[發(fā)明專利]化學(xué)機(jī)械研磨的方法

在審

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• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103346078A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志國;賈敏;秦海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;B24B37/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一表面和與第一表面相對的第二表面；

在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面上形成待研磨層，在所述半導(dǎo)體襯底的第二表面上形成應(yīng)力互補(bǔ)層，所述應(yīng)力互補(bǔ)層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力抵消待研磨層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力；

采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述待研磨層。

2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨層與應(yīng)力互補(bǔ)層的材料相同，且厚度相同。

3.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的性質(zhì)與應(yīng)力互補(bǔ)層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的性質(zhì)相同，且大小相等。

4.如權(quán)利要求3所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述應(yīng)力互補(bǔ)層用于抵消待研磨層對半導(dǎo)體襯底施加的橫向應(yīng)力。

5.如權(quán)利要求3所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述應(yīng)力為壓縮應(yīng)力或拉伸應(yīng)力。

6.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨層與應(yīng)力互補(bǔ)層的材料為多晶硅、氮化硅、碳化硅、硅鍺或氮化鈦。

7.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨層和應(yīng)力互補(bǔ)層在同一工藝步驟中形成，在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面上形成待研磨層的同時(shí)，在所述半導(dǎo)體襯底的第二表面上形成應(yīng)力互補(bǔ)層。

8.如權(quán)利要求7所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨層與應(yīng)力互補(bǔ)層的材料為多晶硅時(shí)，所述同一工藝步驟采用LPCVD爐管工藝。

9.如權(quán)利要求8所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述LPCVD爐管工藝采用的氣體為硅烷，硅烷流量為10～500標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，腔室壓力位10～500毫托，腔室溫度為500～900攝氏度。

10.如權(quán)利要求8所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨層與應(yīng)力互補(bǔ)層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的范圍為10000～100000牛頓/平方厘米。

11.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，平坦化所述待研磨層時(shí)的化學(xué)機(jī)械研磨工藝采用的研磨液的主體成分為氫氧化鉀以及氧化硅，稀釋劑為去離子水，研磨液的PH值為9～11，研磨液的流量為50～500毫升每分鐘，研磨墊的轉(zhuǎn)速為50～200轉(zhuǎn)/每分鐘，研磨頭的轉(zhuǎn)速為50～200轉(zhuǎn)/每分鐘，拋光工藝的壓力為100～500托。

12.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨層和應(yīng)力互補(bǔ)層在不同的工藝步驟中形成。

13.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨層與應(yīng)力互補(bǔ)層的材料不相同，所述待研磨層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的性質(zhì)與應(yīng)力互補(bǔ)層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的性質(zhì)相同。

14.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，平坦化所述待研磨層后，去除所述半導(dǎo)體襯底第二表面上的應(yīng)力互補(bǔ)層。

15.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一表面和與第一表面相對的第二表面；

在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面上形成待研磨層，在所述半導(dǎo)體襯底的第二表面上形成應(yīng)力互補(bǔ)層，所述應(yīng)力互補(bǔ)層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力抵消待研磨層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力。

16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待研磨層與應(yīng)力互補(bǔ)層的材料相同，且厚度相同。

17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待研磨層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的性質(zhì)與應(yīng)力互補(bǔ)層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的性質(zhì)相同。

18.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待研磨層與應(yīng)力互補(bǔ)層的材料為多晶硅、氮化硅、碳化硅、硅鍺或氮化鈦。

19.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述待研磨層與應(yīng)力互補(bǔ)層的材料不相同，所述待研磨層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的性質(zhì)與應(yīng)力互補(bǔ)層對半導(dǎo)體襯底施加的應(yīng)力的性質(zhì)相同。