CN102569026A - 元件的制造方法与平坦化制程 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种元件的制造方法与平坦化制程。该方法提供一基底，基底上已形成有多个图案以及位于图案之间的多个开口。于图案上形成一第一液态支撑层，第一液态支撑层填入开口中。将第一液态支撑层转变成一第一固态支撑层，第一固态支撑层包括形成于开口中的多个支撑件，其中支撑件形成于图案之间。对图案进行一处理步骤。将包括支撑件的第一固态支撑层转变成一第二液态支撑层。移除第二液态支撑层。本发明的元件的制造方法与平坦化制程具有较佳的效率与简化的步骤。

Description

元件的制造方法与平坦化制程
技术领域
本发明涉及一种元件的制造方法与平坦化制程，且特别涉及一种具有支撑层的元件的制造方法与平坦化制程。
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，对于芯片表面的高低起伏程度的要求更为严格。因此在进入深次微米的制程时，芯片的平坦化就依赖化学机械研磨制程(chemicalmechanical polishing，CMP)或回蚀刻(etch back)制程来完成，这些制程具有非等向性磨除特性，除了用于芯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、前段制程中元件浅沟渠隔离制作及先进元件的制作、微机电***平坦化和平面显示器制作等。
一般来说，在对具有起伏表面的元件进行化学机械研磨制程与回蚀刻制程时，会先在该元件上形成一支撑层，使支撑层填充于由起伏表面所形成的开口中，再对支撑层及元件进行平坦化制程，使元件具有平坦表面。而后，再移除剩余的支撑层。其中，支撑层的沟填能力会影响到平坦化制程的效果，以及支撑层的移除步骤增加了平坦化制程的复杂度。
发明内容
本发明提供一种元件的制造方法，使元件在进行处理时具有支撑层提供支撑。
本发明另提供一种平坦化制程，具有简单的步骤。
本发明提出一种元件的制造方法。首先，提供一基底，基底上已形成有多个图案以及位于图案之间的多个开口。接着，于图案上形成一第一液态支撑层，第一液态支撑层填入开口中。然后，将第一液态支撑层转变成一第一固态支撑层，第一固态支撑层包括形成于开口中的多个支撑件，其中支撑件形成于图案之间。而后，对图案进行一处理步骤。接着，将包括支撑件的第一固态支撑层转变成一第二液态支撑层。然后，移除第二液态支撑层。
在本发明的一实施例中，上述的第一液态支撑层包括绝对液体。
在本发明的一实施例中，上述的第一液态支撑层具有一相变化温度。
在本发明的一实施例中，上述的将第一液态支撑层转变成第一固态支撑层的方法包括使第一液态支撑层的温度低于相变化温度。
在本发明的一实施例中，上述的将第一固态支撑层转变成第二液态支撑层的方法包括使第一固态支撑层的温度高于相变化温度。
在本发明的一实施例中，上述的处理步骤包括移除部分图案。
在本发明的一实施例中，上述的处理步骤还包括同时移除部分支撑件。
在本发明的一实施例中，上述的处理步骤包括一平坦化步骤。
在本发明的一实施例中，上述的平坦化步骤包括一化学机械研磨制程或一回蚀刻制程。
在本发明的一实施例中，上述的移除第二液态支撑层的方法包括一干燥制程。
在本发明的一实施例中，上述的开口的高宽比大于30∶1。
本发明提出一种平坦化制程。首先，提供一基底，基底上已形成有多个图案以及位于图案之间的多个开口，其中图案具有不同高度。接着，于图案上形成一第一液态支撑层，第一液态支撑层填入开口中且覆盖图案。然后，将第一液态支撑层转变成一第一固态支撑层，第一固态支撑层包括形成于开口中的多个支撑件，其中支撑件位于图案之间。而后，对第一固态支撑层与图案进行一平坦化步骤，使支撑件与图案具有相同高度与一平坦表面。接着，将包括支撑件的第一固态支撑层转变成一第二液态支撑层。然后，移除第二液态支撑层。
在本发明的一实施例中，上述的第一液态支撑层为一绝对液体。
在本发明的一实施例中，上述的第一液态支撑层具有一相变化温度。
在本发明的一实施例中，上述的将第一液态支撑层转变成第一固态支撑层的方法包括使第一液态支撑层的温度低于相变化温度。
在本发明的一实施例中，上述的将第一固态支撑层转变成第二液态支撑层的方法包括使第一固态支撑层的温度高于相变化温度。
