一種半導(dǎo)體器件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包括：步驟S101：提供包括淺溝槽隔離和鰭片的半導(dǎo)體襯底；步驟S102：在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極絕緣層；步驟S103：在所述柵極絕緣層上形成多晶硅層；步驟S104：在所述多晶硅層的內(nèi)部形成停止層；步驟S105：對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行CMP，去除所述多晶硅層位于所述停止層上方的部分；步驟S106：對(duì)所述停止層進(jìn)行CMP，去除所述停止層。該方法通過(guò)在多晶硅層內(nèi)部形成停止層，使得可以利用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法對(duì)多晶硅層進(jìn)行CMP，因而可以很好地控制經(jīng)過(guò)CMP處理后保留的多晶硅層的厚度和均一性。
【專利說(shuō)明】一種半導(dǎo)體器件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】中，當(dāng)半導(dǎo)體工藝發(fā)展到20nm及以下工藝節(jié)點(diǎn)，為了在單位面積上制造更多的晶體管，鰭型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin FET)將得到廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，在應(yīng)用鰭型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin FET)的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程中，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝往往被大量使用，比如對(duì)虛擬多晶娃層(du_y poly)進(jìn)行CMP等。在相關(guān)半導(dǎo)體器件制程中，在形成多晶硅層之后，需要對(duì)其進(jìn)行CMP以最終獲得厚度均一的柵極，然而，由于多晶硅層內(nèi)部并不存在停止層(stop layer)結(jié)構(gòu)，無(wú)法使用光學(xué)端點(diǎn)控制(optical endpoint control)的方法進(jìn)行CMP,因此,在CMP的過(guò)程中往往很難控制多晶硅的厚度和均一性。
[0004]下面，結(jié)合圖1A至圖1D，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中在Fin FET工藝中對(duì)多晶硅進(jìn)行CMP的方法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。其中，圖1A至圖1D為各工藝完成后形成的圖案的剖視圖。現(xiàn)有技術(shù)中在Fin FET工藝中對(duì)多晶硅進(jìn)行CMP的方法，一般包括如下步驟:
[0005]步驟El:提供半導(dǎo)體襯底100，該半導(dǎo)體襯底100上形成有淺溝槽隔離(STI) 101和鰭片(Fin) 102，并且，STI 101上形成有凹槽結(jié)構(gòu)(recess) 1011，如圖1A所示。
[0006]該半導(dǎo)體襯底100分為器件密集區(qū)(Pattern dense)和器件非密集區(qū)(PatternIso)，如圖1A中虛線左右兩個(gè)區(qū)域，其中位于虛線左側(cè)的為器件密集區(qū)，位于虛線右側(cè)的為器件非密集區(qū)。
[0007]其中，STI 101的材料為氧化物；鰭片(Fin) 102的材料為硅。
[0008]步驟E2:在所述半導(dǎo)體襯底100上形成一層?xùn)艠O絕緣層103。形成的圖形，如圖1B所示。
[0009]其中，柵極絕緣層103可以為氧化物。
[0010]步驟E3:在半導(dǎo)體襯底100上沉積多晶娃層(也稱虛擬多晶娃層，即dummy poly)1040，形成的圖形如圖1C所示。
[0011]由于半導(dǎo)體襯底100的表面形貌的影響，沉積形成的多晶硅層1040在器件密集區(qū)和器件非密集區(qū)會(huì)存在一定的高度差(記作hl)，如圖1C所示。
[0012]一般而言，高度差hi取決于多晶硅的沉積過(guò)程。如果STI 101的凹槽的深度為 (即Fin 102高于STI 101的高度為60()人)并且多晶硅為均勻沉積，那么，形成的器
件密集區(qū)和非密集區(qū)的高度差hi大約為500 Ati。
[0013]步驟E4:對(duì)多晶硅層1040進(jìn)行CMP，形成平坦化的多晶硅層104。形成的圖形，如圖1D所示。
[0014]在步驟E4中，由于多晶硅層1040內(nèi)部并不存在停止層結(jié)構(gòu)，無(wú)法使用光學(xué)端點(diǎn)控制(optical endpoint control)的方法進(jìn)行CMP,因此,最終的多晶娃層1040的厚度和均一性往往很難控制。這將嚴(yán)重影響該使用Fin FET的半導(dǎo)體器件的良率和電學(xué)特性。
