專利名稱：用于從微電子襯底移除導(dǎo)電材料的拋光系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對用于從微電子襯底移除導(dǎo)電材料(例如，鉬及/或鉬合金)的拋光系 統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
微電子裝置通常包括電容器、晶體管及/或形成于微電子襯底中的隔離容器中的 其它電特征。一種用于形成此類容器的技術(shù)包括用導(dǎo)電材料(例如，鉬)毯覆具有孔口的 半導(dǎo)體襯底，且接著用通常不導(dǎo)電材料(例如，光致抗蝕劑或氧化硅)過填充所述孔口。接 著使用化學機械拋光(CMP)移除在所述孔口外部的過多導(dǎo)電材料及不導(dǎo)電材料。接著移除 所述孔口中的剩余不導(dǎo)電材料以在所述孔口的側(cè)壁上形成具有導(dǎo)電材料的保形層的個別 容器。前述技術(shù)的一個缺點是在所述CMP過程期間，所述導(dǎo)電材料的一部分可變?yōu)榍度?于所述孔口內(nèi)的不導(dǎo)電材料中。在一個實例中，所述不導(dǎo)電材料可吸收在CMP期間自導(dǎo)電 層移除的導(dǎo)電材料的小顆粒。在另一實例中，所述CMP過程的機械力可將導(dǎo)電材料涂抹到 孔口中的不導(dǎo)電材料中。所述所嵌入的導(dǎo)電材料可導(dǎo)致短路及/或隨后形成于所述容器中 的電特征的其它缺陷。因此，需要在從微電子襯底移除導(dǎo)電材料中具有經(jīng)改善效率的拋光 系統(tǒng)及方法。


圖IA到圖IE是圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在微電子襯底中形成電特征 的過程的部分截面圖。圖2是用于實施根據(jù)本發(fā)明的實施例的過程的拋光系統(tǒng)的側(cè)視圖，其中示意性地 展示選定組件。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖2中所展示的拋光系統(tǒng)的一部分的分解等距視 圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于處理微電子襯底的設(shè)備的部分的等距視 圖。圖5示意性地圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于處理微電子襯底的波形。圖6A到圖6D是根據(jù)本發(fā)明的實施例的利用各種填充材料拋光的微電子襯底的顯 微照片截面圖。
具體實施例方式下文參考用于從微電子襯底移除導(dǎo)電材料的拋光系統(tǒng)及方法描述本發(fā)明的數(shù)個 實施例的特定細節(jié)。通篇使用術(shù)語“微電子襯底”來包括其上及/或其中制作有微電子裝 置、微機械裝置、資料儲存元件、讀取/寫入組件及其它特征的襯底。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 還應(yīng)理解，本發(fā)明可具有額外實施例，且可在不具有下文參考圖2A到圖5描述的實施例的數(shù)個細節(jié)的情形下實踐本發(fā)明。圖IA到圖IE是微電子襯底110的部分截面圖，其圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實施例 的用于形成電特征的過程的數(shù)個階段。如下文更詳細描述，所述過程的數(shù)個實施例可包括 以比常規(guī)技術(shù)減少的導(dǎo)電材料涂抹從微電子襯底110移除導(dǎo)電材料(例如，鉬或鉬合金)。 在所圖解說明的實施例中，所述所描述的過程包括特定處理階段序列。在其它實施例中，所 述過程還可包括不同及/或額外的處理階段。如圖IA中所展示，微電子襯底110包括形成于襯底材料111的襯底材料平面113 中的一個或一個以上孔口 112(在圖IA中出于圖解說明目的展示為兩個)。襯底材料111 可包括硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、未經(jīng)摻雜的二氧化硅及/或其它適合的襯底材料111?？?