半导体结构的形成方法及其加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体结构及其加工装置，其中，形成方法包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括相对的第一面和第二面；在所述器件晶圆第一面形成第一介质层；在第一介质层表面形成第二初始介质层；检测第一介质层表面到第一面之间的距离，获取第一参考厚度分布信息；根据所述第一参考厚度分布信息获取第一去除量分布信息；根据所述第一去除量分布信息，对所述第二初始介质层进行第一平坦化处理，形成第二介质层，在所述第一平坦化处理的过程中，使所形成第二介质层表面的平整度大于第一介质层表面的平整度。所述方法能够弥补前一层介质层表面的平整度较差的问题，从而改善所形成半导体结构的性能。

The forming method of semiconductor structure and its processing device

The present invention provides a semiconductor structure and a processing device, wherein, the formation method includes providing a device wafer, the wafer device includes opposed first side and a second side; on the side of the device wafer forming a first dielectric layer is formed in the dielectric layer; second of the initial first dielectric layer surface; the first dielectric layer to the first surface detection the distance between the first surface, obtain reference thickness distribution information; according to the first reference information to obtain the first removal thickness distribution information; according to the first removal amount distribution information for the first planarization processing on the second initial medium layer, forming a second dielectric layer, in the process of the first planarization process in the second, forming a flat surface of the dielectric layer is greater than the first dielectric layer surface roughness. The method can make up the problem of poor roughness on the surface of the previous layer of dielectric layer, thus improving the performance of the semiconductor structure.

