[發明專利]研磨方法

無效

• 申請號: 200910196726.6
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN102034703A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 李健;周祖源
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/3105
• 分類號: H01L21/3105;H01L21/316
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術領域】

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種研磨方法。

【背景技術】

半導體制造領域的生產過程中，金屬布線層和金屬間介質層的化學機械拋光通常采用的是固定時間研磨的方式，將待研磨的介質層從某一膜層厚度(如1000nm)研磨到另一膜層厚度(如600nm)。

如果介質層是生長在晶體管柵極的表面，由于受到晶體管表面具有柵極而導致其表面具有很大的起伏，因此在其表面沉積的介質層的厚度也非常不均勻，而CMP現有的這種靠固定時間研磨的方式是不能將薄膜完全平坦化的，研磨后的表面形貌會繼承研磨前的形貌。

附圖1所示是上述表面具有電極的晶圓10，包括支撐襯底11和表面的多個電極，此處以電極13與15表示。如附圖2所示，在接下來在其表面生長介質層19。介質層19的表面形貌繼承了晶圓10的表面形貌，在與電極13與15對應的位置同樣出現了突起。最后對介質層19進行固定時間的研磨以獲得具有目標厚度的介質層19，由于介質層19的表面具有的突起是由柵結構13和15引起的，這一起伏程度可能已經超過了研磨工藝在此固定時間內能夠處理的最大表面起伏范圍，從而介質層19研磨后的表面仍然具有一定的起伏。而延長研磨時間或許可以將表面的起伏磨平，但是卻同時改變了介質層19的厚度，這同樣是不能夠被接受的。

因此，現有技術中由于晶圓表面固有起伏而引起的均勻度較差的表面，會對后續的光刻工藝造成潛在的威脅。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題是，提供一種研磨方法，能夠改善由于晶圓表面固有起伏而引起的均勻度較差的表面，從而獲得具有平整表面的介質層。

為了解決上述問題，本發明提供了一種研磨方法，包括如下步驟：提供一晶圓，所述晶圓表面具有多個突出表面的電極；在所述晶圓具有電極的表面生長第一介質層，所述第一介質層將電極全覆蓋；研磨所述第一介質層至恰好露出電極的表面；以及在研磨后的第一介質層與電極的表面生長第二介質層。

作為可選的技術方案，所述第一介質層的材料與電極表面的材料不同。

作為可選的技術方案，所述第一介質層的材料為氧化硅，電極的表面材料為氮化硅。

作為可選的技術方案，所述研磨所述第一介質層至恰好露出電極的步驟進一步包括：開始研磨第一介質層，并同時監測研磨用馬達的負載；當研磨用馬達的負載發生變化時，停止對第一介質層的研磨。

作為可選的技術方案，所述研磨方法進一步包括：在生長第二介質層之后，研磨第二介質層的表面。

作為可選的技術方案，所述第一介質層與所述第二介質層材料相同。

作為可選的技術方案，所述第一介質層與所述第二介質層的材料均為氧化硅。

本發明的優點在于，采用生長兩次介質層的方法，首先生長一層介質層并研磨至電極的表面以改善表面的平整度，再生長一層介質層以將露出的電極覆蓋，從而使電極的表面覆蓋的介質層具有平整的表面。

【附圖說明】

附圖1與附圖2是本發明現有技術的工藝示意圖；

附圖3是本發明所述研磨方法具體實施方式的實施步驟示意圖；

附圖4至附圖8是本發明所述研磨方法具體實施方式的工藝示意圖。

【具體實施方式】

下面結合附圖對本發明提供的一種研磨方法的具體實施方式做詳細說明。

附圖3所示是本具體實施方式的實施步驟示意圖，包括：步驟S20，提供一晶圓，所述晶圓表面具有多個突出表面的電極；步驟S21，在所述晶圓具有電極的表面生長第一介質層，所述第一介質層將電極全覆蓋；步驟S22，研磨第一介質層，并同時監測研磨用馬達的負載；步驟S23，當研磨用馬達的負載發生變化時，停止對第一介質層的研磨；步驟S24，在研磨后的第一介質層與電極的表面生長第二介質層。

以下結合附圖4所示晶圓結構示意圖描述本發明較佳實施方式的研磨方法。如圖4所示，參考步驟S20，提供一晶圓200，所述晶圓200表面具有多個突出表面的電極201、202與203。

所述電極201、202與203突出晶圓200表面的高度與電極的寬度成比例。所述電極可以是晶體管的柵極，柵極通常的高度為十幾納米至幾十納米之間，由多晶硅層、氧化硅介質層等多層堆疊結構構成，因此也稱為堆疊柵。所述電極201、202與203無論是柵極或者其他具有類似結構的電極，該高度往往會超過后續研磨工藝所能夠處理的最大起伏范圍。

所述電極201、202與203的表面通常為絕緣層，以保護電極的堆疊結構，所述絕緣層的材料通常為氮化硅。