口 112可具有約4 1、6 UlO 1的縱橫比(即，深度/寬度比)及/或其它所要縱橫 比。任選地，微電子襯底110可包括位于襯底材料平面113上且鄰近于孔口 112的壁的阻 擋層(未展示)。如圖IA中所圖解說明，所述過程的早期階段包括將一層導(dǎo)電材料115沉積于襯底 材料111上。導(dǎo)電材料115可包括位于孔口 112中的第一部分11 及在孔口 112外部的 第二部分1Mb?？墒褂梦锢須庀喑练e(PVD)、化學氣相沉積(CVD)及/或其它適合的沉積 技術(shù)將導(dǎo)電材料115沉積于微電子襯底110上。在特定實施例中，導(dǎo)電材料115包括鉬或 鉬合金。在其它實施例中，導(dǎo)電材料115可包括金、銀、鉭、鈀及銠，其它適合的貴金屬及/ 或其合金。在其它實施例中，導(dǎo)電材料115可包括鎳、銥及/或其它適合的族VIII材料及 /或其合金。圖IA圖解說明所述過程的另一階段，其包括將填充材料117沉積于導(dǎo)電材料115 上。填充材料117可包括位于襯底材料平面113下方且位于孔口 112中的第一部分117a。 填充材料117還可包括在孔口 112外部且從襯底材料平面113向外延伸離開的第二部分 117b。第二部分117b可具有約100埃到約250埃的厚度及/或其它適合的厚度。在所圖 解說明的實施例中，第一部分117a包括錐形端120且在不完全填充孔口 112的情況下從襯 底材料平面113延伸到對應(yīng)孔口 112中達距離D (例如，至少約1000埃)。在其它實施例 中，第一部分117a可大致完全填充孔口 112。在其它實施例中，第一部分117a可與襯底材 料平面113大致齊平。在這些實施例中的任一者中，第一部分117a可填充孔口 112的至少 一部分。填充材料117可具有大于導(dǎo)電材料115的硬度的硬度。舉例來說，在特定實施例 中，導(dǎo)電材料115包括鉬，且填充材料117包括使用低溫CVD沉積到導(dǎo)電材料115上的氮 化鈦(TiN)。在其它實施例中，填充材料117可包括經(jīng)由PVD沉積到導(dǎo)電材料115上的鈦 (Ti)、旋涂氧化鈦(TiOx)、鎢(W)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈷(Co)及/或具有至少約30GPa的硬 度的其它材料。在這些實施例中的任一者中，如下文更詳細描述，相對硬填充材料117可阻 止在后續(xù)拋光階段期間從導(dǎo)電材料115的穿透。圖IB圖解說明所述過程的另一階段，其包括從微電子襯底110移除填充材料117 的第二部分117b。在所圖解說明的實施例中，剩余填充材料117大體與導(dǎo)電材料115齊平。 在其它實施例中，剩余填充材料117可延伸超過導(dǎo)電材料115。在其它實施例中，剩余填充 材料117可從導(dǎo)電材料115凹入到孔口 112中。在這些實施例中的任一者中，可使用常規(guī) CMP技術(shù)及漿料來移除填充材料的第二部分117b。下文參考圖2到圖5更詳細地描述用于移除第二部分117b的拋光設(shè)備的實例。圖IC圖解說明所述過程的后續(xù)階段，其包括移除在襯底平面113上面且在孔口 112外部的導(dǎo)電材料115及填充材料117的部分?？墒褂肅MP、電化學機械拋光(ECMP)及 /或其它適合的技術(shù)來移除導(dǎo)電材料115及填充材料117。舉例來說，在一個實施例中，可 使用與圖IB的階段中相同的CMP過程及漿料來移除導(dǎo)電材料115及填充材料117。在其 它實施例中，可使用不同CMP過程及/或適合的漿料來移除導(dǎo)電材料115及填充材料117。 在這些實施例中，可在暴露襯底材料平面113后即刻停止導(dǎo)電材料115及填充材料117的 移除。圖ID圖解說明所述過程的后續(xù)階段，其包括從孔口 112移除填充材料117的剩余 部分以形成容器130。在一個實施例中，移除填充材料117可包括使用濕式蝕刻程序來移除 填充材料117。舉例來說，可用含有過氧化氫(H2O2)、氫氧化銨(NH4OH)及/或其它適合的 化學品的蝕刻劑來處理微電子襯底110以移除含有氮化鈦的填充材料。在其它實施例中， 可使用干式蝕刻(例如，反應(yīng)性離子蝕刻)、激光燒蝕及/或其它適合的技術(shù)來移除含有鈦 及/或氧化鈦的填充材料。