[發明專利]平坦化處理方法

有效

• 申請號: 201210505908.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103854967B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 朱慧瓏
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/3105;H01L21/321
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 倪斌

技術領域

本公開涉及半導體領域，更具體地，涉及一種平坦化處理方法。

背景技術

在半導體工藝中，經常用到平坦化工藝，例如化學機械拋光(CMP)，以獲得相對平坦的表面。然而，在通過CMP對材料層進行平坦化的情況下，如果需要研磨掉相對較厚的部分，則難以控制CMP后材料層的表面平坦度，例如控制到幾個納米之內。

另一方面，如果要對覆蓋特征、特別是不一致(例如，長、寬等尺度不一致)特征的材料層進行平坦化，那么材料層由于特征的存在而可能出現凹凸起伏，因此可能導致平坦化不能一致地執行。

發明內容

本公開的目的至少部分地在于提供一種能夠實現大致均勻的相對平坦表面的平坦化處理方法。

根據本公開的一個方面，提供了一種對襯底上形成的材料層進行平坦化的方法，包括：對材料層進行構圖；以及通過濺射，對構圖后的材料層進行平坦化，其中，對材料層的構圖使得對材料層進行濺射的負載條件在襯底上的不均勻性相比于構圖前降低。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：

圖1-14示出了制造半導體器件的示例流程，其中利用了根據本公開實施例的平坦化處理方法；

圖3a示出了根據本公開另一實施例的圖3所示操作的替代操作；

圖5a示出了根據本公開另一實施例的圖5所示操作的替代操作；

圖9a示出了根據本公開另一實施例的圖9所示操作的替代操作；以及

圖11a示出了根據本公開另一實施例的圖11所示操作的替代操作。

具體實施方式

以下，將參照附圖來描述本公開的實施例。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本公開的概念。

在附圖中示出了根據本公開實施例的各種結構示意圖。這些圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚表達的目的，放大了某些細節，并且可能省略了某些細節。圖中所示出的各種區域、層的形狀以及它們之間的相對大小、位置關系僅是示例性的，實際中可能由于制造公差或技術限制而有所偏差，并且本領域技術人員根據實際所需可以另外設計具有不同形狀、大小、相對位置的區域/層。

在本公開的上下文中，當將一層/元件稱作位于另一層/元件“上”時，該層/元件可以直接位于該另一層/元件上，或者它們之間可以存在居中層/元件。另外，如果在一種朝向中一層/元件位于另一層/元件“上”，那么當調轉朝向時，該層/元件可以位于該另一層/元件“下”。

根據本公開的示例，可以通過濺射(sputtering)，例如Ar或N等離子體濺射，來對材料層進行平坦化處理。通過這種濺射平坦化處理，而非常規的CMP平坦化處理，可以實現更加平坦的材料層表面。這種材料層可以包括半導體制造工藝中使用的多種材料層，例如，包括但不限于絕緣體材料層、半導體材料層和導電材料層。

另外，在進行濺射時，可能存在負載效應(loading effect)。所謂“負載相應”，是指濺射所針對的材料層上存在的圖案以及圖案的密度(或者說，材料層的形貌)等將會影響濺射后材料層的厚度和/或形貌等。因此，為了獲得較為平坦的表面，優選地在濺射時考慮負載效應。

例如，如果材料層由于之下存在(凸出的)特征而存在凸起，那么相對于其他沒有凸起的部分而言，存在凸起的部分需要經受“更多”的濺射，才能與其他部分保持平坦。在此，所謂“更多”的濺射，例如是指在相同的濺射參數(如，濺射功率和/或氣壓)情況下，需要進行更長時間的濺射；或者，在相同濺射時間的情況下，濺射強度的更大(如，濺射功率和/或氣壓更大)；等等。也就是說，對于濺射而言，這種凸起對應的負載條件(loading condition)更大。

另一方面，如果材料層由于之下存在(凹入的)特征而存在凹陷，那么相對于其他沒有凹陷的部分而言，存在凹陷的部分需要經受“更少”的濺射，才能與其他部分保持平坦。也就是說，對于濺射而言，這種凹陷對應的負載條件更小。

另外，如果存在多個不一致(例如長、寬等尺度不一致)的特征，那么材料層可能由于特征而具有非一致的凸起和/或凹陷，因此導致負載條件在襯底上發生變化。例如，對于凸起而言，尺度較大凸起的負載條件要高于尺度較小凸起的負載條件；而對于凹陷而言，尺度較大凹陷的負載條件要低于尺度較小凹陷的負載條件。非一致的負載條件可能不利于濺射均勻地進行。