[發明專利]淺溝槽隔離結構的形成方法及半導體結構的研磨方法

無效

• 申請號: 200710184908.2
• 申請日: 2007-10-29
• 公開（公告）號: CN101425477A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 莊子儀
• 申請（專利權）人: 聯華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/3105;H01L21/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發明涉及一種半導體結構的形成方法，且特別涉及一種淺溝槽隔離結構的形成方法與半導體結構的研磨方法。

背景技術

隨著半導體技術的進步，元件的尺寸也不斷地縮小。當元件的尺寸進入深亞微米的領域中，甚至更細微尺寸的范圍，相鄰的元件間發生短路的機率升高，因此元件與元件間的隔離變得相當重要。一般來說，元件間會加入一層隔離層，而現今較常使用的方法為淺溝槽隔離結構(shallow?trenchisolation，STI)工藝。由于淺溝槽隔離結構往往是元件可靠度的重要關鍵，如漏電流的發生機率，因此淺溝槽隔離結構工藝在先進集成電路工藝技術中具有重要的地位。

通常，已知方法所形成的淺溝槽隔離結構的的表面會高于基底的表面，而使淺溝槽隔離結構與基底之間所形成的階梯的高低落差相當大。此種階梯狀的落差將造成后續工藝的問題，進而影響元件的可靠度。

發明內容

本發明就是在提供一種可以降低溝槽隔離結構與基底間的高低落差的淺溝槽隔離結構的形成方法。

本發明就是在提供一種半導體結構的研磨方法，以提高所制作的元件的可靠度。

本發明提出一種淺溝槽隔離結構的形成方法，此方法包括在晶片的基底上形成掩模層。然后，移除未被掩模層覆蓋的部分基底，以在基底中形成多個淺溝槽。接著，在基底上方形成介電層，且介電層填滿淺溝槽中。之后，進行第一化學機械拋光工藝，以移除部分介電層。繼之，進行第二化學機械拋光工藝，以移除部分介電層與部分掩模層，至介電層的表面低于掩模層的表面。其中，第二化學機械拋光工藝的研磨速率低于第一化學機械拋光工藝的研磨速率。另外，第二化學機械拋光工藝的介電層對掩模層的研磨選擇比高于第一化學機械拋光工藝的介電層對掩模層的研磨選擇比。隨后，移除掩模層。

依照本發明的實施例所述，上述的淺溝槽隔離結構的形成方法中，其中在形成掩模層之前，還包括在基底上形成墊層；且于移除掩模層之后，還包括移除墊層。

依照本發明的實施例所述，上述的淺溝槽隔離結構的形成方法中，第一化學機械拋光工藝使用第一研漿，第二化學機械拋光工藝使用第二研漿，且第一研漿與第二研漿不同。

依照本發明的實施例所述，上述的淺溝槽隔離結構的形成方法中，第一研漿為氧化鋁型(Al₂O₃)研磨粒的研漿。

依照本發明的實施例所述，上述的淺溝槽隔離結構的形成方法中，第二研漿為三氧化二鈰(Ce₂O₃)型研磨粒的研漿。

依照本發明的實施例所述，上述的第一化學機械拋光工藝與第二化學機械拋光工藝所使用的研磨墊相同。

本發明提出半導體結構的研磨方法。此方法包括提供半導體基底，其上依序已形成有第一膜層與第二膜層。然后，以第一研磨速率，進行第一化學機械拋光工藝，以降低第二膜層的表面的最高點與最低點之間的高度差值。接著，以第二研磨速率，進行第二化學機械拋光工藝，使第二膜層的表面低于第一膜層的表面。其中，第二研磨速率小于第一研磨速率，且第二化學機械拋光工藝的第二膜層對第一膜層的研磨選擇比高于第一化學機械拋光工藝的第二膜層對第一膜層的研磨選擇比。

依照本發明的實施例所述，上述的半導體結構的研磨方法中，第一化學機械拋光工藝使用第一研漿，第二化學機械拋光工藝使用第二研漿，且第一研漿與第二研漿不同。

依照本發明的一實施例所述，上述半導體結構的研磨方法中，第一研漿為氧化鋁型研磨粒的研漿。

依照本發明的實施例所述，上述的半導體結構的研磨方法中，第二研漿為三氧化二鈰型研磨粒的研漿。

依照本發明的實施例所述，上述的半導體結構的研磨方法中，第一化學機械拋光工藝與第二化學機械拋光工藝所使用的研磨墊相同

依照本發明的一實施例所述，上述的半導體結構的研磨方法中，第一膜層例如是氮化硅層。第二膜層例如是氧化硅層。

本發明的淺溝槽隔離結構的形成方法中，將移除介電層的化學機械拋光工藝，分為研磨條件不同的第一化學機械拋光工藝與第二化學機械拋光工藝。首先進行的第一化學機械拋光工藝的選擇比較低且研磨速率較高，可以提升晶片中心與邊緣的介電層的厚度的均勻度。接著再進行的第二化學機械拋光工藝，可以使介電層的表面低于掩模層的表面。由于第二化學機械拋光工藝的的選擇比較高且研磨速率較低，因此可以使得最后形成的淺溝槽隔離結構與基底之間的階梯的高低落差減小。

為讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明