圖IE圖解說明所述過程的另一階段，其包括在容器130中形成電特征(例如，電 極、電容器等等)?？墒褂眠x擇性蝕刻及沉積及/或其它適合的技術(shù)來形成所述電特征。所 述電特征可彼此電耦合及/或借助以鑲嵌技術(shù)及/或其它適合的技術(shù)形成的導(dǎo)通孔及/或 線路(未展示)網(wǎng)絡(luò)電耦合到外部觸點。舉例來說，在一個實施例中，將一層不導(dǎo)電材料 121(例如，氧化硅、五氧化二鉭等等)安置于孔口 112中之后再安置導(dǎo)電電極122以形成 電容器。在其它實施例中，可使用前述技術(shù)來在微電子襯底中110形成晶體管、溝槽、導(dǎo)電 線路及/或其它電特征。在這些實施例中的任一者中，可接著從較大晶片切割微電子襯底 110的部分且可將所述部分并入到各種電子裝置中。上文參考圖IA到圖IE描述的所述過程的數(shù)個實施例可減少或消除在拋光期間導(dǎo) 電材料115嵌入填充材料117中。根據(jù)常規(guī)技術(shù)，通常將光致抗蝕劑用作填充材料117以 防止磨料及/或其它顆粒進入容器130。然而，發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)光致抗蝕劑不可能防止在拋 光期間將含有(例如)鉬及/或鉬合金的導(dǎo)電材料115涂抹到容器130中，即使以低拋光 力(例如，約0. 3PSI)或以ECMP。在不受理論約束的情況下，相信鉬及/或鉬合金的延展性 至少部分地導(dǎo)致此涂抹效應(yīng)。發(fā)明人還已認識到，如果填充材料117可至少限制導(dǎo)電材料 115在拋光期間的移動以使得能夠施加充足拋光力用于其移除，那么可至少減少(如果不 能消除的話)鉬及/或鉬合金的涂抹。在不受理論約束的情況下，相信含有氮化鈦(TiN)、 鈦(Ti)、氧化鈦(TiOx)、鎢(W)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈷(Co)及/或具有至少約30GPa的硬度 的其它材料的填充材料117的硬度及/或其它物理特性可產(chǎn)生在拋光期間壓縮且限制下伏 導(dǎo)電材料115的內(nèi)應(yīng)變。相信此壓縮可在施加拋光力時防止導(dǎo)電材料115擴散到容器130 中。上文參考圖IA到圖IE描述的所述過程的數(shù)個實施例還可減少用于形成容器130 的制造成本。根據(jù)常規(guī)技術(shù)，在使用CMP過程移除在孔口 112外部的光致抗蝕劑之后，使用 干式蝕刻程序來移除在孔口 112外部的導(dǎo)電材料115。在所述干式蝕刻程序之后，常規(guī)技術(shù) 進一步包括使用(例如)濕式蝕刻程序從孔口 112移除光致抗蝕劑。因此，上文描述的所 述過程的數(shù)個實施例可通過消除干式蝕刻程序且改為借助單個CMP及/或ECMP程序移除在孔口 112外部的導(dǎo)電材料115及填充材料117兩者來減少制造成本。上文參考圖IA到圖IE描述的所述過程可具有額外及/或不同的過程階段。舉 例來說，可在一個處理階段中使用CMP或ECMP程序執(zhí)行移除填充材料117的第二部分 117b(如圖IB中所圖解說明)及移除在孔口 112外部的導(dǎo)電材料115及填充材料117的 部分(如圖IC中所圖解說明)。在其它實施例中，所述過程可進一步包括(例如)在導(dǎo)電 材料115與襯底材料111之間沉積阻擋層(未展示)。即使填充材料117的第一部分117a 在圖IA到圖IC中圖解說明為具有錐形端120，但在其它實施例中，第一部分117a可具有其 它適合的形狀及尺寸。圖2到圖5示意性地圖解說明用于以大體類似于上文參考圖IA到圖IE描述的方 式處理微電子襯底110的拋光設(shè)備的實例。舉例來說，圖2示意性地圖解說明拋光設(shè)備沈0， 其經(jīng)配置以根據(jù)本發(fā)明的實施例對微電子襯底110進行化學機械及/或電化學機械拋光。 如圖2中所圖解說明，拋光設(shè)備260包括具有其上定位有拋光墊觀3的頂部面板的支 撐臺觀0。頂部面板281可包括大體剛性板以提供拋光墊觀3的特定區(qū)段可在拋光期間緊 固至其的扁平堅固表面。拋光設(shè)備260還可包括用以在頂部面板281上方引導(dǎo)、定位及保持拋光墊觀3的 多個輥。所述輥可包括供應(yīng)輥觀7、第一及第二惰輥及^4b、第一及第二引導(dǎo)輥