在本发明的一实施例中，上述的平坦化步骤包括一化学机械研磨制程或一回蚀刻制程。
在本发明的一实施例中，上述的平坦化步骤包括以具有最小高度的图案为平坦化终点。
在本发明的一实施例中，上述的移除第二液态支撑层的方法包括一干燥制程。
在本发明的一实施例中，上述的开口的高宽比大于30∶1。
基于上述，本发明的元件的制造方法与平坦化制程使用能够在液相与固相之间进行相变化的材料作为支撑层。液态支撑层具有易于形成与移除的特性，而固态支撑层则能对图案提供良好的支撑性。因此，本发明的元件的制造方法与平坦化制程具有较佳的效率与简化的步骤。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1F为本发明的一实施例的一种元件的制造方法的剖面示意图。
图2A至图2F为本发明的一实施例的一种平坦化制程的剖面示意图。
主要元件符号说明
100：基底
110：图案
120：开口
130：第一液态支撑层
140：第一固态支撑层
142：支撑件
150：第二液态支撑层
C：处理步骤
P：平坦化步骤
具体实施方式
图1A至图1F为本发明的一实施例的一种元件的制造方法的剖面示意图。请参照图1A，首先，提供一基底100，基底100上已形成有多个图案110以及位于图案110之间的多个开口120。在本实施例中，基底100例如是一硅晶圆。图案110的材料例如是绝缘材料或导体材料。图案110例如是具有相同高度。开口120例如是具有高宽比，诸如大于30∶1。当然，虽然在本实施例中是以图案110具有相同高度为例，但在其他实施例中，图案110也可以具有不同高度。
请参照图1B，接着，于图案110上形成一第一液态支撑层130，第一液态支撑层130填入开口120中。在本实施例中，第一液态支撑层130的材料例如是包括绝对液体。第一液态支撑层130例如是具有一相变化温度，且此相变化温度例如是介于-15℃至20℃。换言之，在本实施例中，第一液态支撑层130在高于此相变化温度的温度下会以液体形式存在，以及第一液态支撑层130在低于此相变化温度的温度下会以固体形式存在。特别一提的是，在此步骤中，由于第一液态支撑层130是以液体形式填入开口120中，因此第一液态支撑层130具有相当良好的流动性，以提供较佳的填沟能力。
请参照图1C，然后，将第一液态支撑层130转变成一第一固态支撑层140，第一固态支撑层140包括形成于开口120中的多个支撑件142，其中支撑件142形成于图案110之间。在本实施例中，将第一液态支撑层130转变成第一固态支撑层140的方法例如是使第一液态支撑层130的温度低于相变化温度。换言之，此步骤将填充于开口120中的第一液态支撑层130转变成分别位于开口120中的多个支撑件142，支撑件142位于图案110之间以对图案110提供良好的支撑性。
请参照图1D，而后，对图案110进行一处理步骤C。处理步骤C例如是一平坦化步骤、支撑功能步骤(supporting functional process)以及虚拟填充步骤(dummy fill process)等，其中平坦化步骤例如是一化学机械研磨制程或一回蚀刻制程。在本实施例中，处理步骤C例如是移除部分图案110与部分支撑件142。一般来说，具有高高宽比的图案110在进行诸如平坦化步骤、支撑功能步骤以及虚拟填充步骤等处理步骤C时可能容易有倒塌或结构不稳定等情况发生，然而，在本实施例中，支撑件142能对图案110提供良好的支撑性，使得图案110在进行上述处理步骤时能维持稳定的结构。
请参照图1E，接着，将包括支撑件142的第一固态支撑层140转变成一第二液态支撑层150。在本实施例中，将第一固态支撑层140转变成第二液态支撑层150的方法例如是使第一固态支撑层140的温度高于相变化温度。换言之，此步骤使得支撑件142转变成具有流动性的第二液态支撑层150。
请参照图1F，然后，移除第二液态支撑层150。在本实施例中，移除第二液态支撑层150的方法例如是包括一干燥制程。详言之，此步骤例如是使第二液态支撑层150的温度升高至一特定温度，使得第二液态支撑层150进行蒸发、挥发等气化过程。如此一来，能轻易地将配置于图案110之间的第二液态支撑层150移除干净，以避免第二液态支撑层150残留于图案110之间。
