專利名稱：化學(xué)機械研磨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及化學(xué)機械研磨的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展，存儲器的尺寸也在逐漸減小，然而，對存 儲器進行編程和擦除操作的電壓卻并未相同程度地減小。因此，降低編程和 擦除電壓成為閃存進一步按比例縮小的主要挑戰(zhàn)之一。
目前，較常用的解決方案是在存儲器的存儲單元中使用額外的擦除柵，
通過增加和浮柵之間的耦合以降低擦除電壓。例如，申請?zhí)枮?00580019839.9 的中國專利申請公開了一種非易失存儲器器件，包括具有襯底表面的襯底； 該襯底表面內(nèi)的至少兩個隔離區(qū)，所述隔離區(qū)具有遠離襯底的外表面；浮柵， 在所述兩個隔離區(qū)之間且至少部分與所述兩個隔離區(qū)交疊地在襯底上延伸； 4察除柵；以及控制柵，位于所述浮柵之上且優(yōu)選地位于所述擦除柵之上。
而眾所周知的，存儲器器件通常包括存儲單元陣列以及外圍電路，在具 有擦除柵結(jié)構(gòu)的存儲器器件的制造工藝中，例如存儲單元的擦除柵和外圍電 路的器件柵極通常是在同一道工藝中完成的。然而，由于對于例如存儲單元 的擦除柵和外圍電路的器件柵極的工藝的厚度要求不同，在例如對存儲單元 陣列區(qū)域的多晶硅層進行化學(xué)機械研磨以曝露出例如存儲單元的擦除柵時， 常會使得用于形成外圍電路區(qū)域器件柵極的多晶硅同時被研磨掉。而外圍電 路區(qū)域由于其器件分布較稀疏，多晶硅將被過度研磨，甚至引起塌陷，從而 影響器件的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種化學(xué)機械研磨的方法，解決現(xiàn)有工藝中可能出現(xiàn)的極過度研磨，從而影響器件性能的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種化學(xué)機械研磨的方法，包括在研磨層上無需研磨的區(qū)域形成研磨保護層；
選用對研磨層研磨速率大于對研磨保護層研磨速率的研磨漿，對所述研磨層進行化學(xué)機械研磨。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述所公開的化學(xué)機械研磨的方法具有以下優(yōu)點通過在化學(xué)機械研磨之前在研磨層上無需研磨區(qū)域形成研磨保護層，并相應(yīng)選用研磨層和研磨保護層選擇比大于10的研磨漿來對研磨層進行化學(xué)機械研磨，從而保護無需研磨的研磨層區(qū)域，實現(xiàn)選擇性研磨，避免了無需研磨區(qū)域的過度研磨，從而避免研磨工藝影響器件性能。
圖1是本發(fā)明化學(xué)機械研磨的方法的一種實施方式圖；圖2A至2E是本發(fā)明化學(xué)機械研磨的方法的一種實施例圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明化學(xué)機械研磨的方法的 一種實施例，通過在化學(xué)機械研磨之前在研磨層上無需研磨的區(qū)域形成研磨保護層，并相應(yīng)選用研磨層和研磨保護層選擇比大于10的研磨漿來對研磨層進行化學(xué)機械研磨，從而保護無需研磨的研磨層區(qū)域。
參照圖l所示，本發(fā)明化學(xué)機械研磨的方法的一種實施方式包括
步驟sl,提供研磨層；步驟S2，在研磨層上無需研磨的區(qū)域形成研磨保護層；
步驟s3，選用對研磨層研磨速率大于對研磨保護層研磨速率的研磨漿， 對所述研磨層進行化學(xué)機械研磨；
步驟s4，去除所述研磨保護層。