及觀恥以及卷取輥觀6。供應(yīng)輥287載運拋光墊觀3的未使用的或操作前的部分，且卷取 輥286載運拋光墊觀3的已使用的或操作后的部分。另外，第一惰輥觀如及第一引導(dǎo)輥 285a可在頂部面板281上方拉伸拋光墊觀3以在操作期間使拋光墊283保持固定。電機 (未展示)驅(qū)動供應(yīng)輥287及卷取輥觀6中的至少一者以順序地推進拋光墊283跨越頂部 面板觀1。因此，拋光墊283的清潔操作前區(qū)段可快速地取代已使用區(qū)段以提供一致性表面 用于拋光及/或清潔微電子襯底110。拋光設(shè)備260還可具有在拋光期間控制及保護微電子襯底110的載體組合件四0。 載體組合件290可包括襯底保持架四2以在拋光過程的適當階段拾取、保持及釋放襯底 110。載體組合件290還可具有支撐臺架四4，其載運可沿臺架294平移的驅(qū)動組合件四5。 驅(qū)動組合件295可具有致動器四6、耦合到致動器四6的驅(qū)動軸297及從驅(qū)動軸297突出 的臂四8。臂298經(jīng)由終端軸299載運襯底保持架四2以便驅(qū)動組合件295使襯底保持架 292圍繞軸E-E(如由箭頭“R/’所指示)繞軌道運行。終端軸299還可使襯底保持架292 圍繞其中心軸F-F (如由箭頭"R2”所指示)旋轉(zhuǎn)。拋光墊283及拋光液體289界定拋光介質(zhì)觀2，所述拋光介質(zhì)以機械方式、以化學 機械方式及/或以電化學機械方式從微電子襯底110的表面移除材料。在一些應(yīng)用中，拋 光設(shè)備260中所使用的拋光墊283可以是具有固定接合到懸浮介質(zhì)的磨料顆粒的固定磨料 拋光墊。因此，拋光液體289可以是不具有磨料顆粒的“清潔溶液”，因為磨料顆粒是跨越拋 光墊觀3的拋光表面觀8固定分布。在其它應(yīng)用中，拋光墊283可以是不具有磨料顆粒的 非磨料墊，且拋光液體289可以是具有用以從微電子襯底110移除材料磨料顆粒及化學品 的漿料。為用拋光設(shè)備260拋光微電子襯底110，在存在拋光液體觀9的情形下，載體組合 件290將微電子襯底110壓在拋光墊283的拋光表面288上。驅(qū)動組合件295接著使襯底 保持架292圍繞軸E-E繞軌道運行且任選地使襯底保持架292圍繞軸F-F旋轉(zhuǎn)以使微電子襯底110跨越拋光表面288平移。因此，在化學及/或化學機械拋光過程中，拋光介質(zhì)282 中的磨料顆粒及/或化學品從微電子襯底110的表面移除材料。在其它應(yīng)用中，拋光液體289還可包括用于ECMP處理的電解液。舉例來說，拋光 設(shè)備260可包括電解液供應(yīng)器皿230，如下文參考圖3更詳細描述，所述電解液供應(yīng)器皿借 助導(dǎo)管237將電解液單獨遞送到拋光墊觀3的拋光表面觀8。拋光設(shè)備260可進一步包括 耦合到接近于拋光墊283定位的電極的電流源221。因此，拋光設(shè)備260可經(jīng)由電解液從微 電子襯底110移除材料。圖3是上文參考圖2描述的拋光設(shè)備260的一部分的一個實施例的部分分解等距 視圖。如圖3所圖解說明，頂部面板281容納個別地具有第一電極340a及第二電極340b 的多個電極對370。第一電極340a耦合到第一引線348a，且第二電極340b耦合到第二引 線34汕。第一及第二引線348a及34 耦合到電流源221(圖幻。電極電介質(zhì)層349a(例 如，Teflon 或另一適合的電介質(zhì)材料)可將第一電極340a與第二電極340b分開。第一及第二電極;MOa及;MOb可通過拋光墊383電耦合到微電子襯底110(圖2)。 在一個布置中，可用電解液331浸透拋光墊383，電解液331是通過供應(yīng)導(dǎo)管337經(jīng)由頂部 面板觀1中的剛好在拋光墊383下方的孔口 338供應(yīng)的。因此，第一及第二電極340a及 340b經(jīng)選擇以與電解液331兼容。在另一布置中，可(例如)通過將電解液331安置于拋 光液體289中而從上面將電解液331供應(yīng)到拋光墊383。