在本实施例的元件的制造方法中，是使用能够在液相与固相之间进行相变化的材料作为配置于图案之间的支撑层。首先，于图案110之间形成第一液态支撑层130，使得支撑层以较佳的填沟能力与附着能力形成于图案110之间的开口120中。接着，将第一液态支撑层130转变成第一固态支撑层140，使得包括支撑件142的第一固态支撑层140能对图案110提供良好的支撑性，以利于对图案110进行各种处理步骤。当完成对图案110的处理步骤后，将第一固态支撑层140转变成第二液态支撑层150，以轻易地移除第二液态支撑层150。换言之，支撑层在液相与固相之间的转换能对图案提供良好的支撑性，又可轻易地被移除以避免因移除不完全所导致的污染等问题。因此，本实施例的元件的制造方法具有较佳的效率与简化的步骤。特别是，由于支撑层具有易于形成与移除的特性，因此可根据制程需要而对具有高高宽比的图案提供临时性支撑。
图2A至图2F为本发明的一实施例的一种平坦化制程的剖面示意图。请参照图2A，首先，提供一基底100，基底100上已形成有多个图案110以及位于图案110之间的多个开口120，其中图案110具有不同高度。在本实施例中，基底100例如是一硅晶圆。图案110的材料例如是绝缘材料或导体材料。在本实施例中，开口120例如是欲形成浅沟渠隔离结构的沟渠，且开口120例如是具有高高宽比，诸如大于30∶1。
请参照图2B，接着，于图案110上形成一第一液态支撑层130，第一液态支撑层130填入开口120中且覆盖图案110。在本实施例中，第一液态支撑层130的材料例如是包括绝对液体。第一液态支撑层130例如是具有一相变化温度，且此相变化温度例如是介于-15℃至20℃。换言之，在本实施例中，第一液态支撑层130在高于此相变化温度的温度下会以液体形式存在，以及第一液态支撑层130在低于此相变化温度的温度下会以固体形式存在。特别一提的是，在此步骤中，由于第一液态支撑层130是以液体形式填入开口120中，因此第一液态支撑层130具有相当良好的流动性，以提供较佳的填沟能力且附着性。
请参照图2C，然后，将第一液态支撑层130转变成一第一固态支撑层140，第一固态支撑层140包括形成于开口120中的多个支撑件142，其中支撑件142形成于图案110之间。在本实施例中，将第一液态支撑层130转变成第一固态支撑层140的方法例如是使第一液态支撑层130的温度低于相变化温度。换言之，此步骤将填充于开口120中的第一液态支撑层130转变成分别位于开口120中的多个支撑件142，支撑件142位于图案110之间以对图案110提供良好的支撑性。
请参照图2D，而后，对图案110进行一平坦化步骤P，使支撑件142与图案110具有相同高度与一平坦表面。在本实施例中，平坦化步骤P例如是一化学机械研磨制程或一回蚀刻制程。详言之，在此步骤中，例如是以具有最小高度的图案110作为平坦化终点，对图案110与支撑件142进行平坦化步骤P，使得支撑件142与图案110具有相同高度与一平坦表面。
请参照图2E，接着，将包括支撑件142的第一固态支撑层140转变成一第二液态支撑层150。在本实施例中，将第一固态支撑层140转变成第二液态支撑层150的方法例如是使第一固态支撑层140的温度高于相变化温度。换言之，此步骤使得支撑件142转变成具有流动性的第二液态支撑层150。
请参照图2F，然后，移除第二液态支撑层150。在本实施例中，移除第二液态支撑层150的方法例如是包括一干燥制程。详言之，此步骤例如是使第二液态支撑层150的温度升高至一特定温度，使得第二液态支撑层150进行蒸发、挥发等气化过程。如此一来，能轻易地将配置于图案110之间的第二液态支撑层150移除干净，以避免第二液态支撑层150残留于图案110之间。
在本实施例的平坦化制程中，是使用能够在液相与固相之间进行相变化的材料作为配置于图案之间的支撑层。首先，于图案110之间形成第一液态支撑层130，使得支撑层以较佳的填沟能力与附着能力形成于图案110之间的开口120中。接着，将第一液态支撑层130转变成第一固态支撑层140，使得包括支撑件142的第一固态支撑层140能对图案110提供良好的支撑性，以利于对图案110进行诸如化学机械研磨制程或回蚀刻制程等平坦化制程。而后，将第一固态支撑层140转变成第二液态支撑层150，以轻易地移除第二液态支撑层150。换言之，支撑层在液相与固相之间的转换能对进行平坦化制程的图案提供良好的支撑性，又可轻易地被移除以避免因移除不完全所导致的污染等问题。特别是，由于支撑层具有较佳的填沟能力与附着能力，因此本实施例的平坦化制程适用具有高高宽比的图案。再者，本实施例的平坦化制程具有较佳的效率与简化的步骤。
