專利名稱：消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝，尤其涉及一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法。
背景技術(shù)：
在集成電路蓬勃發(fā)展的今天，元件縮小化與集成化是必然的趨勢(shì)，也是各界積極 發(fā)展的重要課題。當(dāng)元件尺寸逐漸縮小，集成度(Integration)逐漸提高，元件間的隔離結(jié) 構(gòu)也必須縮小，因此元件隔離技術(shù)困難度也逐漸增高。元件隔離有利于區(qū)域氧化法(Local Oxidation, LOCOS)來形成的場(chǎng)氧化層(FieldOxide)，由于場(chǎng)氧化層受限于其外形的鳥嘴 (Birds Beak)特征，要縮小其尺寸實(shí)有困難。有鑒于此，已有其他元件隔離方法持續(xù)被發(fā)展 出來，其中以淺溝道隔離(Shallow Trench Isolation, STI)最被廣泛應(yīng)用，尤其應(yīng)用于次 半微米(Sub-half Micron)的集成電路制作工藝中。 淺溝道隔離的制造， 一般使用氮化硅作為硬掩膜，以各向異性(ani sotropy)蝕刻 法在半導(dǎo)體基底上定義陡峭的溝槽，之后再將溝槽填滿氧化物，形成氧化物插塞，以作為元 件淺溝道隔離結(jié)構(gòu)，這樣制作，往往會(huì)在氧化硅插塞邊緣形成凹陷部分，而產(chǎn)生所謂的角落 效應(yīng)(Corner Effect)。在后續(xù)的制造過程中，例如利用離子注入形成源極與漏極時(shí)，此一 邊緣角落將會(huì)積累電荷，引起晶體管通道中不正常的次臨限電流(Subthreshold Current) 而導(dǎo)致頸結(jié)效應(yīng)(KinkEffect)，使得晶體管無法正常運(yùn)作。0. 13微米以下的元件例如CMOS 器件中，NM0S晶體管和PM0S晶體管之間的隔離均采用淺溝道隔離(STI)工藝形成，圖1為 淺溝道隔離結(jié)構(gòu)示意圖，在這種工藝中，先在襯底100上形成淺溝道，元件之間用刻蝕的溝 槽130隔開，然后在溝槽側(cè)壁和底部形成襯墊氧化層IIO，再利用化學(xué)氣相沉淀(CVD)在淺 溝道中填入絕緣介質(zhì)，例如氧化硅。在填入絕緣介質(zhì)以后，沉淀致密且硬度較高的氧化硅層 刻蝕停止層120，然后用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)的方法研磨上述填充的絕緣物質(zhì)使溝槽表面 平坦化。 淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造工藝中，在半導(dǎo)體基底材料上形成溝槽130后，隔離溝槽 的側(cè)壁在后續(xù)的工藝步驟(如熱氧化工藝)中發(fā)生氧化，其結(jié)果造成隔離溝槽基底的體積 膨脹，因而引發(fā)溝槽側(cè)壁與絕緣填充物150之間的應(yīng)力問題，在淺溝槽內(nèi)形成襯墊氧化層 110后，襯墊材料與絕緣填充物150之間也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。而且應(yīng)力較為集中的部位多位于溝 槽130與襯底100表面相連接的拐角部140處，如圖1所示。當(dāng)器件的特征尺寸進(jìn)入到65 納米以及65納米以下的工藝節(jié)點(diǎn)后，元件的密集程度越來越高，元件之間的空間距離變得 非常微小，這種應(yīng)力會(huì)改變溝槽兩側(cè)NMOS和PMOS的溝道晶格結(jié)構(gòu)，影響載流子濃度，導(dǎo)致 載流子的遷移率的改變，增加了產(chǎn)生漏電流的機(jī)會(huì)。 化學(xué)機(jī)械研磨法是提供超大規(guī)模(VLSI)或特大規(guī)模集成(ULSI)工藝過程的"全 面性平坦化"的一種技術(shù)，這種技術(shù)是利用類似"磨具"的機(jī)械式研磨遠(yuǎn)離，配合適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué) 助劑，把晶片表面高低起伏不一的輪廓加以磨平的平坦化技術(shù)。圖2表示化學(xué)機(jī)械研磨平 坦化工藝過程的設(shè)備簡(jiǎn)圖，在圖2中，一個(gè)用來進(jìn)行晶片14研磨的研磨臺(tái)10，以及一個(gè)用來抓住被研磨晶片14的握柄16所組成。其中，握柄16抓住晶片14的背面，然后，把晶片14的正面壓在鋪有一層研磨墊12的研磨臺(tái)10上，以進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨。當(dāng)化學(xué)機(jī)械研磨在進(jìn)行時(shí)，研磨臺(tái)10和握柄16均順著一定的方向旋轉(zhuǎn)，而且在研磨時(shí)，用來幫助化學(xué)機(jī)械研磨進(jìn)行的化學(xué)助劑(圖中未示)，持續(xù)不停地供應(yīng)到研磨臺(tái)10上，即利用化學(xué)助劑所提供的化學(xué)反應(yīng)，以及晶片14在研磨臺(tái)IO上所承受的機(jī)械研磨，把晶片14上凸出的沉積層一步一步地加以去除。目前，研磨臺(tái)IO對(duì)晶片14表面施加的研磨壓力為4磅/平方英寸，而研磨臺(tái)10的旋轉(zhuǎn)速度為110轉(zhuǎn)/分鐘，握柄16的旋轉(zhuǎn)速度為108轉(zhuǎn)/分鐘，兩者轉(zhuǎn)向相反，這樣可以以較短的時(shí)間將晶片研磨好，但是，在這種研磨壓力和旋轉(zhuǎn)速度下，角落效應(yīng)卻十分的明顯，這是因?yàn)檩^大的研磨壓力和較快的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)增大溝槽側(cè)壁與絕緣填充物之間的應(yīng)力，因此，要避免在研磨過程中產(chǎn)生角落效應(yīng)，就必須減小溝槽側(cè)壁與絕緣填充物之間的應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的研磨過程發(fā)生淺溝道隔離的角落效應(yīng)從而導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷的問題，本發(fā)明提供一種在研磨過程中避免角落效應(yīng)從而保證產(chǎn)品良率的研磨方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法，包括將晶片放置于研磨臺(tái)上，用一握柄抓住所述晶片，所述研磨臺(tái)與所述晶片表面之間的研磨壓力為1. 9至2. 1磅/平方英寸，所述研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度為71至75轉(zhuǎn)/分鐘，所述握柄旋轉(zhuǎn)速度為65至69轉(zhuǎn)/分鐘。 可選的，所述研磨壓力為2磅/平方英寸。
