[发明专利]CMP工艺缺陷检测方法和浅沟槽隔离的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种CMP工艺缺陷检测方法和浅沟槽隔离的制作方法。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺是在无尘室的大气环境中，利用机械力对晶片表面作用，在表面薄膜层产生断裂腐蚀的动力，同时由研磨液中的化学物质通过反应来增加其断裂腐蚀的效率，从而将晶片凹凸不平的表面平坦化。

目前，CMP工艺已经广泛用于非金属平坦化和金属连线平坦化的过程。其中，浅沟槽隔离平坦化(STI CMP)已成为制作器件之间绝缘隔离的关键技术。一般说来，制作STI的主要步骤包括：首先在晶片上刻蚀出浅沟槽，接着沉积隔离介质层填充沟槽、最后采用CMP工艺将晶片表面平坦化。

现有的一种STI CMP工艺如图1所示，衬底10表面具有有源区11和有源区之间的浅沟槽12，浅沟槽12外的衬底10表面具有抛光阻挡层13，所述抛光阻挡层13通常为氧化硅层，浅沟槽12和抛光阻挡层13上方覆盖有隔离介质层14，所述隔离介质层14通常为氧化硅层。

STI CMP工艺的目标是磨掉比抛光阻挡层13高的部分隔离介质层14，仅留下浅沟槽12内的部分隔离介质层14，从而实现平坦化。在抛光过程中，通过终点检测的方法，当研磨界面从隔离介质层14过渡到抛光阻挡层13的时候停止抛光。抛光阻挡层13的厚度决定了CMP工艺允许的过度抛光量，并使抛光过程不至于把衬底10的有源区11暴露并带来损伤。

化学机械抛光工艺中主要检测参数包括：磨除速率(Removal Rate)，研磨均匀性(Uniformity)以及缺陷量(Defect)。对于化学机械抛光而言，主要的缺陷种类包括表面小颗粒、表面刮伤、研磨剂残留等。这些缺陷将直接影响最终集成电路产品的良率。

由于引起缺陷的原因复杂多变，在实际生产过程中，准确、及时的发现缺陷及其产生的原因是改善良率的前提条件。对于表面划伤缺陷来说，一方面可能是由CMP工艺本身的研磨垫和研磨液导致，另一方面也可能由CMP工艺之前的其他工艺引起，因此，如何提供一种快速、准确确定缺陷种类的缺陷检测方法，成为改善CMP工艺可靠性、提高产能的关键。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种快速、准确确定缺陷产生原因的缺陷检测方法，改善CMP工艺可靠性并提高产能。

本发明解决的另一种问题是如何提供一种浅沟槽隔离的制作方法，能够改善工艺可靠性并提高产能。

为解决上述问题，本发明提供一种CMP工艺缺陷检测方法，包括：

提供基底，所述基底具有至少两个开口，所述开口之间具有半导体结构，所述半导体结构上具有研磨阻挡层；

在所述开口内的基底表面和研磨阻挡层上覆盖介质层；

进行CMP工艺去除所述研磨阻挡层之上的介质层，从而平坦化所述基底表面，然后去除所述研磨阻挡层；

在开口内覆盖介质层之前或者去除研磨阻挡层之后，测量所述半导体结构的关键尺寸；

检测CMP工艺后基底表面是否具有划痕缺陷，如果是，则进行下一步；

判断所述半导体结构的关键尺寸是否大于预设值，如果是，确定所述划痕缺陷由标记刻蚀过程引入。

所述判断半导体结构的关键尺寸是否大于预设值的步骤还包括：如果否，则确定所述划痕缺陷由CMP工艺本身引入。

所述开口为沟槽或通孔。

所述开口为浅沟槽，所述半导体结构为有源区。

所述关键尺寸是否大于预设值决定所述CMP工艺中是否采用反型掩膜层工艺。

所述反型掩膜层工艺包括以下步骤：

形成介质层之后，在所述介质层上形成反型掩膜层；

在所述反型掩膜层中形成所述半导体结构的图案；

以具有半导体结构图案的反型掩膜层为刻蚀阻挡层，刻蚀所述介质层；

去除所述反型掩膜层。

所述反型掩膜层中的半导体结构的图案相对于半导体结构具有缩减尺寸，所述预设值为光刻胶缩减尺寸的两倍。

所述测量半导体结构的关键尺寸采用非破坏式的测量方法。

还提供一种浅沟槽隔离的制作方法，包括以下步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有多个有源区。

在所述半导体衬底表面形成研磨阻挡层。

在所述半导体衬底内多个有源区之间形成浅沟槽。

在所述浅沟槽内和研磨阻挡层上的半导体衬底表面形成介质层。