[0015]因此，為了解決上述問(wèn)題，需要提出一種新的半導(dǎo)體器件的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括:
[0017]步驟SlOl:提供包括淺溝槽隔離和鰭片的半導(dǎo)體襯底；
[0018]步驟S102:在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極絕緣層；
[0019]步驟S103:在所述柵極絕緣層上形成多晶硅層；
[0020]步驟S104:在所述多晶硅層的內(nèi)部形成停止層；
[0021]步驟S105:對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行CMP，去除所述多晶硅層位于所述停止層上方的部分；
[0022]步驟S106:對(duì)所述停止層進(jìn)行CMP，去除所述停止層。
[0023]其中，所述停止層的材料為氧化硅、碳化硅或氮化硅。
[0024]其中，所述步驟S104包括:
[0025]步驟S1041:對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行氧離子注入，在所述多晶硅層內(nèi)形成一層氧離子注入層；
[0026]步驟S1042:對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行熱退火，以在所述氧離子注入層的位置形成
氧化硅層。
[0027]其中，在所述步驟S1041中，在進(jìn)行所述氧離子注入時(shí)，離子注入的深度為500 1000人,劑量為約1017011-2。
[0028]其中，在所述步驟S1042中，所述熱退火的溫度為約1000°C。
[0029]其中，在所述步驟S105中，對(duì)多晶硅層化學(xué)機(jī)械拋光采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法進(jìn)行控制。
[0030]其中，在所述步驟S105中，所述CMP僅去除所述多晶硅層位于所述停止層上方的部分而不對(duì)所述停止層造成破壞。
[0031]其中，在所述步驟S106中，對(duì)所述停止層化學(xué)機(jī)械拋光采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法進(jìn)行控制。并且，化學(xué)機(jī)械拋光僅去除所述停止層而不對(duì)所述停止層下方的多晶硅層造成破壞。
[0032]其中，在所述步驟S106中，所述CMP采用氧化鈰基漿料作為研磨料，且所述研磨料對(duì)氧化硅與多晶硅的選擇比大于等于10。
[0033]其中，在所述步驟SIOI中，所述鰭片的高度為500IOOOA；
[0034]其中，在所述步驟SlOl中，所述鰭片的高度為500?700人。
[0035]其中，在所述步驟S103中，所述多晶硅的厚度為20004000人。
[0036]其中，在所述步驟S103中，形成所述多晶硅的方法為CVD。
[0037]其中，在所述步驟S103中，形成所述多晶硅的方法為CVDHARP。
[0038]其中，所述半導(dǎo)體襯底包括器件密集區(qū)和器件非密集區(qū)；
[0039]在所述步驟S103中形成的所述多晶硅層在所述器件密集區(qū)和器件非密集區(qū)具有
高度差；[0040]在所述步驟S103與步驟S104之間還包括:對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行CMP以減小所述
高度差的步驟。
[0041]其中，在對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行CMP以減小所述高度差的步驟中，采用氧化鈰基漿料作為CMP的研磨料。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法，通過(guò)在多晶硅層內(nèi)部形成停止層，使得可以利用光學(xué)端點(diǎn)控制(optical endpoint control)的方法對(duì)多晶娃層進(jìn)行CMP,因而可以很好地控制經(jīng)過(guò)CMP處理后保留的多晶硅層的厚度和均一性，進(jìn)而保證了使用Fin FET的半導(dǎo)體器件的良率和電學(xué)特性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0043]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
[0044]附圖中:
[0045]圖1A-圖1D為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件的制造方法各步驟形成的圖形的剖視圖；
[0046]圖2A-圖2H為本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法各步驟形成的圖形的剖視圖；
[0047]圖3為本發(fā)明提出的一種半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0049]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開(kāi)徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0050]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诰娱g的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