因此，拋光設(shè)備沈0 (圖2~)可包括 定位于拋光墊383與電極340a及340b之間的墊電介質(zhì)層349b。當墊電介質(zhì)層349b處于 適當位置時，第一電極及第二電極340a及340b被隔離而不與電解液331物理接觸且因此 可從未必與電解液331兼容的材料選擇。 圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例布置的具有電極440 (展示為第一電極440a及第 二電極440b)及拋光介質(zhì)482的設(shè)備460的一部分的等距視圖。拋光介質(zhì)482可包括突出 超過第一及第二電極440a及440b的拋光墊部分483。每一拋光墊部分483可包括拋光表 面488及借助導(dǎo)管437耦合到流體源(未展示)的多個流道484。每一流道484可具有接 近于拋光表面488的孔口 485以接近于微電子襯底110與拋光表面488之間的界面提供電 解液431。墊部分483可包括環(huán)繞每一孔口 485的凹部487。因此，電解液431可從流道 484向外繼續(xù)行進，而微電子襯底110定位于正上方高處且保持與電極440間隔開。上文參考圖2到圖4描述的前述設(shè)備中的任一者可用于以化學機械方式及/或以 電化學機械方式處理微電子襯底110。當使用電化學機械過程時，所述設(shè)備可提供變化的電 流，在不使所述電極與微電子襯底110接觸的情況下所述電流經(jīng)由電解液流體從所述電極 傳遞穿過微電子襯底Iio的導(dǎo)電材料。舉例來說，如圖5中所展示，所述設(shè)備可產(chǎn)生高頻波 504且可將低頻波502疊加于高頻波504上。高頻波504可包括在低頻波502的方波包絡(luò) 線內(nèi)的若干個系列的正電壓尖峰或負電壓尖峰。高頻波504的每一尖峰可具有用以將電荷 經(jīng)由電介質(zhì)材料轉(zhuǎn)移到電解液的相對陡突上升時間斜率及更漸變下降時間斜率。所述下降 時間斜率可界定如由高頻波504所指示的直線形線或如由高頻波50 所指示的曲線形線。 在其它實施例中，取決于(例如)電介質(zhì)材料及電解液的特定特性、微電子襯底110的特性 及/或待從微電子襯底110移除導(dǎo)電材料的目標速率，高頻波504及低頻波502可具有其 它形狀。進行了數(shù)個試驗以確定填充材料對含有鉬、鉬合金及/或其它貴金屬的CMP導(dǎo)電
9材料的影響。圖6A到圖6D是在利用各種填充材料拋光之后的具有孔口 612的半導(dǎo)體襯底 的顯微照片截面圖。在所述試驗中，首先借助大體類似于圖IA中所展示的所述孔口的孔口 將填充材料沉積到半導(dǎo)體襯底上。隨后將鉬層沉積到所述半導(dǎo)體襯底上。接著以各種漿料、 向下力及拋光時間以化學機械方式拋光具有鉬層的半導(dǎo)體襯底。下文概述來自這些試驗的 操作條件及結(jié)果中的一些操作條件及結(jié)果。如可從下文所概述的結(jié)果看出，觀察到含有氮 化鈦的填充材料在防止鉬涂抹于容器中令人驚奇地有效，而研究中的其它填充材料通常產(chǎn) 生顯著鉬涂抹。盡管所述試驗是針對使用氮化鈦作為填充材料來移除含有鉬的導(dǎo)電材料， 但相信針對借助含有鈦、氧化鈦、鎢、鎳及鉬的填充材料來移除其它貴金屬(例如，金、銀、 鉭、鈀及銠)的類似試驗將產(chǎn)生類似結(jié)果。在第一試驗中，將抗蝕劑填充材料旋涂于半導(dǎo)體襯底上且其具有約17，000埃的 厚度。在第一次運行中，首先用具有硅石磨料的漿料及1. OPSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底67 秒。隨后用具有0. 6微米氧化鋁磨料的另一漿料及0. 8PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底300 秒。在第二次運行中，省略第一拋光步驟，且用具有0.6微米氧化鋁磨料及0.8PSI的向下 力拋光半導(dǎo)體襯底300秒。如圖6A中所展示，所述拋光步驟將顯著量的鉬601涂抹到孔口 612中。能量色散X射線光譜儀(EDX)分析還展示在兩次運行中有顯著鉬涂抹于容器中。在第二試驗中，在450°C下使用CVD將OPTL填充材料沉積到半導(dǎo)體襯底上且所述 OPTL填充材料具有約4，500埃的厚度。