[发明专利]一种应用于FINFET结构的化学机械研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种应用于FINFET结构的化学机械研磨方法。

背景技术

FinFET称为鳍式场效晶体管(Fin Field-Effect Transistor；FinFET)是一种新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管。Fin是鱼鳍的意思，FinFET命名根据晶体管的形状与鱼鳍的相似性。

目前，现有技术通过CMP形成FinFET，在第一步常规STI（shallow trench isolation浅沟道隔离）-CMP完成以后，第二步利用dry etch（干法刻蚀）刻蚀掉一定量的oxide（氧化物），第三步利用H3PO4去除有源区上的Nitride（氮化物），第四部利用wet etch（湿法刻蚀）刻蚀掉一定量的oxide，最终形成FinFET结构。

这种集成方案在Nitride remove（氮化物去除）时，由于FinFET结构有源区CD很小，H3PO4液很难进入狭小空间，可能导致Nitride残留，去除不完全；并且在第四步利用湿法刻蚀去除一定量的STI区域的Oxide时，也会对有源区上的Oxide造成侵蚀。这种缺陷在技术节点达到20nm及以下是无法容忍的。

专利CN101097956公开了一种FINFET结构及FINFET结构的制作方法。该方法包括：在硅基片顶表面形成硅鳍片；在鳍片的相对侧壁上形成栅极电介质；在鳍片的沟道区域上形成栅电极,栅电极与位于鳍片的相对侧壁上的栅极电介质层形成直接的物理接触；在鳍片内沟道区域的第一面上形成第一源/漏区,在鳍片内沟道区域的第二面上形成第二源/漏区；从至少部分第一和第二源/漏区下方去除部分基片以形成空隙；用电介质材料填充空隙；本结构还包括FINFET的硅体与基片之间的体接触。但该专利存在氮化物去除缺陷问题。

专利CN103383961A公开了一种FinFET结构及制造方法，采用呈三棱柱状的鳍形沟道区替代长方体状的鳍形沟道区，其凸出的两面形成相对的晶面晶向结构，减少载流子散射效应，提高电荷存储能力，受到栅极的控制时更容易构造出鳍形沟道区全耗尽结构，彻底切断沟道的导电通路，从而提高FinFET器件的驱动电流，适用于更小尺寸和更高驱动电流的FinFET器件的制造。但该专利任然存在氮化物去除缺陷问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种应用于FINFET结构的化学机械研磨方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种应用于FINFET结构的化学机械研磨方法，其中，包括以下步骤：

步骤1，提供待研磨晶圆，所述晶圆的STI区域由底部至顶部依次设有缓冲垫氧化层、氮化硅和氧化物，所述晶圆的其他区域由底部至顶部依次设有缓冲垫氧化层和氧化物层，位于STI区域的缓冲垫氧化层的顶部高于其他区域中的缓冲垫氧化层的顶部；

步骤2，研磨掉氮化硅上的氧化物；

步骤3，研磨氧化物和氮化硅，并收集电机的扭矩电流信号；

步骤4，当扭矩电流信号突变时，抓取研磨终点，停止在缓冲垫氧化层上；

步骤5，予以一定量的过研磨时间，完成研磨，形成FinFET结构。

所述的应用于FINFET结构的化学机械研磨方法，其中，所述步骤2包括：

步骤2.1，采用固定研磨时间对氧化物研磨；

步骤2.2，采用高选择比研磨液对氧化物进行研磨。

所述的应用于FINFET结构的化学机械研磨方法，其中，所述步骤2.2中包括研磨氧化物，并收集电机的扭矩电流信号，当扭矩电流信号突变时，抓取研磨终点，停止在氮化硅上。

所述的应用于FINFET结构的化学机械研磨方法，其中，所述步骤3中通过低选择比研磨液对氧化物和氮化硅进行研磨。

所述的应用于FINFET结构的化学机械研磨方法，其中，所述步骤1中的缓冲垫氧化层通过等离子体增强化学气相沉积法形成。

所述的应用于FINFET结构的化学机械研磨方法，其中，所述步骤1中的缓冲垫氧化层通过原子层沉积法形成。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明的方法简便易行，利用化学机械研磨可以完全去除氮化硅，并停止在缓冲垫氧化层上，达到无需湿法对氮化硅的去除，无需湿法/干法刻蚀对氧化物的去除的效果。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明实施例研磨氧化物的结构示意图；