[發明專利]淺溝槽隔離結構的制備方法、化學機械研磨方法及系統

有效

• 申請號: 201810059759.5
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN110071041B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 蔡長益
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01L21/3105
• 分類號: H01L21/3105;H01L21/762;H01L21/66;B24B37/005;B24B37/04;B24B49/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種化學機械研磨方法，其特征在于，所述化學機械研磨方法用于目標材料層的去除，所述目標材料層的一次化學機械研磨過程包括第一階段化學機械研磨及第二階段化學機械研磨兩個階段，所述化學機械研磨方法包括如下步驟：

1）量測所述目標材料層的前值厚度，依據所述目標材料層的前值厚度及所述第一階段化學機械研磨后保留的所述目標材料層的厚度確定所述目標材料層的第一目標去除厚度；

2）依據研磨耗材的使用壽命及實際使用時間確定所述研磨耗材在所述實際使用時間下的理論研磨速率；

3）依據所述第一目標去除厚度及所述研磨耗材在所述實際使用時間下的理論研磨速率動態修正研磨參數，依據所述研磨參數對所述目標材料層進行所述第一階段化學機械研磨，以使得所述目標材料層達到所述第一目標去除厚度的去除，且確保所述第一階段化學機械研磨后保留的所述目標材料層具有平坦上表面且在一固定膜厚范圍中，所述固定膜厚范圍介于1000埃~1600埃；所述研磨參數包括研磨時間及研磨壓力；及，

4）對所述目標材料層進行所述第二階段化學機械研磨，以使得所述目標材料層達到第二目標去除厚度的去除。

2.根據權利要求1所述的化學機械研磨方法，其特征在于：步驟4）后還包括如下步驟：

5）獲取上一次化學機械研磨過程的第一階段化學機械研磨后保留的所述目標材料層的實際厚度，以此得到所述上一次化學機械研磨過程的第一階段化學機械研磨中所述目標材料層的實際去除厚度；

6）依據所述目標材料層的實際去除厚度得到所述上一次化學機械研磨過程的第一階段化學機械研磨中所述研磨耗材的實際研磨速率；

7）將所述上一次化學機械研磨過程的所述第一階段化學機械研磨中所述研磨耗材的實際研磨速率與所述上一次化學機械研磨過程中得到的所述研磨耗材的理論研磨速率進行比對；

8）量測另一所述目標材料層的前值厚度，依據量測的當前所述目標材料層的前值厚度及所述第一階段化學機械研磨后保留的所述目標材料層的厚度確定當前所述目標材料層的第一目標去除厚度；

9）依據步驟7）中的比對結果確定所述研磨耗材在當前實際使用時間下的理論研磨速率；及，

10）依據當前所述目標材料層的所述第一目標去除厚度及所述研磨耗材在當前實際使用時間下的理論研磨速率動態更新研磨參數，依據更新后的所述研磨參數對當前所述目標材料層進行所述第一階段化學機械研磨，以使得當前所述目標材料層達到所述第一目標去除厚度的去除，且確保所述第一階段化學機械研磨后保留的當前所述目標材料層的上表面為平面；

11）對當前所述目標材料層進行所述第二階段化學機械研磨，以使得當前所述目標材料層達到第二目標去除厚度的去除。

3.根據權利要求2所述的化學機械研磨方法，其特征在于：步驟9）中，依據步驟7）中的比對結果確定所述研磨耗材在當前實際使用時間下的理論研磨速率的具體方法為：

若上一次化學機械研磨過程的第一階段化學機械研磨中所述研磨耗材的實際研磨速率與所述上一次化學機械研磨過程中得到的所述研磨耗材的理論研磨速率的偏差在5%以內，則將所述上一次化學機械研磨過程的第一階段化學機械研磨中所述研磨耗材的實際研磨速率作為所述研磨耗材在當前實際使用時間下的理論研磨速率；及，

若上一次化學機械研磨過程的第一階段化學機械研磨中所述研磨耗材的實際研磨速率與所述上一次化學機械研磨過程中得到的所述研磨耗材的理論研磨速率的偏差大于5%，則依據研磨耗材的使用壽命及當前實際使用時間確定所述研磨耗材在當前實際使用時間下的理論研磨速率。

4.根據權利要求2所述的化學機械研磨方法，其特征在于：步驟11）之后還包括重復步驟5）~步驟11）至少一次的步驟。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的化學機械研磨方法，其特征在于：所述目標材料層包括位于一襯底上的二氧化硅層，所述襯底內形成有溝槽，所述襯底的上表面形成有研磨阻擋層，所述目標材料層更填滿所述溝槽內且覆蓋于所述阻擋層的上表面，在第二階段化學機械研磨過程，完全去除在所述研磨阻擋層上的所述目標材料層并局部去除所述研磨阻擋層，以形成淺溝槽隔離結構。

6.根據權利要求5所述的化學機械研磨方法，其特征在于：所述研磨阻擋層包括氮化硅層。