首先用具有硅石磨料的漿料及2. 5PSI的向下力拋 光半導(dǎo)體襯底180秒。隨后用具有0. 6微米氧化鋁磨料的另一漿料及0. 8PSI的向下力拋 光半導(dǎo)體襯底300秒。如圖6B中所展示，所述拋光步驟將顯著量的鉬601涂抹到孔口 612 中。EDX分析展示有顯著鉬涂抹于容器中。在第三試驗中，在450°C下使用CVD將氫倍半硅氧烷(HSQ)填充材料沉積到半導(dǎo) 體襯底上且所述填充材料具有約6，700埃的厚度。在第一次運行中，首先用具有硅石磨料 的漿料及2. 5PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底120秒。隨后用具有0. 6微米氧化鋁磨料的另 一漿料及0.8PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底300秒。在第二次運行中，首先用具有硅石磨料 的漿料及2. 5PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底92秒。隨后用具有0. 6微米氧化鋁磨料的漿料 及0. 8PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底300秒。如圖6C中所展示，所述拋光步驟將顯著量的 鉬601涂抹到孔口 612中。EDX分析展示在兩次運行中有顯著鉬涂抹于容器中。在第四試驗中，在450°C下使用CVD將TiN填充材料沉積到所述半導(dǎo)體襯底上。在 第一次運行中，TiN填充材料具有約250埃的厚度。首先用具有硅石磨料的漿料及1. OPSI 的向下力拋光半導(dǎo)體襯底60秒。隨后用具有0. 6微米氧化鋁磨料的另一漿料及0. 8PSI的 向下力拋光半導(dǎo)體襯底巧5秒。在第二次運行中，TiN填充材料具有約250埃的厚度。用 具有硅石磨料的漿料及0. 5PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底41秒。隨后用具有0. 6微米氧化 鋁磨料的漿料及0. 8PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底79. 7秒。在第三次運行中，TiN填充材 料具有約100埃的厚度。用具有硅石磨料的漿料及0. 5PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底76. 6 秒。隨后用具有0. 6微米氧化鋁磨料的漿料及0. 8PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底120秒。在 第四次運行中，TiN填充材料具有約100埃的厚度。用具有0. 6微米氧化鋁磨料的漿料及 0. 8PSI的向下力拋光半導(dǎo)體襯底175秒。如圖6D中所展示，所述拋光步驟并不將任何鉬涂 抹到孔口 612中。EDX分析展示在所有這些運行中無鉬涂抹于容器中。依據(jù)前述內(nèi)容，將了解，本文中已出于圖解說明目的描述了本發(fā)明的特定實施例，但可在不背離本發(fā)明的情況下作出各種修改。舉例來說，除其它實施例的元件外或替代其 它實施例的元件，一個實施例中的元件中的許多元件可與其它實施例結(jié)合。因此，除所附權(quán) 利要求書外，本發(fā)明不受其它限制。
權(quán)利要求
1.一種微電子襯底，其包含襯底材料，其具有延伸到所述襯底材料中的孔口 ；導(dǎo)電材料，其位于所述襯底材料上，所述導(dǎo)電材料具有位于所述孔口中的第一導(dǎo)電部 分和在所述孔口外部的第二導(dǎo)電部分；及填充材料，其具有位于所述孔口中且接近于所述第一導(dǎo)電部分的第一填充部分及在所 述孔口外部且位于所述第二導(dǎo)電部分上的第二填充部分，所述填充材料包括選自由鈦、氮 化鈦和氧化鈦組成的群組的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子襯底，其中所述導(dǎo)電材料包括鉬，且其中所述填充材 料包括氮化鈦，且其中所述第一填充部分具有約100埃到約250埃的厚度，且進一步其中所 述第一填充部分具有錐形端且在不完全填充所述孔口的情況下延伸到所述孔口中達至少 