专利名称：半导体元件的电感形成方法
技术领域：
本发明涉及半导体元件的制造方法，更具体地，涉及通过使用具有高抛光速度的浆液，使得即便是在与现有技术相同的抛光条件或者在低抛光压力条件下，也可以进行高速铜抛光的半导体元件的电感形成方法。
背景技术：
参照图1a和图1b说明现有技术半导体元件的铜布线形成方法。
图1a和图1b是用来说明现有技术的半导体元件的铜布线形成方法的剖面图。
现有技术的半导体元件的铜布线形成方法，如图1a所示，首先，在下层图案11上依次蒸镀刻蚀停止膜13和绝缘膜15，然后依次除去上述绝缘膜15和刻蚀停止膜13，形成使上述下层图案11的上表面暴露的电感图案17。
其次，在含有上述电感图案17的绝缘膜15上蒸镀阻挡金属膜19后，以足以把上述电感图案17埋起来的厚度在上述阻挡金属膜19上蒸镀铜薄膜21。
其次，如图1b所示，借助于化学机械抛光工序(CMP)除去上述铜薄膜21和阻挡金属膜19，最后形成铜布线21a。
如上所述，在现有的铜布线形成时蒸镀的铜薄膜以大约1微米以下的厚度进行蒸镀，在浆液的情况下，使用具有6000～10000/分钟抛光速度的特性的常用铜除去用的浆液进行化学机械抛光工序。
但是，就像上述的电感那样，在铜的厚度为数微米以上的产品中，由于为了形成布线，使用现有常用的浆液进行抛光要花费很长的抛光时间，故工艺成本将因浆液、抛光垫片等消耗品的使用量急剧地增加等而大大增加。
此外，有时候还伴随长时间抛光导致的均一度降低，和由此引起的成品率降低等。
本发明就是为了解决上述现有技术的各个问题而研究出来的，其目的在于提供通过使用具有高抛光速度的浆液，使得即便是在与现有技术相同的抛光条件或者在低抛光压力条件下，也可以进行高速铜抛光的半导体元件的电感形成方法。
此外，本发明的另一目的还在于提供半导体元件的电感形成方法，该方法通过使用具有高抛光速度的浆液而可以快速除去铜，因而得以大大缩短工序时间，故可以大大减少工艺成本。
为了实现上述目的的本发明半导体元件的电感形成方法，其特征在于包括如下步骤在下层图案上形成绝缘膜后，在该绝缘膜内形成电感图案的步骤；在包含上述电感图案的绝缘膜的表面形成阻挡金属膜的步骤；在上述阻挡金属膜上形成足以将上述电感图案埋起来的铜薄膜的步骤；通过使用具有10000/分钟或10000/分钟以上高抛光速度的浆液的平坦化工序使上述铜薄膜平坦化的步骤；通过使用阻挡金属抛光用浆液的平坦化工序除去上述绝缘膜上的所述阻挡金属膜的步骤。
此外，本发明半导体元件的电感形成方法的特征在于，包括如下的步骤在下层图案上形成绝缘膜后，在该绝缘膜内形成电感图案的步骤；在包含上述电感图案的绝缘膜的表面形成阻挡金属膜的步骤；在上述阻挡金属膜上形成足以将上述电感图案埋起来的铜薄膜的步骤；通过使用具有10000/分钟或10000/分钟以上高抛光速度的铜抛光用浆液的平坦化工序使上述绝缘膜上的铜薄膜的全部和阻挡金属膜的一部分平坦化的步骤；通过使用与上述具有高抛光速度的浆液不同的浆液的平坦化工序除去残留的上述阻挡金属膜的步骤。
图1a和图1b是用来说明现有技术半导体元件的电感形成方法的工序剖面图。
图2a到图2c是用来说明本发明半导体元件的电感形成方法的工序剖面图。
符号说明31下层图案33刻蚀停止膜35绝缘膜37电感图案39阻挡金属膜41铜薄膜43第1平坦化工序(CMP)45第2平坦化工序(CMP)具体实施方案以下，参照图2a到图2c详细说明本发明实施方案所涉及的半导体元件的铜电感形成方法。
图2a到图2c是用来说明本发明半导体元件的电感形成方法的工序剖面图。
本发明一个实施形态的半导体元件的铜电感形成方法，如图2a所示，首先，在下层图案31上依次蒸镀刻蚀停止膜33和绝缘膜35，然后依次除去上述绝缘膜35和刻蚀停止膜33，形成使上述下层图案31的上表面暴露的电感图案37。这时，上述电感图案37也可以通过镶嵌(ダマシン)工序形成。
其次，在包含上述电感图案37的绝缘膜35上蒸镀阻挡金属膜39，然后以足以把上述电感图案37埋起来的厚度在上述阻挡金属膜39上蒸镀铜薄膜41。
其次，如图2b所示，通过使用高抛光速度的聚羧酸酯系列的浆液或别的铜除去用浆液的1次化学机械抛光工序(CMP)43，选择性地除去上述铜薄膜41。这时，上述高抛光速度的浆液使用抛光压力3psi左右的抛光速度约为10000/分钟或更高的浆液。
其次，如图2c所示，通过使用阻挡金属膜除去用浆液的2次化学机械抛光工序45除去阻挡金属膜39，形成铜电感图案41a。