可選的，所述研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度為73轉(zhuǎn)/分鐘。
可選的，所述握柄旋轉(zhuǎn)速度為67轉(zhuǎn)/分鐘。
可選的，所述研磨臺(tái)和所述握柄的旋轉(zhuǎn)方向相反。 本發(fā)明消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法的有益技術(shù)效果為本發(fā)明在研磨過程中通過減小研磨的壓力以及降低研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度和握柄的旋轉(zhuǎn)速度，從而減小了晶片內(nèi)的溝槽側(cè)壁與絕緣填充物之間的應(yīng)力，避免了在研磨過程中產(chǎn)生角落效應(yīng)。


圖1為淺溝道隔離結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為化學(xué)機(jī)械研磨平坦化工藝過程的設(shè)備簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 在背景技術(shù)中提到的角落效應(yīng)的危害很大，例如利用離子注入形成源極與漏極時(shí)，此一邊緣角落將會(huì)積累電荷，引起晶體管通道中不正常的次臨限電流而導(dǎo)致頸結(jié)效應(yīng)，使得晶體管無法正常運(yùn)作，目前在研磨過程中，由于一些研磨參數(shù)的設(shè)置的不恰當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致角落效應(yīng)的產(chǎn)生。 如圖2所示，為了避免上述問題的發(fā)生，本發(fā)明提出一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法，包括將晶片14放置于研磨臺(tái)10的研磨墊12上，用一握柄16抓住所述晶片14并將其按壓在研磨墊12上，所述研磨臺(tái)10與所述晶片14表面之間的研磨壓力為1. 9至2. 1磅/平方英寸，優(yōu)選的，所述研磨壓力為2磅/平方英寸，所述研磨臺(tái)10旋轉(zhuǎn)速度為71至75轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選的，所述研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度為73轉(zhuǎn)/分鐘，所述握柄16旋轉(zhuǎn)速度為65至69轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選的，所述握柄旋轉(zhuǎn)速度為67轉(zhuǎn)/分鐘，所述研磨臺(tái)和所述握柄的旋轉(zhuǎn)方向相反。 新的研磨壓力是原先研磨壓力的一半左右，而研磨速度也較原先的研磨速度大大的減慢，這樣的操作，研磨時(shí)間大概會(huì)是原先研磨時(shí)間的2倍左右，但是在研磨過程，由于壓力和轉(zhuǎn)速的減小，晶片中溝槽側(cè)壁與絕緣填充物之間的應(yīng)力也相應(yīng)的減小很多，從而能夠有效的避免角落損壞，也避免了產(chǎn)品不必要的缺陷的發(fā)生，從而提高了產(chǎn)品的良率。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法，包括將晶片放置于研磨臺(tái)上，用一握柄抓住所述晶片，其特征在于所述研磨臺(tái)與所述晶片表面之間的研磨壓力為1.9至2.1磅/平方英寸，所述研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度為71至75轉(zhuǎn)/分鐘，所述握柄旋轉(zhuǎn)速度為65至69轉(zhuǎn)/分鐘。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法，其特征在于所述 研磨壓力為2磅/平方英寸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法，其特征在于所述 研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度為73轉(zhuǎn)/分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法，其特征在于所述 握柄旋轉(zhuǎn)速度為67轉(zhuǎn)/分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法，其特征在于所述 研磨臺(tái)和所述握柄的旋轉(zhuǎn)方向相反。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種消除淺溝道隔離中角落效應(yīng)的研磨方法，包括將晶片放置于研磨臺(tái)上，用一握柄抓住所述晶片，所述研磨臺(tái)與所述晶片表面之間的研磨壓力為1.9至2.1磅/平方英寸，所述研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度為71至75轉(zhuǎn)/分鐘，所述握柄旋轉(zhuǎn)速度為65至69轉(zhuǎn)/分鐘，本發(fā)明減小了研磨壓力并減慢了研磨時(shí)旋轉(zhuǎn)的速度，從而有效地避免了淺溝道隔離中角落效應(yīng)的問題的發(fā)生。
文檔編號(hào)H01L21/762GK101786260SQ20091004593
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者鄧永平 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司