約1000埃的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子襯底，其中所述導(dǎo)電材料包括鉬，且其中所述填充材 料包括氮化鈦，且進一步其中所述填充材料的所述第一填充部分從所述襯底材料平面延伸 到所述孔口中且大致完全填充所述孔口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子襯底，其中所述導(dǎo)電材料包括鉬，且其中所述填充材 料包括氮化鈦，且進一步其中所述第一填充部分延伸到所述孔口中且與所述襯底材料平面 大致齊平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子襯底，其中所述填充材料具有大于約30GPa的硬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子襯底，其中所述填充材料具有壓縮所述導(dǎo)電材料的內(nèi)應(yīng)變。
7.一種微電子襯底，其包含襯底材料，其具有孔口 ；導(dǎo)電材料，其位于所述襯底材料上，所述導(dǎo)電材料具有第一硬度；及填充材料，其位于所述孔口中且接近于所述導(dǎo)電材料，所述填充材料包括經(jīng)配置以至 少減少在拋光所述襯底材料期間將所述導(dǎo)電材料涂抹到所述孔口中的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微電子襯底，其中所述填充材料具有大于所述導(dǎo)電材料的所 述第一硬度的第二硬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微電子襯底，其中所述導(dǎo)電材料包括鉬或鉬合金，且其中所 述填充材料包括選自由鈦、氮化鈦、氧化鈦、鎢、鎳、鉬及鈷組成的群組的材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微電子襯底，其中所述導(dǎo)電材料包括選自由鉬、金、銀、鉭、 鈀及銠組成的群組的材料，且其中所述填充材料包括選自由鈦、氮化鈦、氧化鈦、鎢、鎳、鉬 及鈷組成的群組的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微電子襯底，其中所述導(dǎo)電材料包括選自由鉬、金、銀、鉭、 鈀及銠組成的群組的材料的合金，且其中所述填充材料包括選自由鈦、氮化鈦、氧化鈦、鎢、 鎳、鉬及鈷組成的群組的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微電子襯底，其中所述導(dǎo)電材料包括貴金屬，且其中所述填 充材料包括選自由鈦、氮化鈦、氧化鈦、鎢、鎳、鉬及鈷組成的群組的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微電子襯底，其中所述導(dǎo)電材料包括選自周期表的族VIII 的材料，且其中所述填充材料包括選自由鈦、氮化鈦、氧化鈦、鎢、鎳、鉬及鈷組成的群組的材料。
14.一種用于形成微電子結(jié)構(gòu)的方法，其包含在襯底材料中形成孔口；將導(dǎo)電材料安置于所述襯底材料上，所述導(dǎo)電材料具有位于所述孔口中的第一導(dǎo)電部 分及在所述孔口外部的第二導(dǎo)電部分；將填充材料安置于所述導(dǎo)電材料上，所述填充材料具有位于所述孔口中且接近于所述 第一導(dǎo)電部分的第一填充部分及在所述孔口外部且位于所述第二導(dǎo)電部分上的第二填充 部分，所述填充材料包括選自由鈦、氮化鈦及氧化鈦組成的群組的材料；及在所述孔口中形成電特征。