[发明专利]半导体装置、半导体结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种半导体装置、半导体结构的形成方法。

背景技术

随着超大规模集成电路ULSI（Ultra Large Scale Integration）的飞速发展，集成电路工艺制作工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用采用多层布线技术利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成度。但是多层布线技术的应用会造成硅片表面的起伏不平，对图形制作极其不利。为此，要在大直径硅片上实现多层布线结构，首先就要实现每一层都具有很高的全局平整度，即要求对多层布线互连结构中的导体、层间介质层、金属、硅氧化物、氮化物等进行平坦化(Planarization)处理。

目前，化学机械研磨（CMP，Chemical Mechanical Polishing）是达成全局平坦化的最佳方法，尤其在半导体工艺进入亚微米领域后，化学机械研磨已成为一种不可或缺的制作工艺技术。

化学机械研磨（CMP）是通过晶片与研磨头之间的相对运动来平坦化晶片上的待研磨层。为了获得较精确的化学机械研磨后的待研磨层厚度，现有技术通常采用形成研磨停止层的方法、终点检测技术或者设定研磨时间等来判断研磨是否达到终点，但是这种方法形成的待研磨层的厚度的精度仍有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是怎样提高形成的介质层的厚度的精度。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体装置，包括：第一沉积单元，基于第一沉积指令，沉积介质层；化学机械研磨单元，基于研磨指令，对介质层进行平坦化；第二沉积单元，基于第二沉积指令，沉积补偿介质层；测量单元，基于测量指令，测量介质层的厚度或者介质层和补偿介质层的总厚度，并将厚度测量值反馈给控制单元；控制单元，用于发出第一沉积指令、研磨指令和测量指令；并根据厚度测量值，判断介质层的厚度或者介质层和补偿介质层的总厚度是否达到目标厚度，若未到达目标厚度，发出第二沉积指令。

可选的，还包括，传输单元，用于在第一沉积单元、第二沉积单元、化学机械研磨单元和测量单元之间传输晶圆。

可选的，所述控制单元还用于发出传输指令，所述传输单元基于传输指令传输晶圆。

可选的，所述第二沉积指令中包括待沉积的补偿介质层的厚度信息。

可选的，所述待沉积的补偿介质层的厚度为介质层的厚度或者介质层和补偿介质层的总厚度与目标厚度之间的差异值。

可选的，所述第二沉积单元中包括写入单元，第二沉积单元在接收到第二沉积指令时，所述写入单元根据待沉积的补偿介质层的厚度修改第二沉积单元中的沉积菜单。

可选的，所述第二沉积单元根据修改后的沉积菜单沉积补偿介质层。

可选的，所述第二沉积单元的沉积精度大于第一沉积单元的沉积精度。

可选的，所述第二沉积单元为原子层沉积装置。

本发明还提供了一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成介质层；采用化学机械研磨工艺平坦化所述介质层；进行测量步骤，测量平坦化后的介质层厚度；判断测量的介质层厚度是否达到目标厚度，若平坦化后的介质层的厚度未达到目标厚度，获得测量的介质层的厚度与目标厚度的差异值，并基于该差异值进行沉积步骤，在平坦化后的介质层上形成第一补偿介质层；若平坦化后的介质层的厚度达到目标厚度，则结束。

可选的，还包括：进行测量步骤，测量所述第一补偿介质层和平坦化后的介质层的总厚度；判断测量的总厚度是否达到目标厚度，若总厚度未达到目标厚度，则进行沉积步骤，在第一补偿介质层上形成第二补偿介质层；若总厚度达到目标厚度，则结束。

可选的，还包括：交替进行测量步骤、判断步骤、沉积步骤，直至介质层和补偿介质层的总厚度达到目标厚度。

可选的，若总厚度未达到目标厚度，获得测量的总厚度与目标厚度的差异值，并基于该差异值进行沉积步骤，，在第一补偿介质层上形成第二补偿介质层。

可选的，所述第一补偿介质层和第二补偿介质层的材料与介质层的材料相同。

可选的，形成第一补偿介质层和第二补偿介质层的沉积工艺为原子层沉积工艺。

可选的，采用化学机械研磨工艺平坦化所述介质层后，平坦化后的介质层的厚度小于或等于目标厚度。

可选的，所述平坦化后的介质层厚度小于目标厚度的值为0～500埃。

可选的，所述第一补偿介质层的厚度等于差异值。