综上所述，在本发明的元件的制造方法与平坦化制程中，使用能够在液相与固相之间进行相变化的材料作为支撑层。其中，支撑层在形成与移除时以液态形式存在，而在对图案提供支撑性时则以固态形式存在。因此，支撑层具有较佳的填构能力与附着力，以对进行处理步骤或平坦化步骤的图案提供良好的支撑性，且在后续制程中又能以诸如干燥法等简易方式移除干净。特别是，支撑层的形成与移除是藉由调控温度来完成，因此能轻易地与现有制程结合且不会造成制程成本的大幅上升。换言之，支撑层的双相特性能大幅提升元件的制造方法与平坦化制程的制程效率并简化制程步骤。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种元件的制造方法，其特征在于包括：
提供一基底，该基底上已形成有多个图案以及位于该些图案之间的多个开口；
于该些图案上形成一第一液态支撑层，该第一液态支撑层填入该些开口中；
将该第一液态支撑层转变成一第一固态支撑层，该第一固态支撑层包括形成于该些开口中的多个支撑件，其特征在于该些支撑件形成于该些图案之间；
对该些图案进行一处理步骤；
将包括该些支撑件的该第一固态支撑层转变成一第二液态支撑层；以及
移除该第二液态支撑层。
2.根据权利要求1所述的元件的制造方法，其特征在于该第一液态支撑层包括绝对液体。
3.根据权利要求1所述的元件的制造方法，其特征在于该第一液态支撑层具有一相变化温度。
4.根据权利要求3所述的元件的制造方法，其特征在于将该第一液态支撑层转变成该第一固态支撑层的方法包括使该第一液态支撑层的温度低于该相变化温度。
5.根据权利要求3所述的元件的制造方法，其特征在于将该第一固态支撑层转变成该第二液态支撑层的方法包括使该第一固态支撑层的温度高于该相变化温度。
6.根据权利要求1所述的元件的制造方法，其特征在于该处理步骤包括移除部分该些图案。
7.根据权利要求6所述的元件的制造方法，其特征在于该处理步骤还包括同时移除部分该些支撑件。
8.根据权利要求1所述的元件的制造方法，其特征在于该处理步骤包括一平坦化步骤。
9.根据权利要求8所述的元件的制造方法，其特征在于该平坦化步骤包括一化学机械研磨制程或一回蚀刻制程。
10.根据权利要求1所述的元件的制造方法，其特征在于移除该第二液态支撑层的方法包括一干燥制程。
11.根据权利要求1所述的元件的制造方法，其特征在于该些开口的高宽比大于30∶1。
12.一种平坦化制程，包括：
提供一基底，该基底上已形成有多个图案以及位于该些图案之间的多个开口，其中该些图案具有不同高度；
于该些图案上形成一第一液态支撑层，该第一液态支撑层填入该些开口中且覆盖该些图案；
将该第一液态支撑层转变成一第一固态支撑层，该第一固态支撑层包括形成于该些开口中的多个支撑件，其特征在于该些支撑件位于该些图案之间；
对该第一固态支撑层与该些图案进行一平坦化步骤，使该些支撑件与该些图案具有相同高度与一平坦表面；
将包括该些支撑件的该第一固态支撑层转变成一第二液态支撑层；以及
移除该第二液态支撑层。
13.根据权利要求12所述的平坦化制程，其特征在于该第一液态支撑层为一绝对液体。
14.根据权利要求12所述的平坦化制程，其特征在于该第一液态支撑层具有一相变化温度。
15.根据权利要求14所述的平坦化制程，其特征在于将该第一液态支撑层转变成该第一固态支撑层的方法包括使该第一液态支撑层的温度低于该相变化温度。
16.根据权利要求14所述的平坦化制程，其特征在于将该第一固态支撑层转变成该第二液态支撑层的方法包括使该第一固态支撑层的温度高于该相变化温度。
17.根据权利要求12所述的平坦化制程，其特征在于该平坦化步骤包括一化学机械研磨制程或一回蚀刻制程。
18.根据权利要求12所述的平坦化制程，其特征在于该平坦化步骤包括以具有最小高度的该图案为平坦化终点。
19.根据权利要求12所述的平坦化制程，其特征在于移除该第二液态支撑层的方法包括一干燥制程。
20.根据权利要求12所述的平坦化制程，其特征在于该些开口的高宽比大于30∶1。
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