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中安置導(dǎo)電材料包括安置包括鉬的導(dǎo)電材料，且 其中安置填充材料包括在不完全填充所述孔口的情況下將填充材料安置于所述孔口中，所 述填充材料包括具有錐形端且從襯底材料平面延伸到所述孔口中達至少約1000埃的距離 的第一填充部分及具有約100埃到約250埃的厚度的第二填充部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中安置導(dǎo)電材料包括安置包括鉬的導(dǎo)電材料，且 進一步其中安置填充材料包括安置包括從所述襯底材料平面延伸到所述孔口中且大致完 全填充所述孔口的第一填充部分的填充材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中安置導(dǎo)電材料包括安置包括鉬的導(dǎo)電材料，且 其中安置填充材料包括安置包括延伸到所述孔口中且與所述襯底材料平面大致齊平的第 一填充部分的填充材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中安置填充材料包括安置具有大于約30GPa的硬 度的填充材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中安置填充材料包括安置具有壓縮所述導(dǎo)電材料 的內(nèi)應(yīng)變的填充材料。
20.一種用于形成微電子結(jié)構(gòu)的方法，其包含在襯底材料中形成孔口；將導(dǎo)電材料安置于所述襯底材料上及所述孔口中；將填充材料安置于所述導(dǎo)電材料上，所述填充材料至少部分地填充所述孔口 ；及拋光所述襯底材料以移除在所述孔口外部的所述導(dǎo)電材料及所述填充材料的至少一 部分，其中所述填充材料至少大致防止所述導(dǎo)電材料在拋光所述襯底材料期間涂抹到所述 孔口中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中安置導(dǎo)電材料包括安置包括鉬的導(dǎo)電材料，且 其中安置填充材料包括安置包括經(jīng)選擇以防止在拋光所述襯底材料期間將所述導(dǎo)電材料 涂抹到所述孔口中的材料的填充材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中安置導(dǎo)電材料包括安置包括鉬的導(dǎo)電材料，且 其中拋光所述襯底材料包括在一個化學機械拋光程序中移除在所述孔口外部的所述導(dǎo)電 材料及所述填充材料的至少一部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中安置導(dǎo)電材料包括安置包括鉬的導(dǎo)電材料，且 其中拋光所述襯底材料包括在拋光所述襯底材料的同時用所述填充材料壓縮所述導(dǎo)電材 料。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中拋光所述襯底材料包括防止所述導(dǎo)電材料擴散 到所述孔口中。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進一步包含使用濕式蝕刻程序從所述孔口移除所 述填充材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進一步包含 使用濕式蝕刻程序從所述孔口移除所述填充材料；及在從所述孔口移除所述填充材料之后在所述孔口中形成電容器。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進一步包含在單一拋光操作中移除在所述孔口外 部的所述導(dǎo)電材料的一部分及所述填充材料的一部分。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進一步包含在不進行蝕刻的情況下移除在所述孔 口外部的所述導(dǎo)電材料的一部分及所述填充材料的一部分。
全文摘要
本文中揭示用于從微電子襯底移除導(dǎo)電材料(例如，貴金屬)的拋光系統(tǒng)及方法。所述方法的數(shù)個實施例包括在襯底材料中形成孔口，將導(dǎo)電材料安置于所述襯底材料上及所述孔口中，以及將填充材料安置于所述導(dǎo)電材料上。所述填充材料至少部分地填充所述孔口。接著拋光所述襯底材料以移除在所述孔口外部的所述導(dǎo)電材料和所述填充材料的至少一部分，在此期間所述填充材料大致防止所述導(dǎo)電材料在拋光所述襯底材料期間涂抹到所述孔口中。
文檔編號H01L21/321GK102113101SQ200980129804
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者尼尚特·辛哈 申請人:美光科技公司