[發明專利]半導體裝置、半導體結構的形成方法

在審

• 申請號: 201410077038.9
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN104900512A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 鄧武鋒
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/31
• 分類號: H01L21/31
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制作領域，特別涉及一種半導體裝置、半導體結構的形成方法。

背景技術

隨著超大規模集成電路ULSI（Ultra?Large?Scale?Integration）的飛速發展，集成電路工藝制作工藝變得越來越復雜和精細。為了提高集成度，降低制造成本，芯片單位面積內的元件數量不斷增加，平面布線已難以滿足元件高密度分布的要求，只能采用采用多層布線技術利用芯片的垂直空間，進一步提高器件的集成度。但是多層布線技術的應用會造成硅片表面的起伏不平，對圖形制作極其不利。為此，要在大直徑硅片上實現多層布線結構，首先就要實現每一層都具有很高的全局平整度，即要求對多層布線互連結構中的導體、層間介質層、金屬、硅氧化物、氮化物等進行平坦化(Planarization)處理。

目前，化學機械研磨（CMP，Chemical?Mechanical?Polishing）是達成全局平坦化的最佳方法，尤其在半導體工藝進入亞微米領域后，化學機械研磨已成為一種不可或缺的制作工藝技術。

化學機械研磨（CMP）是通過晶片與研磨頭之間的相對運動來平坦化晶片上的待研磨層。為了獲得較精確的化學機械研磨后的待研磨層厚度，現有技術通常采用形成研磨停止層的方法、終點檢測技術或者設定研磨時間等來判斷研磨是否達到終點，但是這種方法形成的待研磨層的厚度的精度仍有待提高。

發明內容

本發明解決的問題是怎樣提高形成的介質層的厚度的精度。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體裝置，包括：第一沉積單元，基于第一沉積指令，沉積介質層；化學機械研磨單元，基于研磨指令，對介質層進行平坦化；第二沉積單元，基于第二沉積指令，沉積補償介質層；測量單元，基于測量指令，測量介質層的厚度或者介質層和補償介質層的總厚度，并將厚度測量值反饋給控制單元；控制單元，用于發出第一沉積指令、研磨指令和測量指令；并根據厚度測量值，判斷介質層的厚度或者介質層和補償介質層的總厚度是否達到目標厚度，若未到達目標厚度，發出第二沉積指令。

可選的，還包括，傳輸單元，用于在第一沉積單元、第二沉積單元、化學機械研磨單元和測量單元之間傳輸晶圓。

可選的，所述控制單元還用于發出傳輸指令，所述傳輸單元基于傳輸指令傳輸晶圓。

可選的，所述第二沉積指令中包括待沉積的補償介質層的厚度信息。

可選的，所述待沉積的補償介質層的厚度為介質層的厚度或者介質層和補償介質層的總厚度與目標厚度之間的差異值。

可選的，所述第二沉積單元中包括寫入單元，第二沉積單元在接收到第二沉積指令時，所述寫入單元根據待沉積的補償介質層的厚度修改第二沉積單元中的沉積菜單。

可選的，所述第二沉積單元根據修改后的沉積菜單沉積補償介質層。

可選的，所述第二沉積單元的沉積精度大于第一沉積單元的沉積精度。

可選的，所述第二沉積單元為原子層沉積裝置。

本發明還提供了一種半導體結構的形成方法，包括：提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成介質層；采用化學機械研磨工藝平坦化所述介質層；進行測量步驟，測量平坦化后的介質層厚度；判斷測量的介質層厚度是否達到目標厚度，若平坦化后的介質層的厚度未達到目標厚度，獲得測量的介質層的厚度與目標厚度的差異值，并基于該差異值進行沉積步驟，在平坦化后的介質層上形成第一補償介質層；若平坦化后的介質層的厚度達到目標厚度，則結束。

可選的，還包括：進行測量步驟，測量所述第一補償介質層和平坦化后的介質層的總厚度；判斷測量的總厚度是否達到目標厚度，若總厚度未達到目標厚度，則進行沉積步驟，在第一補償介質層上形成第二補償介質層；若總厚度達到目標厚度，則結束。

可選的，還包括：交替進行測量步驟、判斷步驟、沉積步驟，直至介質層和補償介質層的總厚度達到目標厚度。

可選的，若總厚度未達到目標厚度，獲得測量的總厚度與目標厚度的差異值，并基于該差異值進行沉積步驟，，在第一補償介質層上形成第二補償介質層。

可選的，所述第一補償介質層和第二補償介質層的材料與介質層的材料相同。

可選的，形成第一補償介質層和第二補償介質層的沉積工藝為原子層沉積工藝。

可選的，采用化學機械研磨工藝平坦化所述介質層后，平坦化后的介質層的厚度小于或等于目標厚度。

可選的，所述平坦化后的介質層厚度小于目標厚度的值為0～500埃。

可選的，所述第一補償介質層的厚度等于差異值。