[0051]空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之
上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀?。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。
[0052]在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該規(guī)格書(shū)中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。
[0053]這里參考作為本發(fā)明的理想實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的橫截面圖來(lái)描述發(fā)明的實(shí)施例。這樣，可以預(yù)期由于例如制造技術(shù)和/或容差導(dǎo)致的從所示形狀的變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)局限于在此所示的區(qū)的特定形狀，而是包括由于例如制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，顯示為矩形的注入?yún)^(qū)在其邊緣通常具有圓的或彎曲特征和/或注入濃度梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元改變。同樣，通過(guò)注入形成的埋藏區(qū)可導(dǎo)致該埋藏區(qū)和注入進(jìn)行時(shí)所經(jīng)過(guò)的表面之間的區(qū)中的一些注入。因此，圖中顯示的區(qū)實(shí)質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并不意圖顯示器件的區(qū)的實(shí)際形狀且并不意圖限定本發(fā)明的范圍。
[0054]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0055]下面，參照?qǐng)D2A-圖2H和圖3來(lái)描述本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法一個(gè)示例性方法的詳細(xì)步驟。其中，圖2A-圖2H示出了本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法的各步驟的形成的圖形的示意性剖面圖；圖3為本發(fā)明提出的一種半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。
[0056]本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法，具體包括如下步驟:
[0057]步驟1:提供形成有淺溝槽隔離(STI)201和鰭片(Fin)202的半導(dǎo)體襯底200。并且，在STI 201上形成有凹槽(recess) 2011。形成的圖形，如圖2A所示。形成鰭片(Fin)202的方法，可以為對(duì)該半導(dǎo)體襯底200進(jìn)行刻蝕，以在STI201上形成凹槽(recess) 2011同時(shí)形成Fin 202。
[0058]其中，圖2A中示出的STI 201低于Fin 202的部分，均為STI 201的凹槽2011。在本發(fā)明實(shí)施例中，形成凹槽2011的方法可以為干法刻蝕。
[0059]在本發(fā)明實(shí)施例中，F(xiàn)in 202的高度為500?丨000人，優(yōu)選為500-.-700人。其中，F(xiàn)in 202的高度，指高于淺溝槽隔離(STI) 201的高度。
[0060]該半導(dǎo)體襯底200包括器件密集區(qū)(Pattern dense)和器件非密集區(qū)(PatternIso)，如圖2A中虛線左右兩個(gè)區(qū)域，其中位于虛線左側(cè)的為器件密集區(qū)，位于虛線右側(cè)的為器件非密集區(qū)。
[0061]其中，STI 201的材料為氧化物；鰭片(Fin) 202的材料為硅。
[0062]作為示例，在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底200選用單晶硅材料構(gòu)成，半導(dǎo)體襯底200上還可以包括其他結(jié)構(gòu)，此處不再贅述。形成上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底的工藝步驟已經(jīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)，在此不再詳細(xì)加以描述。[0063]步驟2:在所述半導(dǎo)體襯底200上形成一層?xùn)艠O絕緣層203。形成的圖形，如圖2B所示。
[0064]其中，柵極絕緣層203可以為氧化物。柵極絕緣層203覆蓋鰭片202以及半導(dǎo)體襯底200表面的其他區(qū)域。
[0065]步驟3:在半導(dǎo)體襯底200上沉積多晶娃層(也稱虛擬多晶娃層，即dummy poly)2040。形成的圖形，如圖2C所示。
