[發(fā)明專利]半導體器件的制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110939157.0
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113675077A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 耿武千;曹開瑋;王同信;薛廣杰
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L49/02
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 田婷

本發(fā)明提供了一種半導體器件的制造方法，包括：提供一襯底，包括第一圖形區(qū)和第二圖形區(qū)，所述襯底上覆蓋有膜層結(jié)構，且所述第二圖形區(qū)上的膜層結(jié)構中形成有凹陷，所述凹陷的深度超出預設規(guī)格；形成阻擋層覆蓋所述凹陷，所述阻擋層的頂表面低于所述凹陷以外的膜層結(jié)構的頂表面；以及，采用化學機械研磨工藝研磨所述凹陷以外的膜層結(jié)構和所述凹陷表面的阻擋層，且對所述膜層結(jié)構的研磨速率大于對所述阻擋層的研磨速率，以使得研磨后的所述第一圖形區(qū)和所述第二圖形區(qū)上的膜層結(jié)構表面的高度差在預設規(guī)格內(nèi)。本發(fā)明能夠提高化學機械研磨工藝后的不同密度圖形表面的平整性，進而提高半導體器件的性能。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體集成電路制造領域，特別涉及一種半導體器件的制造方法。

背景技術

在芯片制造生產(chǎn)工藝中，襯底上各區(qū)域的器件結(jié)構的圖形密度不同，可以分為圖形密集區(qū)和圖形稀疏區(qū)。在不同密度的圖形上沉積薄膜后，薄膜表面會形成較大的高度差，即使在經(jīng)過化學機械研磨(CMP)工藝后，不同密度的圖形上的薄膜厚度仍會不一樣，器件表面的平整性差，導致芯片的質(zhì)量降低。下面以如下兩個示例進行具體說明：

參閱圖1a～圖1c，以制作浮柵為例，襯底111包括圖形密集區(qū)A111和圖形稀疏區(qū)A112，圖形密集區(qū)A111上形成有排布密集的淺溝槽隔離結(jié)構114，圖形稀疏區(qū)A112上形成有排布稀疏的淺溝槽隔離結(jié)構114；如圖1a所示，在襯底111頂面的氧化層112上沉積覆蓋淺溝槽隔離結(jié)構114的浮柵材料層113之后，圖形稀疏區(qū)A112的相鄰兩個淺溝槽隔離結(jié)構114之間的浮柵材料層113中形成了第一凹陷115，且第一凹陷115的深度遠超出規(guī)格；如圖1b所示，采用光刻和刻蝕工藝去除高于第一凹陷115底表面的浮柵材料層113，使得圖形密集區(qū)A111和圖形稀疏區(qū)A112上的浮柵材料層113的頂面齊平；如圖1c所示，采用化學機械研磨工藝繼續(xù)研磨浮柵材料層113，為了使得淺溝槽隔離結(jié)構114頂面上的浮柵材料層113被研磨去除完全，會研磨去除部分厚度的淺溝槽隔離結(jié)構114，而由于對淺溝槽隔離結(jié)構114的氧化硅的研磨速率比對浮柵材料層113的多晶硅的研磨速率慢，導致在圖形稀疏區(qū)A112上的浮柵材料層113中形成了深度超出規(guī)格的第二凹陷116。因此，在圖1a～圖1c所示的示例中，采用化學機械研磨工藝之后形成了深度超出規(guī)格的凹陷，影響了整個器件表面的平整性；并且，為了減小化學機械研磨工藝時的負載，增加了一道光刻和刻蝕工藝，導致成本增加。

參閱圖2a～圖2c，襯底121包括圖形密集區(qū)A121和圖形稀疏區(qū)A122，襯底121上覆蓋有第一絕緣層122，圖形密集區(qū)A121頂面的第一絕緣層122上形成有MIM電容器，MIM電容器包括自下向上的下層金屬層1231、第二絕緣層1232和上層金屬層1233；如圖2b所示，在第一絕緣層122上形成覆蓋MIM電容器的第三絕緣層124，由于MIM電容器的存在，使得在圖形稀疏區(qū)A122上的第三絕緣層124中形成深度遠超出規(guī)格的第一凹陷1241；如圖2c所示，采用化學機械研磨工藝研磨第三絕緣層124，由于圖形密集區(qū)A121上的第三絕緣層124明顯高于圖形稀疏區(qū)A122上的第三絕緣層124，使得研磨的負載很大，且在第一凹陷1241處的第三絕緣層124研磨至所需厚度h1時，圖形密集區(qū)A121上的第三絕緣層124仍未達到所需厚度h1，圖形稀疏區(qū)A122上的第三絕緣層124中仍形成了深度超出規(guī)格的第二凹陷1242，影響了整個器件表面的平整性。

因此，如何提高化學機械研磨工藝后的不同密度圖形表面的平整性是目前亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半導體器件的制造方法，能夠提高化學機械研磨工藝后的不同密度圖形表面的平整性，進而提高半導體器件的性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種半導體器件的制造方法，包括：

提供一襯底，包括第一圖形區(qū)和第二圖形區(qū)，所述襯底上覆蓋有膜層結(jié)構，且所述第二圖形區(qū)上的膜層結(jié)構中形成有凹陷，所述凹陷的深度超出預設規(guī)格；

形成阻擋層覆蓋所述凹陷，所述阻擋層的頂表面低于所述凹陷以外的膜層結(jié)構的頂表面；以及，