[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

在一些实施例中，提供一种半导体装置的制造方法，包括：形成一材料层于一半导体基板之上；形成一开口于材料层中；沉积一金属层于开口中并延伸至材料层上；以及化学机械研磨一部分的金属层，其中化学机械研磨使用的一研磨液包括：具有孤对电子的一有机碱；以及一氧化剂。

技术领域

本发明实施例系有关于半导体装置的制造方法，且特别是有关于使用金属化学机械研磨工艺的半导体装置的制造方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuits；IC)工业已历经快速发展的阶段。集成电路材料及设计在技术上的进步使得每一代生产的集成电路变得比先前生产的集成电路更小且其电路也变得更复杂。在集成电路发展的进程中，功能性密度(亦即，每一个晶片区域中内连线装置的数目)已经普遍增加，而几何尺寸(亦即，制程中所能创造出最小的元件或线路)则是普遍下降。这种微缩化的过程通常可通过增加生产效率及降低相关支出提供许多利益。但此种微缩化也增加了集成电路加工和制造上的复杂度，且为了实现这样的进展，集成电路加工和制造上也需要有相同的进步。

在集成电路的制造过程中，化学机械研磨(chemical mechanical polishing；CMP)为一种广泛使用的工艺，可提供晶片表面全面性的平坦化。举例而言，在半导体制造过程中，可利用化学机械研磨工艺对例如介电层、金属层、或半导体层等进行表面平坦化。

传统上，金属化学机械研磨(metal CMP)所使用的研磨液以无机碱做为pH调整剂。然而，在金属化学机械研磨工艺期间，被研磨掉的金属会变为离子态溶于研磨液中，这些金属离子容易与无机碱产生的氢氧基(OH基)反应形成不可溶的(insoluble)金属氧化物粒子(以下简称金属粒子)，例如：氧化铜、氧化钴等。在金属化学机械研磨工艺期间或之后，这些金属粒子会再沉积(re-deposited)于集成电路表面，导致产品的良率下降。

因此，为了提高产品的良率，必须降低或避免在金属化学机械研磨工艺期间或之后，于集成电路表面产生的金属再沉积现象。

发明内容

根据一些实施例，提供一种半导体装置的制造方法，包括：形成一材料层于一半导体基板之上；形成一开口于材料层中；沉积一金属层于开口中并延伸至材料层上；以及化学机械研磨一部分的金属层，其中化学机械研磨使用的一研磨液包括：具有孤对电子的一有机碱；以及一氧化剂。

根据一些实施例，提供一种半导体装置的制造方法，包括：形成一介电层于一半导体基板之上；形成一开口穿过介电层以暴露出半导体基板；沉积一阻隔层于开口中和介电层上；沉积一金属层于开口中并延伸至阻隔层上；以及化学机械研磨金属层直到暴露出阻隔层，其中化学机械研磨使用的一研磨液包括：烷基胺(alkyl ammonium)、氨(ammonia)、或前述的组合；以及一氧化剂。其中，经化学机械研磨的金属层的一上表面与介电层的一上表面齐平。

根据一些实施例，提供一种半导体装置的制造方法，包括：沉积一金属层于一半导体基板之上；化学机械研磨一部分的金属层；其中化学机械研磨使用的一研磨液包括一氧化剂以及一有机碱。其中，有机碱包括具有下列式(I)的一级胺化合物、具有下列式(II)的二级胺化合物、具有下列式(III)的三级胺化合物、具有下列式(IV)的四级铵化合物、或前述的组合，