[0066]在本實(shí)施例中，由于半導(dǎo)體襯底200的表面形貌的影響，沉積形成的多晶硅層2040在器件密集區(qū)和器件非密集區(qū)會(huì)存在一定的高度差(記作hl)，如圖2C所示。
[0067]一般而言，高度差hi取決于多晶硅的沉積過(guò)程。如果STI 201的凹槽的深度為
600Λ (即Fin 202高于STI 201的高度為6G0人)，并且多晶硅為均勻沉積，那么，形成的器件密集區(qū)和非密集區(qū)的高度差hi大約為500人。
[0068]示例性地，在本實(shí)施例中，形成該多晶硅2040的方法為化學(xué)氣相沉積(CVD);優(yōu)選地，形成多晶娃2040的方法為CVD HARPCHigh Aspect Ratio Process,即高深寬比工藝)，即，高深寬比化學(xué)氣相沉積。該工藝具有更好的填充性能和工藝延伸性。多晶硅2040的厚
度為2000?3000人。
[0069]當(dāng)然，如果采用其他方法形成多晶硅層2040，多晶硅層2040的表面可能比較平坦，并不存在上述的高度差hi。
[0070]步驟4:對(duì)半導(dǎo)體襯底200上的多晶硅層2040進(jìn)行第一次CMP處理。該步驟的目的在于減小器件密集區(qū)與器件非密集區(qū)之間的高度差，使多晶硅層2040的表面初步平坦化。
[0071]經(jīng)過(guò)該步驟，器件密集區(qū)與器件非密集區(qū)之間的高度差減小為h2。形成的圖形，如圖2D所示。本實(shí)施例中，優(yōu)選采用氧化鋪基衆(zhòng)料(Ceria based slurry)作為CMP的研磨料，采用該研磨料，可以使研磨更充分，研磨后器件密集區(qū)與非密集區(qū)之間的高度差更小。經(jīng)過(guò)研磨，h2大約減小至hi的十分之一。
[0072]在本發(fā)明中，如果步驟3中形成的多晶硅層2040的表面是平坦的，則可以省略步驟4。在本發(fā)明中，使多晶硅層2040的表面初步平坦化，是為了便于后續(xù)步驟可以形成高度(相對(duì)于多晶硅層2040的下表面)一致的停止層，以實(shí)現(xiàn)更好的CMP效果。
[0073]步驟5:對(duì)半導(dǎo)體襯底200 (具體而言，指多晶硅層2040)進(jìn)行氧離子注入處理，在多晶娃層2040內(nèi)形成一層氧離子注入層205。形成的圖形,如圖2E所不。
[0074]在本實(shí)施例中，在進(jìn)行氧離子注入處理時(shí)，離子注入深度(depth)為
50CK1000人,離子注入的劑量(dose)為1017cm_2。其中，離子注入的深度可以通過(guò)控制注入的離子的能量來(lái)精確控制；在本實(shí)施例中，注入的離子的能量可以設(shè)定為lOOkeV。
[0075]在本實(shí)施例中，離子注入的深度，根據(jù)擬最終保留的多晶硅層的厚度進(jìn)行設(shè)定，如
最終擬保留的多晶娃層的厚度為丨OGG人,則尚子注入深度應(yīng)設(shè)定為多晶娃層2040的厚度
(從多晶硅層的最低點(diǎn)起算)減去igggA。也就是說(shuō)，離子注入層205的下表面到所述多晶硅層2040的下表面的距離，為最終保留的多晶硅層的厚度。
[0076]步驟6:對(duì)半導(dǎo)體襯底200進(jìn)行熱退火，以在氧離子注入層205的位置形成氧化硅層205’。形成的圖形，如圖2F所示。
[0077]在本步驟中，通過(guò)熱退火處理對(duì)氧離子注入層205進(jìn)行活化，使得氧離子注入層205與多晶娃層2040進(jìn)行反應(yīng),可以在氧離子注入層205形成氧化娃層205’。
[0078]在本實(shí)施例中，熱退火的溫度為大約1000°C，持續(xù)的時(shí)間為幾分鐘。
[0079]其中，在本實(shí)施例中，通過(guò)步驟5和步驟6形成了氧化硅層205 ’。由于多晶硅與氧化硅之間的反射率差異較大，一般而言，硅(例如多晶硅)的反射率為0.234，而氧化硅的反射率為0.034，即多晶硅與氧化硅之間的反射率之比大約為7 ;因此，氧化硅層205’可以作為采用光學(xué)端點(diǎn)控制方法進(jìn)行CMP的停止層，于是，本實(shí)施例可以在后續(xù)采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法對(duì)位于氧化硅層上方的多晶硅層2040進(jìn)行CMP處理，這就可以保證能夠很好地控制最終保留的多晶硅層的厚度和均一性。
[0080]在本發(fā)明實(shí)施例中，還可以通過(guò)步驟5和6所述的方式之外的其他方式在多晶硅層2040中形成停止層，比如形成氮化硅層或碳化硅層作為停止層，以實(shí)現(xiàn)利用光學(xué)端點(diǎn)控制方法對(duì)多晶硅層2040進(jìn)行CMP。關(guān)于停止層，只要采用透光且對(duì)多晶硅CMP有選擇比的材料均可以，在此并不進(jìn)行限定。在本發(fā)明中，僅需保證形成適于采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法進(jìn)行CMP的停止層即可，并不對(duì)形成停止層的方法進(jìn)行限定。當(dāng)然，即使不采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法進(jìn)行CMP，由于停止層的存在，也將使CMP更容易控制。