此外，作为本发明的第1实施形态，虽然未图示，但使用参照图2a所述的高抛光速度的浆液仅仅除去已蒸镀上的全部铜薄膜的一部分。
其次，在变更浆液除去残留的铜薄膜后，除去阻挡金属膜。
在铜薄膜的除去中之所以使用高抛光速度的浆液和别的浆液，首先是因为高抛光速度的浆液的目的在于除去台阶，同时还除去大多数铜层，而阻挡金属露出之前使用的浆液则使用凹陷(dishing)和腐蚀特性比高抛光速度的浆液优良的浆液，大大减少抛光后的台阶。
此外，作为本发明的第2实施形态，用参照图2a所述的高抛光速度的浆液，不仅是铜薄膜，连阻挡金属也要除去。就是说，变成不使用阻挡金属除去用浆液而全部除去铜布线间的金属。
其次，在除去阻挡金属后，进一步使用氧化膜抛光用浆液进行抛光工序以减小台阶。
此外，作为本发明的第3实施形态，用参照图2a所述的高抛光速度的浆液除去全部铜薄膜，同时除去阻挡金属的一部分后，用阻挡金属抛光用浆液除去残留的阻挡金属。
发明效果如上所述，利用本发明的半导体元件的电感的形成方法，大大提高浆液的抛光速度，故即便是在与现有技术相同的抛光条件或低抛光压力条件下，也可以进行高速铜抛光。
此外，使用聚羧酸酯基(polycarboxylate based)浆液使铜的抛光速度变成在现有技术的抛光条件下，即在通常适用的3psi左右的抛光压力下具有大约18000/分钟或更高的抛光速度，故可以在短时间内抛光3μm或3μm以上厚度的铜层。由于这与在通常除去大约1μm或1μm以下的铜花费2分左右的抛光时间的铜布线工序中的抛光时间几乎相同，故在应用于1μm或1μm以下的铜抛光时，1分钟或更短的工序时间是可能的。
因此，本发明通过使用具有高抛光速度的铜除去用浆液，可以实现高抛光速度，因而可以大大减少工序时间，最重要的是可以大大降低工艺成本。
权利要求
1.半导体元件的电感形成方法，其特征在于包括如下步骤在下层图案上形成绝缘膜后，在该绝缘膜内形成电感图案的步骤；在包含上述电感图案的绝缘膜的表面形成阻挡金属膜的步骤；在上述阻挡金属膜上形成足以将上述电感图案埋起来的铜薄膜的步骤；通过使用具有10000/分钟或10000/分钟以上高抛光速度的浆液的平坦化工序使上述铜薄膜平坦化的步骤；通过使用阻挡金属抛光用浆液的平坦化工序除去上述绝缘膜上的上述阻挡金属膜的步骤。
2.根据权利要求1所述的半导体元件的电感形成方法，其特征在于，上述通过使用具有高抛光速度的浆液的平坦化工序除去铜薄膜的步骤包括第1，通过使用具有高抛光速度的浆液的平坦化工序使铜薄膜以一定厚度平坦化的工序；第2，进行使用具有低抛光速度的浆液的平坦化工序，使铜薄膜下的阻挡金属膜暴露的工序。
3.根据权利要求1所述的半导体元件的电感形成方法，其特征在于，上述具有高抛光速度的浆液包括聚羧酸酯系列的浆液。
4.半导体元件的电感形成方法，其特征在于包括如下的步骤在下层图案上形成绝缘膜后，在该绝缘膜内形成电感图案的步骤；在包含上述电感图案的绝缘膜的表面形成阻挡金属膜的步骤；在上述阻挡金属膜上形成足以将上述电感图案埋起来的铜薄膜的步骤；通过使用具有10000/分钟或10000/分钟以上高抛光速度的铜抛光用浆液的平坦化工序使上述绝缘膜上的铜薄膜的全部和阻挡金属膜的一部分平坦化的步骤；通过使用与上述具有高抛光速度的铜抛光用浆液不同的其它浆液的平坦化工序除去残留的上述阻挡金属膜的步骤。
5.根据权利要求4所述的半导体元件的电感形成方法，其特征在于，上述其它浆液使用绝缘膜抛光用浆液或阻挡金属抛光用浆液。
6.根据权利要求4所述的半导体元件的电感形成方法，其特征在于，上述具有高抛光速度的铜抛光用浆液包括聚羧酸酯系列的浆液。
全文摘要
本发明公开半导体元件的电感形成方法。公开的发明包括如下步骤在下部图案上形成绝缘膜后，在该绝缘膜内形成电感图案的步骤；在包含上述电感图案的绝缘膜的表面形成阻挡金属膜的步骤；在上述阻挡金属膜上形成足以把上述电感图案埋起来的铜薄膜的步骤；通过使用具有10000/分钟或10000/分钟以上高抛光速度的浆液的平坦化工序使上述铜薄膜平坦化的步骤；通过使用阻挡金属抛光用浆液的平坦化工序除去上述绝缘膜上的上述阻挡金属膜的步骤。通过使用具有高抛光速度的浆液，即便是在与现有技术相同的抛光条件下或在低抛光压力条件下，也可以进行高速铜抛光。
文档编号H01L21/768GK1622284SQ20041006171
公开日2005年6月1日 申请日期2004年6月30日 优先权日2003年11月26日
发明者金亨俊, 姜永守 申请人:海力士半导体有限公司