[发明专利]浅沟槽隔离结构的形成方法及半导体结构的研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体结构的形成方法，且特别涉及一种浅沟槽隔离结构的形成方法与半导体结构的研磨方法。

背景技术

随着半导体技术的进步，元件的尺寸也不断地缩小。当元件的尺寸进入深亚微米的领域中，甚至更细微尺寸的范围，相邻的元件间发生短路的机率升高，因此元件与元件间的隔离变得相当重要。一般来说，元件间会加入一层隔离层，而现今较常使用的方法为浅沟槽隔离结构(shallow trenchisolation，STI)工艺。由于浅沟槽隔离结构往往是元件可靠度的重要关键，如漏电流的发生机率，因此浅沟槽隔离结构工艺在先进集成电路工艺技术中具有重要的地位。

通常，已知方法所形成的浅沟槽隔离结构的的表面会高于基底的表面，而使浅沟槽隔离结构与基底之间所形成的阶梯的高低落差相当大。此种阶梯状的落差将造成后续工艺的问题，进而影响元件的可靠度。

发明内容

本发明就是在提供一种可以降低沟槽隔离结构与基底间的高低落差的浅沟槽隔离结构的形成方法。

本发明就是在提供一种半导体结构的研磨方法，以提高所制作的元件的可靠度。

本发明提出一种浅沟槽隔离结构的形成方法，此方法包括在晶片的基底上形成掩模层。然后，移除未被掩模层覆盖的部分基底，以在基底中形成多个浅沟槽。接着，在基底上方形成介电层，且介电层填满浅沟槽中。之后，进行第一化学机械抛光工艺，以移除部分介电层。继之，进行第二化学机械抛光工艺，以移除部分介电层与部分掩模层，至介电层的表面低于掩模层的表面。其中，第二化学机械抛光工艺的研磨速率低于第一化学机械抛光工艺的研磨速率。另外，第二化学机械抛光工艺的介电层对掩模层的研磨选择比高于第一化学机械抛光工艺的介电层对掩模层的研磨选择比。随后，移除掩模层。

依照本发明的实施例所述，上述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，其中在形成掩模层之前，还包括在基底上形成垫层；且于移除掩模层之后，还包括移除垫层。

依照本发明的实施例所述，上述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，第一化学机械抛光工艺使用第一研浆，第二化学机械抛光工艺使用第二研浆，且第一研浆与第二研浆不同。

依照本发明的实施例所述，上述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，第一研浆为氧化铝型(Al₂O₃)研磨粒的研浆。

依照本发明的实施例所述，上述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，第二研浆为三氧化二铈(Ce₂O₃)型研磨粒的研浆。

依照本发明的实施例所述，上述的第一化学机械抛光工艺与第二化学机械抛光工艺所使用的研磨垫相同。

本发明提出半导体结构的研磨方法。此方法包括提供半导体基底，其上依序已形成有第一膜层与第二膜层。然后，以第一研磨速率，进行第一化学机械抛光工艺，以降低第二膜层的表面的最高点与最低点之间的高度差值。接着，以第二研磨速率，进行第二化学机械抛光工艺，使第二膜层的表面低于第一膜层的表面。其中，第二研磨速率小于第一研磨速率，且第二化学机械抛光工艺的第二膜层对第一膜层的研磨选择比高于第一化学机械抛光工艺的第二膜层对第一膜层的研磨选择比。

依照本发明的实施例所述，上述的半导体结构的研磨方法中，第一化学机械抛光工艺使用第一研浆，第二化学机械抛光工艺使用第二研浆，且第一研浆与第二研浆不同。

依照本发明的一实施例所述，上述半导体结构的研磨方法中，第一研浆为氧化铝型研磨粒的研浆。

依照本发明的实施例所述，上述的半导体结构的研磨方法中，第二研浆为三氧化二铈型研磨粒的研浆。

依照本发明的实施例所述，上述的半导体结构的研磨方法中，第一化学机械抛光工艺与第二化学机械抛光工艺所使用的研磨垫相同

依照本发明的一实施例所述，上述的半导体结构的研磨方法中，第一膜层例如是氮化硅层。第二膜层例如是氧化硅层。

本发明的浅沟槽隔离结构的形成方法中，将移除介电层的化学机械抛光工艺，分为研磨条件不同的第一化学机械抛光工艺与第二化学机械抛光工艺。首先进行的第一化学机械抛光工艺的选择比较低且研磨速率较高，可以提升晶片中心与边缘的介电层的厚度的均匀度。接着再进行的第二化学机械抛光工艺，可以使介电层的表面低于掩模层的表面。由于第二化学机械抛光工艺的的选择比较高且研磨速率较低，因此可以使得最后形成的浅沟槽隔离结构与基底之间的阶梯的高低落差减小。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明