[0081]步驟7:對(duì)半導(dǎo)體襯底200上的多晶硅層2040進(jìn)行第二次CMP處理，去除多晶硅層2040位于氧化硅層205’(即停止層)上方的部分。其中，第二次CMP采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，以更好地控制CMP使得恰好精確地去除多晶硅層2040位于氧化硅層205’ (BP停止層)上方的部分，即第二次CMP停止于停止層的上表面。形成的圖形，如圖2G所示。
[0082]由于多晶硅與氧化硅之間的反射率差異較大，一般而言，硅(例如多晶硅)的反射率為0.234，而氧化硅的反射率為0.034，即多晶硅與氧化硅之間的反射率之比大約為7 ;因此，可以采用氧化硅層205’作為采用光學(xué)端點(diǎn)控制方法進(jìn)行CMP的停止層，采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法對(duì)位于氧化硅層205’上方的多晶硅層2040進(jìn)行CMP處理，能夠很好地控制要去除的多晶硅層的厚度(即所述CMP可以僅去除多晶硅層2040位于作為停止層的氧化硅層205’上方的部分而不對(duì)氧化硅層205’造成破壞)，進(jìn)而保證了最終保留的多晶硅層的厚度和均一性。
[0083]步驟8:對(duì)半導(dǎo)體襯底200進(jìn)行CMP處理，去除氧化硅層205’(即停止層)。在本步驟中，通過(guò)去除氧化硅層205’，獲得了最終擬保留的多晶硅層204。形成的圖形，如圖2H所示。
[0084]在本步驟中，可以通過(guò)控制CMP工藝，比如采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法進(jìn)行CMP，使得恰好去除氧化硅層205’(B卩，停止層)，CMP工藝停止于多晶硅層2040位于氧化硅層205’下方的部分之上，獲得了最終擬保留的多晶硅層204。因而，可以很好地控制最終擬保留的多晶硅層204的厚度和均一性。顯然，多晶硅層204的厚度可以通過(guò)控制多晶硅層2040的厚度、形成的停止層(如氧化硅層205’ )的深度、以及去除停止層的CMP工藝的精度等來(lái)控制。
[0085]在本步驟中，優(yōu)選采用具有高的氧化硅與硅材料選擇比(選擇比大于等于10)的氧化鈰基漿料作為CMP的研磨料，以保證CMP工藝恰好停止于位于氧化硅層205’下方的多晶娃層的上表面(即不會(huì)對(duì)位于氧化娃層205’下方的多晶娃層造成破壞)。[0086]在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟7和步驟8可以集成在一個(gè)CMP工藝中來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)步驟(步驟7和步驟8)作為該CMP工藝的不同的拋光步驟即可。
[0087]至此，完成了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的方法實(shí)施的半導(dǎo)體器件制造的關(guān)鍵步驟。通過(guò)在多晶硅層內(nèi)部形成停止層(例如氧化硅層)，使得可以利用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法對(duì)多晶硅層進(jìn)行CMP，因而可以很好地控制經(jīng)過(guò)CMP處理后保留的多晶硅層的厚度和均一性，進(jìn)而保證了使用Fin FET的半導(dǎo)體器件的良率和電學(xué)特性。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在這些步驟(步驟I至8)之前還可以包括:形成STI以及其他部件的步驟；在這些步驟(步驟I至8)之后還包括:形成晶體管的源極和漏極，以及形成柵極或其他部件(圖形)的步驟，在此不再一一贅述。
[0088]本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法，通過(guò)在多晶硅層內(nèi)部形成適于采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法進(jìn)行CMP的停止層(例如氧化硅層)，使得可以利用光學(xué)端點(diǎn)控制(opticalendpoint control)的方法對(duì)多晶娃層進(jìn)行CMP,因而可以很好地控制經(jīng)過(guò)CMP處理后保留的多晶硅層的厚度和均一性，進(jìn)而保證了使用Fin FET的半導(dǎo)體器件的良率和電學(xué)特性。
[0089]圖3示出了本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖，用于簡(jiǎn)要示出整個(gè)制造工藝的流程。
[0090]步驟SlOl:提供包括淺溝槽隔離和鰭片的半導(dǎo)體襯底；
[0091]步驟S102:在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極絕緣層；
[0092]步驟S103:在所述柵極絕緣層上形成多晶硅層；
[0093]步驟S104:在所述多晶硅層的內(nèi)部形成停止層；
