[發(fā)明專利]淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910031729.4
• 申請日: 2009-06-20
• 公開（公告）號: CN101927453A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李健;李勇;曾明
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B49/04;B24B49/12;B24B51/00;H01L21/304
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【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝，特別涉及一種半導(dǎo)體制造工藝中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置及方法。

【背景技術(shù)】

在半導(dǎo)體工藝中，MOS器件有源區(qū)之間的隔離多采用淺溝槽隔離(Shallow?Trench?Isolation)的方式。

一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成過程包括：在襯底表面分別形成第一氧化層和氮化層；刻蝕以形成溝槽；在溝槽以及氮化層表面沉積形成第二氧化層；研磨第二氧化層至與氮化層分界面。

在確定所述分界面時，通常有測量電阻值、測量研磨厚度、測量剩余厚度及馬達轉(zhuǎn)速以計算剩余時間、測量研磨摩擦力、測量驅(qū)動電機內(nèi)電流變化等方法。從實際研磨來看，均不能在分界面處準(zhǔn)確地停止研磨。

【發(fā)明內(nèi)容】

有鑒于此，有必要提供一種可以準(zhǔn)確判斷分界點、從而準(zhǔn)確地停止研磨的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置。

此還，還有必要提供一種可以準(zhǔn)確判斷上述分界點方法的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨方法。

一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置，包括研磨部分、監(jiān)測部分及控制部分；所述研磨部分用于研磨形成于氮化硅層上的二氧化硅層；所述監(jiān)測部分用于投射下行的監(jiān)測光到研磨面上，并接收經(jīng)研磨面反射的上行光，以生成相應(yīng)于所述上行光的感應(yīng)信號；所述控制部分用于根據(jù)所述感應(yīng)信號進行預(yù)定的比較后確定所述研磨面是否位于所述氮化硅層與所述二氧化硅層的分界處，并生成相應(yīng)的控制信號，以控制所述研磨部分的研磨。

一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨方法，包括：

研磨沉積于氮化硅層上的二氧化硅層；

投射下行的檢測光在研磨面上；

接收經(jīng)反射的上行光；

生成與所述上行光相應(yīng)的感應(yīng)值；

根據(jù)所述感應(yīng)值進行預(yù)定的比較，以確定當(dāng)前研磨面是否到達所述氮化硅層與所述二氧化硅層的分界處；

根據(jù)比較結(jié)果確定是否繼續(xù)研磨。

根據(jù)該淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置和方法，由于SiN層與SiO₂層對光的反射率和反射強度不同，在感應(yīng)到反射光相應(yīng)參數(shù)變化時即可以判斷已研磨到SiN層與SiO₂層的分界處，從而確定出研磨位置，準(zhǔn)確停止研磨。

【附圖說明】

圖1為一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

圖2為本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2所示的控制部分30的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨方法的一種實施方式的流程圖。

圖5為本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置的另一實施方式中控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨方法的另一種實施方式的流程圖。

圖7為本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置的第三實施方式中控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨方法的第三實施方式的流程圖。

圖9為本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置的第四實施方式中控制部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨方法的第四實施方式的流程圖。

【具體實施方式】

如圖1所示，一種形成在晶圓40上的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括襯底802、形成于襯底802上的第一SiO₂層804、SiN層806、溝槽808以及形成在SiN層806上和溝槽808內(nèi)的第二SiO₂層810。為后續(xù)工藝的要求，在第二SiO₂層810形成之后，需要對其進憲研磨，研磨的終點在SiN層806與第二SiO₂層810的分界面上。

如圖2所示，本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的研磨裝置的一種實施方式包括研磨部分10、監(jiān)測部分20和控制部分30。研磨部分10用于對晶圓40上的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)進行研磨，即研磨形成在SiN層806表面的第二SiO₂層810。監(jiān)測部分20用于對晶圓40的研磨面進行監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果反饋到控制部分30。控制部分30從而根據(jù)監(jiān)測部分20的監(jiān)測結(jié)果實時控制研磨部分10，包括控制其開始/停止研磨、研磨速率等。根據(jù)監(jiān)測部分20的監(jiān)測結(jié)果，控制部分30可以在研磨部分10研磨至氮化硅與二氧化硅之間的分界面時控制研磨部分10停止研磨。

研磨部分10包括承載臺102、研磨體104、驅(qū)動部106。承載臺102用于承載并固定晶圓40于確定位置，并在研磨過程中驅(qū)動晶圓40繞軸向轉(zhuǎn)動。研磨體104在驅(qū)動部106的驅(qū)動下對晶圓40進行研磨。在控制部分30的控制下，驅(qū)動部106可進行包括繞軸向的轉(zhuǎn)動和沿軸向的移動，從而可以控制研磨體104進行研磨的力度和厚度。