[发明专利]半导体构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体构件的制造方法，且特别涉及一种可降低阶梯高度(step height)的半导体构件的制造方法。

背景技术

随着元件尺寸持续缩减，微影曝光解析度相对增加，伴随着曝光景深的缩减，对于晶片表面的高低起伏程度的要求更为严苛。因此在进入深次微米的处理时，晶片的平坦化就依赖化学机械研磨处理来完成，它独特的非等向性磨除性质除了用于晶片表面轮廓的平坦化之外，亦可应用于垂直及水平金属内连线的镶嵌结构的制作、前段处理中元件浅沟渠隔离制作及先进元件的制作、微机电系统平坦化和平面显示器制作等。

化学机械研磨主要是利用研浆中的化学助剂(reagent)，在晶圆的正面上产生化学反应，形成易研磨层，再配合晶圆在研磨垫上，藉由研浆中的研磨粒(abrasive particles)辅助的机械研磨，将易研磨层的突出部份研磨，反复上述化学反应与机械研磨，即可形成平坦的表面。

在填洞(gap-filling)处理时，常会选择使用化学机械研磨法移除位于开口外部的多余材料层。然而，当开口的深宽比(aspect ratio)太高时，会在开口上方的材料层中形成凹陷。若凹陷的阶梯高度过高(如微米(μm)级)，进行化学机械研磨处理并无法将凹陷平坦化。因此，在填入开口内的材料层中会产生碟形效应(dishing effect)，而导致材料层的平坦化程度不佳，进而降低所形成的半导体构件的可靠度。

发明内容

本发明提供一种半导体构件的制造方法，其可降低阶梯高度且抑制碟形效应的产生。

本发明提出一种半导体构件的制造方法，包括下列步骤。首先，提供基底，基底中已形成有开口。接着，于基底上形成材料层，且材料层填满开口，而位于开口外部且位于开口上方的材料层中具有凹陷。然后，于凹陷的表面上形成牺牲层。接下来，进行化学机械研磨处理，以移除牺牲层及位于开口外部的材料层，其中化学机械研磨处理对材料层的研磨速率大于对牺牲层的研磨速率。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，开口的深度例如是70μm至150μm。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，开口的宽度例如是10μm至40μm。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，开口的深宽比例如是1.8至15。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，凹陷的阶梯高度例如是2μm至4μm。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，材料层的材料例如是金属材料。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，牺牲层的形成方法包括下列步骤。首先，于材料层上形成牺牲材料层。接着，移除位于凹陷外部的牺牲材料层。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，位于凹陷外部的牺牲材料层的移除方法例如是化学机械研磨法。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，牺牲层的材料例如是介电材料。

依照本发明的一实施例所述，在上述的半导体构件的制造方法中，半导体构件例如是硅通孔(through-silicon via，TSV)结构。

基于上述，在本发明所提出的半导体构件的制造方法中，由于会在材料层中的凹陷表面上形成牺牲层，且化学机械研磨处理对材料层的研磨速率大于对牺牲层的研磨速率，所以可有效地降低材料层的凹陷处的阶梯高度。因此，本发明所提出的半导体构件的制造方法可提升经研磨后的材料层的表面平坦度并抑制碟形效应的产生，进而提升所形成的半导体构件的可靠度。

为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图式详细说明如下。

附图说明

图1A至图1D为本发明一实施例的半导体构件的制造流程剖面图。

主要元件符号说明：

100：基底

100a：背面

102：开口

104：材料层

106：凹陷

108：牺牲材料层

110：牺牲层

112：半导体构件

D：深度

H1：阶梯高度

H2：高度

W：宽度

具体实施方式