一種用于平坦化淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種用于平坦化淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]完整的電路是由分離的器件通過特定的電學(xué)通路連接起來的，在集成電路制造工藝中必須把器件隔離開，隔離不好會造成漏電、閂鎖效應(yīng)等?，F(xiàn)有的隔離工藝通常包括局部硅氧化(LOCOS)工藝和淺溝槽隔離(STI)工藝。LOCOS工藝操作簡單，在微米及亞微米工藝中得到了廣泛應(yīng)用，但LOCOS工藝具有一系列缺點，諸如鳥嘴問題以及場氧減薄效應(yīng)等。STI工藝克服了 LOCOS工藝的局限性，其具有優(yōu)異的隔離性能、超強的閂鎖保護(hù)能力、平坦的表面形狀、對溝槽沒有侵蝕且與化學(xué)機械拋光(CMP)技術(shù)兼容。因此，在0.25μπι及以下的工藝，都采用STI工藝作為器件之間隔離的主要技術(shù)。STI工藝的主要步驟包括在襯底上刻蝕淺溝槽、進(jìn)行二氧化硅沉積以及用CMP技術(shù)進(jìn)行表面平坦化。
[0003]在STI平坦化過程中，STI微劃痕是一種常見的缺陷，也是目前排名第一的良率致命缺陷。要改善良率，使缺陷密度(DO)達(dá)到世界先進(jìn)水平，必須對STI微劃痕進(jìn)行改善。
[0004]STI微劃痕的來源主要來自STI CMP采用的研磨液的結(jié)晶、機臺自身的顆粒源以及晶圓本身帶來的顆粒源?，F(xiàn)有的改善方法主要針對機臺端進(jìn)行，如縮短研磨墊(pad)/研磨墊整理器(condit1n disk)/管路的更換周期、定期沖洗研磨液等。這種方法隨著部件壽命的增長，效果會變差并且不穩(wěn)定，無法對劃痕進(jìn)行明顯的改善。此外，這種方法對于晶圓本身帶來的顆粒源，無法進(jìn)行有效徹底的改善。在STI CMP之前，對晶背進(jìn)行缺陷掃描，可以發(fā)現(xiàn)大量的顆粒源。通過分析發(fā)現(xiàn)這些顆粒源是氧化物。由于現(xiàn)有方法沒有針對晶圓本身的顆粒源進(jìn)行改善，因此其會在后續(xù)的CMP過程中造成大量微劃痕的形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法，包括:提供晶圓，其中所述晶圓包括半導(dǎo)體襯底和在所述半導(dǎo)體襯底中形成的溝槽，所述半導(dǎo)體襯底上形成有硬掩膜層，并且所述硬掩膜層上和所述溝槽內(nèi)形成有介電層；研磨所述介電層的一部分；對所述晶圓執(zhí)行第一清洗步驟；以及研磨剩余的介電層和所述硬掩膜層的至少一部分。
[0006]可選地，所述第一清洗步驟包括:采用氨水結(jié)合超聲波清洗所述晶圓；采用氫氟酸清洗所述晶圓；以及采用去離子水清洗所述晶圓并將其烘干。
[0007]可選地，在第一壓盤上研磨所述介電層的一部分。
[0008]可選地，在第二壓盤上研磨剩余的介電層和所述硬掩膜層的至少一部分。
[0009]可選地，所述方法進(jìn)一步包括:在研磨剩余的介電層和所述硬掩膜層的至少一部分之后，研磨所述晶圓的表面以去除所述晶圓上的研磨殘留物。
[0010]可選地，在第三壓盤上研磨所述晶圓的表面。
[0011]可選地，所述方法進(jìn)一步包括:在研磨所述晶圓的表面之后，對所述晶圓執(zhí)行第二清洗步驟。
[0012]可選地，所述第二清洗步驟包括:采用氨水結(jié)合超聲波清洗所述晶圓；采用氫氟酸清洗所述晶圓；以及采用去離子水清洗所述晶圓并將其烘干。
[0013]可選地，在所述半導(dǎo)體襯底和所述硬掩膜層之間形成有緩沖氧化層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提供了一種用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法，包括:提供晶圓，其中所述晶圓包括半導(dǎo)體襯底和在所述半導(dǎo)體襯底中形成的溝槽，所述半導(dǎo)體襯底上形成有硬掩膜層，并且所述硬掩膜層上和所述溝槽內(nèi)形成有介電層；對所述晶圓執(zhí)行第一清洗步驟；以及研磨所述介電層和所述硬掩膜層的至少一部分。
[0015]可選地，所述第一清洗步驟包括:采用氨水結(jié)合超聲波清洗所述晶圓；采用氫氟酸清洗所述晶圓；以及采用去離子水清洗所述晶圓并將其烘干。
[0016]可選地，研磨所述介電層和所述硬掩膜層的至少一部分包括:在第一壓盤上研磨所述介電層的一部分；在第二壓盤上研磨剩余的介電層和所述硬掩膜層的所述至少一部分。
[0017]可選地，所述方法進(jìn)一步包括:在研磨所述介電層和所述硬掩膜層的至少一部分之后，研磨所述晶圓的表面以去除所述晶圓上的研磨殘留物。
[0018]可選地，在第三壓盤上研磨所述晶圓的表面。
[0019]可選地，所述方法進(jìn)一步包括:在研磨所述晶圓的表面之后，對所述晶圓執(zhí)行第二清洗步驟。
[0020]可選地，所述第二清洗步驟包括:采用氨水結(jié)合超聲波清洗所述晶圓；采用氫氟酸清洗所述晶圓；以及采用去離子水清洗所述晶圓并將其烘干。
[0021]可選地，在所述半導(dǎo)體襯底和所述硬掩膜層之間形成有緩沖氧化層。
[0022]根據(jù)本發(fā)明提供的用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法，在研磨剩余的介電層和硬掩膜層的步驟之前，對晶圓進(jìn)行清洗。本發(fā)明的方法可以減少晶圓本身帶來的顆粒源，從而可以改善STI微劃痕，進(jìn)而改善半導(dǎo)體器件的良率，提高半導(dǎo)體器件的性能。
[0023]為了使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點更明顯易懂，特舉較佳實施例，并結(jié)合附圖，做詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0024]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0025]圖1a-1d示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的實施用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法的關(guān)鍵步驟時的晶圓的一部分的剖面示意圖；
[0026]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；
[0027]圖3a_3c示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的實施用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法的關(guān)鍵步驟時的晶圓的一部分的剖面示意圖；以及
[0028]圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0029]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0030]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0031]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0032]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接至『或“耦合到”其它元件或?qū)訒r，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r，則不存在居間的元件或?qū)印?br>[0033]實施例一
[0034]下面，參照圖1a-1d以及圖2來描述本發(fā)明提出的用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法的詳細(xì)步驟。
[0035]圖1a-1d示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的實施用于平坦化STI結(jié)構(gòu)的方法的關(guān)鍵步驟時的晶圓的一部分的剖面示意圖。
[0036]參考圖1，提供晶圓100。圖1a-1d中示出晶圓100的一部分。所述晶圓100包括半導(dǎo)體襯底101和在所述半導(dǎo)體襯底101中形成的溝槽，所述半導(dǎo)體襯底101上形成有硬掩膜層103，并且所述硬掩膜層103上和所述溝槽內(nèi)形成有介電層104。
[0037]所述半導(dǎo)體襯底101的構(gòu)成材料可以是以下所提到的材料中的至