硅晶圆表面凹槽的填平方法技术

本发明专利技术提供一种硅晶圆表面凹槽的填平方法，包括如下步骤，S1、通过化学气相沉积的方法在硅晶圆上沉积一层阻挡层；S2、在硅晶圆上沉积一层填充层；S3、采用化学机械研磨的方法，控制研磨温度在30

【技术实现步骤摘要】
硅晶圆表面凹槽的填平方法


[0001]本专利技术涉及半导体芯片加工制造
，特别涉及一种硅晶圆表面凹槽的填平方法。

技术介绍

[0002]为解决晶圆表面深凹槽的问题，传统方案是采用在晶圆表面旋涂负性光刻胶，在凹槽区域进行曝光，而后显影，在凹槽处留下负性光刻胶。此种方案方便简洁，对处理较浅凹槽(5μm深以内)或者6寸以下晶圆填充效果很好，然而对于8寸晶圆，10μm深凹槽的填充效果并不理想；另一种解决方案是采化学机械研磨的方案将晶圆整体抛磨，采用化学气相沉积方式在晶圆表面沉积氧化硅，然后采用化学机械研磨进行抛磨，将晶圆表面氧化硅去除，留下凹槽内部氧化硅，重复这一步骤多次，达到填充效果。然而在实际工艺中，抛磨氧化硅的研磨液与硅的选择比很低，致使在抛磨氧化硅的同时，晶圆表面外延硅同时被去除，导致晶圆整体晶圆结构损坏，并且受晶圆表面应力的影响，每次沉积量不可过多，若一次直接将凹槽填满，晶圆有碎片的风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种硅晶圆表面凹槽的填平方法，能够通过采用高选择比的研磨液，在抛磨的同时保证晶圆整体的平坦度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0005]本专利技术提供的一种硅晶圆表面凹槽的填平方法，包括如下步骤：
[0006]步骤S1、通过化学气相沉积的方法在硅晶圆上沉积一层阻挡层；
[0007]步骤S2、在硅晶圆上沉积一层填充层；
[0008]步骤S3、采用化学机械研磨的方法，控制研磨温度在30
°‑
40
°
之间，利用研磨液，对硅晶圆表面除凹槽之外的填充层进行抛磨，由阻挡层保护硅晶圆；
[0009]步骤S4、不断地重复步骤S2与步骤S3，直到凹槽内部被阻挡层与填充层填满；
[0010]步骤S5、采用干法刻蚀，将阻挡层与多余的填充层去除。
[0011]优选地，填充层的材料为氧化硅。
[0012]优选地，阻挡层的材料为氮化硅。
[0013]优选地，硅晶圆的尺寸为8寸，并开设有深度为10μm的凹槽。
[0014]优选地，每层填充层的厚度为2μm，每层阻挡层的厚度为1μm。
[0015]本专利技术能够取得如下技术效果：通过采用高选择比的研磨液，在填充凹槽时，不受晶圆尺寸的限制并且晶圆中心部分和边缘部分的均匀性也能得到控制。
附图说明
[0016]图1是根据本专利技术实施例提供的硅晶圆表面凹槽的填平方法的流程图。
[0017]图2是根据本专利技术实施例提供的硅晶圆的结构示意图。
[0018]其中的附图标记包括：氧化层1、阻挡层2、硅晶圆3。
具体实施方式
[0019]在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0021]图1示出了本专利技术实施例提供的硅晶圆表面凹槽的填平方法的流程。
[0022]本专利技术实施例提供一种硅晶圆表面凹槽的填平方法，以8寸硅晶圆为例对进行详述，对于其他尺寸的晶圆同理可得；如图1所示，包括如下步骤：
[0023]S1、通过化学气相沉积的方法在硅晶圆3上沉积一层阻挡层2，其厚度为1μm。
[0024]S2、在硅晶圆3上沉积一层填充层1，填充层1的厚度为2μm，现在凹槽总厚度为3μm。
[0025]S3、采用化学机械研磨的方法，利用高选择比的研磨液，对凹槽外部的填充层1进行抛磨，共抛磨2μm，抛磨后，仍有一层阻挡层2保护硅晶圆3，现凹槽外部的总厚度为1μm。
[0026]其中，研磨温度控制在30
°‑
40
°
之间，以防止温度的升高影响研磨速率；在对凹槽外部的填充层1进行抛磨时，需要注意研磨的速率与时间，即使有阻挡层2的保护，研磨时间过长阻挡层2仍然可以被去除，若时间过长，阻挡层2也被研磨掉，则阻挡层2无法起到阻挡的作用。
[0027]S4、不断地重复步骤S2与步骤S3，直到凹槽内部被阻挡层2与填充层1填满。
[0028]S5、采用干法刻蚀，将阻挡层2与多余的填充层1去除。
[0029]图2示出了本专利技术实施例提供的硅晶圆的结构。
[0030]重复步骤S2与步骤S3四次，如图2所示，使凹槽内部有1μm的阻挡层2与8μm的填充层1；通过化学气相沉积的方法，在硅晶圆3上沉积1μm的填充层1，并重复步骤S3为研磨凹槽的外部1μm的填充层1，此时深度为10μm的凹槽内部有1μm的阻挡层2与9μm的填充层1；最后通过干法刻蚀的方法，去除凹槽的外部1μm的阻挡层2。
[0031]填充层1的材料为氧化硅。阻挡层2的材料为氮化硅。硅晶圆3的尺寸为8寸，并开设有深度为10μm的凹槽，其中研磨液与氮化硅与氧化硅之间具有高选择比(20：1)，即研磨速度为20:1。在抛磨填充层1时，因为其中的高选择比会使去除填充层1的同时，阻挡层2去除量很少；干法刻蚀过程中，也只能去除阻挡层2，不会损伤原硅晶圆3。
[0032]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0033]尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例
性的，不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
[0034]以上本专利技术的具体实施方式，并不构成对本专利技术保护范围的限定。任何根据本专利技术的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本专利技术权利要求的保护范围内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅晶圆表面凹槽的填平方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、通过化学气相沉积的方法在硅晶圆(3)上沉积一层阻挡层(2)；S2、在所述硅晶圆(3)上沉积一层填充层(1)；S3、采用化学机械研磨的方法，控制研磨温度在30
°‑
40
°
之间，利用研磨液，对所述硅晶圆表面除凹槽内部之外的填充层(1)进行抛磨，由所述阻挡层(2)保护所述硅晶圆(3)；S4、不断地重复步骤S2与步骤S3，直到凹槽内部被所述阻挡层(2)与所述填充层(1)填满；S5、采用干法刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天成，叶武阳，刘佳晶，孙宣，刘耀聪，
申请(专利权)人：长春长光圆辰微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：