一种形成介质层的方法以及抛光方法技术

一种形成介质层的方法，包括如下步骤：提供一半导体晶圆；在半导体晶圆表面生长第一介质层，所述第一介质层覆盖半导体晶圆的全部表面；采用一遮挡物遮挡半导体晶圆表面第一介质层的边缘区域；以及在第一介质层表面继续生长第二介质层，所述第二介质层覆盖第一介质层表面未被遮挡物遮挡的部分。本发明专利技术还提供了一种抛光方法。本发明专利技术的优点在于，通过采用遮挡物的方法生长第二介质层，从而获得中心区域厚度大于边缘区域的介质层，实施抛光工艺的过程中采用这样的介质层，能够抵消抛光工艺自身的速度偏差，抛光之后的介质层厚度均匀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及。
技术介绍
在8寸以上的晶圆的制造过程中，由于普遍应用了多层金属结构，金属层之间的 氧化物介质的不平坦会被叠加以致放大，从而影响了光刻工艺的聚焦。虽然应用了化学机 械抛光(CMP)工艺来解决这个问题，但是由于CMP对于晶圆边缘区域的研磨速率要较中心 区域低，当主要区域达到研磨的目标厚度时，边缘区域仍高于目标厚度很多。如附图1与附图2所示为采用CMP工艺对晶圆进行抛光后的晶圆10表面形貌示 意图，其中附图2为附图1沿AA方向的剖面图，晶圆10包括支撑衬底12及其表面的介质 层11，所述介质层11进一步包括中心区域112与边缘区域114。由于现有的CMP工艺的缺 陷，导致边缘区域114的厚度大于中心区域112。现有技术中解决此问题的手段主要包括两种，一种是通过调整CMP主要研磨步骤 的研磨参数来提高对边缘区域114的研磨率，另一种是增加一步研磨步骤专门研磨边缘区 域 114。附图3所示为采用上述改进工艺之后获得的晶圆形貌的剖面图。虽然边缘区域 114的厚度降低了，但是与其相邻的区域也不免会收到影响而降低。即在提高了边缘区域 114的研磨速率的同时也影响到了中心区域112与边缘区域114临近部分的厚度，使得这一 部分的厚度要比中心区域112的其他部分低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供，能够 解决由于抛光速率不均勻引起的介质层厚度不均勻的现象，提高抛光后介质层厚度的均勻 性。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种形成介质层的方法，包括如下步骤提供一 半导体晶圆；以及在半导体晶圆表面形成介质层，所述介质层的边缘区域的厚度小于中心 区域的厚度；形成介质层的步骤进一步包括在半导体晶圆表面生长第一介质层，所述第 一介质层覆盖半导体晶圆的全部表面；采用一遮挡物遮挡半导体晶圆表面第一介质层的边 缘区域；以及在第一介质层表面继续生长第二介质层，所述第二介质层覆盖第一介质层表 面未被遮挡物遮挡的部分；上述步骤中所形成的第一与第二介质层共同构成覆盖于晶圆表 面的介质层。作为可选的技术方案，所述遮挡物的宽度范围是晶圆半径的2%至6%。实践证 明，化学机械抛光工艺中发生厚度异常的区域通常集中在宽度是晶圆半径2% 6%范围 的晶圆周边环形区域内，因此所述遮挡物13的宽度的优选范围应当是晶圆半径的2% 6%，并优选为5%。作为可选的技术方案，所述第一介质层的厚度超过抛光的目标厚度50nm至200nm，以确保后续的抛光工艺在此厚度范围内能够更好地平衡中心区域和边缘区域的速度差异。作为可选的技术方案，所述第一介质层与第二介质层的材料相同，选自于氧化硅、 氮化硅、氮氧化硅和氟硅玻璃中的一种。虽然第二介质层在后续的抛光工艺中全部被除去， 从这一角度来说第二介质层可以采用任意材料。但是为了避免对第一介质层产生污染以及 两种不同材料之间产生热应力，因此较佳的方案是第一介质层与第二介质层采用相同的材 料。作为可选的技术方案，所述遮挡物的材料为陶瓷。遮挡物的材料应当采用在生长 第二介质层的工艺中不与所用气体反应的物质，例如陶瓷，也可以是石英或者表面涂覆有 惰性物质的金属组件等。本专利技术进一步提供了一种抛光方法，包括如下步骤提供一半导体晶圆；在半导 体晶圆表面形成介质层，所述介质层的边缘区域的厚度小于中心区域的厚度；以及抛光介 质层，使其中心区域的厚度达到抛光工艺的目标厚度；形成介质层的步骤进一步包括在 半导体晶圆表面生长第一介质层，所述第一介质层覆盖半导体晶圆的全部表面；采用一遮 挡物遮挡半导体晶圆表面第一介质层的边缘区域；以及在第一介质层表面继续生长第二介 质层，所述第二介质层覆盖第一介质层表面未被遮挡物遮挡的部分；上述步骤中所形成的 第一与第二介质层共同构成覆盖于晶圆表面的介质层。