有相對(duì)大的腐蝕選擇性；以及濕法腐蝕第三和第二絕緣層，直到第一絕緣層的上部表面露出為止；其中第二絕緣層比第三絕緣層腐蝕得快。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二和第一絕緣層通過(guò)使用氬氣的濺射工藝去除。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二絕緣層是由從SiOF、PSG、BN和BPSG構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)制成的。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第三絕緣層是由從HDP CVD氧化物和ECR CVD氧化物構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)制成的。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述凸出區(qū)包括金屬間介質(zhì)圖形區(qū)，凹陷區(qū)包括半導(dǎo)體基片。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述凸出區(qū)包括半導(dǎo)體基片，凹陷區(qū)包括溝槽區(qū)。
7．一種平面化半導(dǎo)體基片的方法，包括以下步驟制備半導(dǎo)體基片，該半導(dǎo)體基片具有不平的形貌，包括相互鄰近的凸出區(qū)和凹陷區(qū)；通過(guò)HDP CVD工藝或者ECR CVD工藝在凸出和凹陷區(qū)上順序形成第一、第二和第三絕緣層，所述第二絕緣層相對(duì)于第一或第三絕緣層具有相對(duì)大的腐蝕選擇性；以及濕法腐蝕第三和第二絕緣層直到第一絕緣層的上部表面露出為止；其中第二絕緣層被沉積，同時(shí)在其形成期間被腐蝕，以比其它部分更快地濕法腐蝕凸出區(qū)的上部邊緣，由此第三絕緣層形成在包括露出在凸出區(qū)上部邊緣的第一絕緣層的第二絕緣層上。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第二絕緣層是由從SiOF、PSG、BN和BPSG構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)制成的。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第三絕緣層是由從HDP CVD氧化物和ECR CVD氧化物構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)制成的。
10．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述凸出區(qū)包括金屬間介質(zhì)圖形區(qū)，凹陷區(qū)包括半導(dǎo)體基片。
11．根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述凸出區(qū)包括半導(dǎo)體基片，凹陷區(qū)包括溝槽區(qū)。
全文摘要
一種平面化半導(dǎo)體基片的方法,利用半導(dǎo)體基片上絕緣體腐蝕選擇性的差別。該方法包括的步驟是:濕法腐蝕凸出區(qū)上部邊緣的第二和第一絕緣層直到第一絕緣層的部分在上部邊緣露出為止;在第一和第二絕緣層上形成第三絕緣層;濕法腐蝕第三和第二絕緣層直到第一絕緣層的上部表面露出為止。濕法腐蝕期間,第二絕緣層的腐蝕要比第三絕緣層快。借助這種方法,半導(dǎo)體基片具有平的表面。
文檔編號(hào)H01L21/3205GK1204866SQ98114960
公開日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1998年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月17日
發(fā)明者金昶圭, 崔志鉉, 洪錫智 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社