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法及其加工装置
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种半导体结构的形成方法及其加工装置。
技术介绍
晶圆键合是在一定条件下使两片晶圆直接贴合，通过范德华力、分子力甚至原子力使晶圆键合成为一体的技术。晶圆表面的平整度对键合质量有重要影响，如果晶圆表面平整度较低，容易导致键合的晶圆之间产生气泡，从而影响所形成半导体结构的性能。特别是在背照式图像传感器中，承载晶圆与器件晶圆的键合质量，容易影响所形成图像传感器的成像质量。在背照式图像传感器中，光从器件晶圆的背面射入。为了减小器件晶圆材料对光的散射和折射作用，所述器件晶圆的厚度很小，需要使器件晶圆的正面与承载晶圆键合。为了保证键合质量，需要保证器件晶圆表面的平整度。然而现有的半导体结构的形成方法所形成的器件晶圆表面的平整度较低，导致器件晶圆与承载晶圆的键合质量较差。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构的形成方法及其加工装置，能够改善所形成半导体结构的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括第一面；在所述器件晶圆第一面形成第一介质层；在第一介质层表面形成第二初始介质层；检测第一介质层顶部表面到第一面之间的距离，获取第一去除量分布信息；根据所述第一去除量分布信息，对所述第二初始介质层进行第一平坦化处理，形成第二介质层。可选的，第一平坦化处理的工艺包括化学机械研磨。可选的，通过半导体结构加工装置对所述第二初始介质层进行第一平坦化处理；所述半导体结构加工装置包括吸盘和研磨垫，所述吸盘包括用于与所述器件晶圆接触的接触面；所述器件晶圆包括第二面，所述第二面与第一面相对；所述第一平坦化处理的步骤包括：使所述吸盘接触面与所述器件晶圆第二面贴合；使所述吸盘与研磨垫相对运动，第二初始介质层与研磨垫相互摩擦；所述接触面包括多个研磨区；所述第二面包括分别与多个研磨区对应的多个晶圆区域，所述研磨区对相应的晶圆区域施加压力，实现对晶圆区域的平坦化；所述第一平坦化的步骤包括：根据所述第一去除量分布信息，分别调节各研磨区对相应的晶圆区域所施加的压力。可选的，所述接触面包括中心区和包围所述中心区的外围区；单个或多个研磨区位于所述中心区，单个或多个研磨区位于所述外围区。可选的，所述器件晶圆第一面为圆形，所述吸盘的接触面为圆形；所述中心区为圆形，且中心区的圆心与所述接触面的圆心重合；所述外围区的研磨区为若干同心圆环形，且外围区的研磨区的圆心与所述中心区的圆心重合。可选的，所述中心区的研磨区的个数为一个，所述外围区的研磨区的个数为3个～7个。可选的，所述第一平坦化处理的步骤包括：对所述第二初始介质层进行多次研磨处理，并调节每次研磨处理过程中器件晶圆的转速。可选的，形成所述第一介质层的步骤包括：在所述器件晶圆表面形成第一初始介质层；对所述第一初始介质层进行第二平坦化处理；所述第二平坦化处理的步骤包括化学机械研磨工艺。可选的，还包括：在所述第二介质层表面形成单层第三介质层或多层层叠设置的第三介质层；形成第三介质层的步骤包括：在所述第二介质层表面形成第三初始介质层；检测所述第二介质层顶部表面到第一面之间的距离，获取第二去除量分布信息；根据所述第二去除量分布信息对所述第三初始介质层进行第三平坦化处理，在第二介质层表面形成第一层第三介质层，且所形成的第一层第三介质层表面的平整度大于所述第二介质层表面的平整度；当形成多层层叠设置的第三介质层时，在形成第一层第三介质层后，形成第三介质层的步骤还包括：重复形成第三初始介质层、检测前一层第三介质层表面到器件晶圆之间的距离、以及第三平坦化处理的步骤，直至在第一层第三介质层表面形成至少一层第三介质层，且各层第三介质层表面的平整度大于前一层第三介质层表面的平整度。相应的，本专利技术技术方案还提供一种半导体结构加工装置，包括：装载设备，所述装载设备用于装载器件晶圆，所述器件晶圆包括第一面，所述器件晶圆第一面具有介质层和位于所述介质层上的待处理初始介质层；分析设备，用于检测前一层介质层表面到第一面之间的距离，获取去除量分布信息；研磨设备，用于根据所述去除量分布信息，对所述待处理初始介质层进行平坦化处理，形成介质层，本次平坦化处理的介质层表面的平整度大于前一层介质层表面的平整度。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，所述第一平坦化处理过程中，通过检测第一介质层顶部表面到第一面之间的距离，获取第一去除量分布信息，并根据所述第一去除量分布信息，对第二初始介质层进行第一平坦化处理。根据所述第一去除量分布信息调节第一平坦化处理在第二初始介质层不同区域的去除量，能够弥补第一介质层表面的平整度较差的问题。具体的，当某一区域的第一介质层的表面较低时，可以使该区域的第二初始介质层的去除量较小；当某一区域的第一介质层的表面较高时，可以使该区域的第二初始介质层的去除量较大，从而增加第二介质层表面的平整度。综上，所述形成方法能够提高第二介质层表面的平整度。进一步，所述第二介质层表面的平整度较高，在所述键合处理之后，所述第二介质层与承载晶圆之间的缺陷较少，从而能够提高第二介质层与承载晶圆之间的键合强度，改善键合质量。本专利技术技术方案提供的半导体结构加工装置中，分析设备能够检测前一层介质层表面到第一面之间的距离，获取去除量分布信息。所述研磨设备根据所述去除量分布信息对待处理初始介质层进行平坦化处理，能够弥补前一层介质层表面的平整度较差的问题，因此，所述形成方法能够提高介质层表面的平整度。附图说明图1至图9是本专利技术的半导体结构的形成方法一实施例各步骤的结构示意图；图10是本专利技术的半导体结构的加工装置一实施例的结构示意图。具体实施方式器件晶圆的形成方法形成的器件晶圆表面平整度较差。现结合一种器件晶圆的形成方法分析所形成的器件晶圆表面平整度较差的原因：所述器件晶圆的形成方法包括：提供器件晶圆；在所述器件晶圆表面形成初始介质层；对所述初始介质层进行平坦化处理，形成介质层；重复上述形成初始介质层和平坦化处理的步骤，在所述器件晶圆表面形成多层介质层。其中，在对所述初始介质层进行平坦化处理的过程中，通过半导体结构加工装置对所述初始介质层进行平坦化处理。由于半导体结构加工装置本身精度或外部环境的影响，所述平坦化处理往往对某区域的初始介质层的去除量较大，对另一区域的初始介质层去除量较小，这就导致去除量大的区域的介质层厚度较小，去除量小的区域的介质层厚度较大，从而导致介质层表面平整度较低。另外，形成多层介质层之后，由于在去除量大的区域每层介质层的厚度都较小，在去除量小的区域每层介质层的厚度都较大，导致所形成器件晶圆表面介质层的平整度较差。为了解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：检测第一介质层顶部表面到第一面之间的距离，获取第一去除量分布信息；根据所述第一去除量分布信息，对所述第二初始介质层进行第一平坦化处理，形成第二介质层，所述第二介质层表面的平整度大于第一介质层表面的平整度。所述方法能够弥补前一层介质层表面的平整度较差的问题，从而改善所形成半导体结构的性能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括第一面；在所述器件晶圆第一面形成第一介质层；在第一介质层表面形成第二初始介质层；检测第一介质层顶部表面到第一面之间的距离，获取第一去除量分布信息；根据所述第一去除量分布信息，对所述第二初始介质层进行第一平坦化处理，形成第二介质层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括第一面；在所述器件晶圆第一面形成第一介质层；在第一介质层表面形成第二初始介质层；检测第一介质层顶部表面到第一面之间的距离，获取第一去除量分布信息；根据所述第一去除量分布信息，对所述第二初始介质层进行第一平坦化处理，形成第二介质层。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，第一平坦化处理的工艺包括化学机械研磨。3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，通过半导体结构加工装置对所述第二初始介质层进行第一平坦化处理；所述半导体结构加工装置包括吸盘和研磨垫，所述吸盘包括用于与所述器件晶圆接触的接触面；所述器件晶圆包括第二面，所述第二面与第一面相对；所述第一平坦化处理的步骤包括：使所述吸盘接触面与所述器件晶圆第二面贴合；使所述吸盘与研磨垫相对运动，第二初始介质层与研磨垫相互摩擦；所述接触面包括多个研磨区；所述第二面包括分别与多个研磨区对应的多个晶圆区域，所述研磨区对相应的晶圆区域施加压力，实现对晶圆区域的平坦化；所述第一平坦化的步骤包括：根据所述第一去除量分布信息，分别调节各研磨区对相应的晶圆区域所施加的压力。4.如权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述接触面包括中心区和包围所述中心区的外围区；单个或多个研磨区位于所述中心区，单个或多个研磨区位于所述外围区。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述器件晶圆第一面为圆形，所述吸盘的接触面为圆形；所述中心区为圆形，且中心区的圆心与所述接触面的圆心重合；所述外围区的研磨区为若干同心圆环形，且外围区的研磨区的圆心与所述中心区的圆心重合。6.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述中心区的研磨区的个数为一个，所述外围区的研磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：武海亮，陈世杰，穆钰平，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32