本专利技术的优点在于，通过采用遮挡物的方法生长第二介质层，从而获得中心区域 厚度大于边缘区域的介质层，实施抛光工艺的过程中采用这样的介质层，能够抵消抛光工 艺自身的速度偏差，抛光之后的介质层厚度均勻。附图说明附图1至附图3是现有技术的工艺示意图；附图4是本专利技术所述形成介质层的方法具体实施方式的实施步骤示意图；附图5至附图8是本专利技术所述形成介质层的方法具体实施方式的工艺以试图；附图9是本专利技术所述抛光方法具体实施方式的实施步骤示意图；附图10是本专利技术所述抛光方法具体实施方式的工艺示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的的具体实施 方式做详细说明。首先结合附图给出本专利技术所述形成介质层的方法的具体实施方式。附图4所示为本具体实施方式的实施步骤示意图，包括步骤S10，提供一半导体 晶圆；步骤S11，在半导体晶圆表面生长第一介质层，所述第一介质层覆盖半导体晶圆的全 部表面；步骤S12，采用一遮挡物遮挡半导体晶圆表面第一介质层的边缘区域；步骤S13，在 第一介质层表面继续生长第二介质层，所述第二介质层覆盖第一介质层表面未被遮挡物遮 挡的部分。附图5至附图8所示为本具体实施方式的工艺示意图。附图5所示，参考步骤S10，提供一半导体晶圆10。所述半导体晶圆10的材料可以是包括单晶硅在内的任意常用的衬底材料，其表 面可以无任何结构，也可以是已经生长了晶体管等器件或者金属互联结构等常见的集成电 路元件。附图6所示，参考步骤Sl 1，在半导体晶圆10表面生长第一介质层11，所述第一介 质层11覆盖半导体晶圆的全部表面。该工艺采用高密度等离子体化学气相沉积(HD PCVD)工艺生长，并且第一介质层 的11较佳厚度是超过抛光的目标厚度50nm至200nm，以确保后续的抛光工艺在此厚度范围 内能够更好地平衡中心区域和边缘区域的速度差异。附图7所示，参考步骤S12，采用一遮挡物13遮挡半导体晶圆10表面第一介质层 11的边缘区域。所述遮挡物13的宽度为d。实践证明，化学机械抛光工艺中发生厚度异常的区域通常集中在宽度是晶圆10 半径2% 6%范围的晶圆周边环形区域内，因此所述遮挡物13的宽度d的优选范围应当 是晶圆半径的2% 6%，并优选为5%。以8英寸晶圆为例，遮挡物的宽度范围应当是2mm 至6mm,并优选为5mmο所述遮挡物优选为一圆环。遮挡物13的材料应当采用在生长第二介质层的工艺中不与所用气体反应的物 质，例如陶瓷，也可以是石英或者表面涂覆有惰性物质的金属组件等。采用遮挡物13的目的在于干扰后续生长第二介质层的工艺中生长气体在晶圆10 表面的分布状态，通过遮挡使气流尽量少的流入晶圆10边缘区域，从而控制第二介质层只 在不被遮挡的区域生长。附图8所示，参考步骤S13，在第一介质层11表面继续生长第二介质层15，所述第 二介质层15覆盖第一介质层11表面未被遮挡物13遮挡的部分。上述步骤Sll生长的第一介质层11与步骤S13生长的第二介质层15共同构成覆 盖于晶圆表面的介质层19，此步骤采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺生长第二介质层15。如前所述，由于遮挡物13影响了生长气流的分布，因此第二介质层15只形成于第 一介质层11表面的未被遮挡的部分。上述步骤Sll生长的第一介质层11与步骤S13生长的第二介质层15共同构成覆 盖于晶圆表面的介质层19，由于第二介质层15只形成与不被遮挡的中心区域，因此介质层 19的边缘区域厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成介质层的方法，包括如下步骤：提供一半导体晶圆；以及在半导体晶圆表面形成介质层，所述介质层的边缘区域的厚度小于中心区域的厚度；其特征在于，形成介质层的步骤进一步包括：在半导体晶圆表面生长第一介质层，所述第一介质层覆盖半导体晶圆的全部表面；采用一遮挡物遮挡半导体晶圆表面第一介质层的边缘区域；以及在第一介质层表面继续生长第二介质层，所述第二介质层覆盖第一介质层表面未被遮挡物遮挡的部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾明，李勇，平延磊，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32