[0094]步驟S105:對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行CMP，去除所述多晶硅層位于所述停止層上方的部分；
[0095]步驟S106:對(duì)所述停止層進(jìn)行CMP，去除所述停止層。
[0096]本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟SlOl:提供包括淺溝槽隔離和鰭片的半導(dǎo)體襯底； 步驟S102:在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極絕緣層； 步驟S103:在所述柵極絕緣層上形成多晶硅層； 步驟S104:在所述多晶硅層的內(nèi)部形成停止層； 步驟S105:對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，去除所述多晶硅層位于所述停止層上方的部分； 步驟S106:對(duì)所述停止層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，去除所述停止層。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述停止層的材料為氧化硅、碳化硅或氮化硅。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S104包括: 步驟S1041:對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行氧離子注入，在所述多晶硅層內(nèi)形成一層氧離子注入層； 步驟S1042:對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行熱退火，以在所述氧離子注入層的位置形成氧化娃層。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S1041中，在進(jìn)行所述氧離子注入時(shí)，離子注入的深度為5GG~1GGG人，劑量為約1017cnT2。
5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S1042中，所述熱退火的溫度為約1000°c。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S105中，對(duì)多晶硅層化學(xué)機(jī)械拋光采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法進(jìn)行控制。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S105中，所述化學(xué)機(jī)械拋光僅去除所述多晶硅層位于所述停止層上方的部分而不對(duì)所述停止層造成破壞。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S106中，對(duì)所述停止層化學(xué)機(jī)械拋光采用光學(xué)端點(diǎn)控制的方法進(jìn)行控制。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S106中，所述CMP采用氧化鈰基漿料作為研磨料，且所述研磨料對(duì)氧化硅與多晶硅的選擇比大于等于10。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟SlOl中，所述鰭片的高度為500~1000人。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟SlOl中，所述鰭片的高度為500-.-700人。
12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S103中，所述多晶硅的厚度為200CK3000人。
13.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S103中，形成所述多晶娃的方法為化學(xué)氣相沉積。
14.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S103中，形成所述多晶硅的方法為高深寬比化學(xué)氣相沉積。
15.如權(quán)利要求1~14任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 所述半導(dǎo)體襯底包括器件密集區(qū)和器件非密集區(qū)； 在所述步驟S103中形成的所述多晶硅層在所述器件密集區(qū)和器件非密集區(qū)具有高度差; 在所述步驟S103與步驟S104之間還 包括:對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光以減小所述高度差的步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光以減小所述高度差的步驟中，采用氧化鈰基漿料作為化學(xué)機(jī)械拋光的研磨料。
【文檔編號(hào)】H01L21/321GK104008967SQ201310057964
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月25日
【發(fā)明者】程繼, 陳楓 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司