在一個具體的實施例中，所述研磨層可以是存儲器工藝中，在形成擦除 柵以及器件柵的過程中需去除的多余多晶硅層，也可以是其他工藝中需進行 厚度局部調(diào)整或表面平整調(diào)整的材料層。
而在進行化學(xué)機械研磨之前預(yù)先在無需研磨的區(qū)域覆蓋研磨保護層，則 可實現(xiàn)選擇性研磨，即需要研磨的區(qū)域被研磨掉，而無需研磨的區(qū)域則由于 被研磨保護層覆蓋，可以在化學(xué)機械研磨時不會被研磨掉，為了使得所述研 磨保護層在化學(xué)機械研磨時不會被過早研磨掉，則可選用研磨層和研磨保護 層選擇比大于IO的研磨漿，例如，研磨層是多晶硅層(poly),而覆蓋部分無 需研磨的多晶硅層的研磨保護層是氧化層(oxide),則可選用poly RR: oxide RR>30:1的研磨漿。當(dāng)選用該研磨漿時，在對所述多晶硅層進行化學(xué)機械研 磨時，所述氧化層就不會被研磨掉，從而也保護了其下的多晶硅層。
下面結(jié)合附圖以 一 個包含化學(xué)機械研磨步驟的存儲器工藝的實例進行詳 細i兌明。
圖2A所示為一存儲器結(jié)構(gòu)的筒單示意圖，所述存儲器的存儲單元區(qū)域的 襯底100上已形成有控制柵105，多晶硅層102覆蓋所述襯底100,用于在兩 個控制柵105之間形成擦除柵，以及在兩個控制柵105的一側(cè)形成字線，外 圍電路區(qū)域的襯底100'中已形成有勢阱IOI',多晶硅層102'覆蓋所述襯底100', 用于在后續(xù)工藝中形成外圍電路區(qū)域的柵極。所述多晶硅層102需研磨至與 柵極結(jié)構(gòu)105的高度相平，而所述多晶硅層102'則無需再進行研磨。而由于 化學(xué)機械研磨是對整個存儲器區(qū)域進行的，因而存儲單元陣列區(qū)域就是研磨區(qū)域，外圍電路區(qū)域則為無需研磨的區(qū)域。
對無需研磨的外圍電路區(qū)域，就需要在其上形成研磨保護層。結(jié)合圖2B和圖1所示，在所述存儲單元陣列區(qū)域和外圍電路區(qū)域形成氧化層103'作為研磨保護層。所述氧化層的厚度取決于在之后的化學(xué)機械研磨中所采用的研磨漿對所述氧化層的刻蝕速率以及研磨去除存儲單元陣列區(qū)域多余的多晶硅層所需的時間。所述時間可在確定了研磨漿之后根據(jù)多余多晶硅層的厚度而預(yù)估得到。即，若所述研磨漿對所述氧化層的刻蝕速率較大，且研磨時間較長，則所述氧化層的就需厚點；若所述研磨漿對所述氧化層的刻蝕速率較小，且研磨時間較短，則所述氧化層的就可薄點。所述氧化層的厚度需保證在后續(xù)的化學(xué)機械研磨過程中始終存在，即，無需研磨的研磨層區(qū)域始終有研磨保護層的保護。
在一個實施例中，所述氧化層的厚度可以是200至500埃，例如200埃、300埃、400埃、500埃等。所述氧化層的材料可以是二氧化硅、氮氧化硅等。以所述氧化層為二氧化硅為例，可以采用化學(xué)氣相沉積或熱氧化的方法在所述多晶硅層102和多晶硅層102'表面形成。
接著，結(jié)合圖2C和圖1所示，在所述氧化層103'上涂布光刻膠(圖未示)，對光刻膠曝光顯影，去除存儲單元陣列區(qū)域覆蓋的光刻膠。然后采用例如濕法蝕刻的方法去除未被光刻膠覆蓋的氧化層103',即存儲單元陣列區(qū)域的氧化層103'。所述蝕刻劑的選用視所述氧化層的材料而定。對于氧化層， 一般常用的酸性蝕刻劑均可作為本步驟中的蝕刻劑。以氧化層為氮氧化硅為例，可以采用例如磷酸作為蝕刻劑去除存儲單元陣列區(qū)域的氧化層。在完成蝕刻后，就僅有外圍電路區(qū)域的多晶硅層102'上覆蓋有作為研磨保護層的氧化層103',而存儲單元陣列區(qū)域則沒有研磨保護層。當(dāng)進行化學(xué)機械研磨時，存儲單元陣列區(qū)域的多晶硅層102就會被研磨掉，而外圍電路區(qū)域的多晶硅層102',由于有氧化層103'的保護而不會被研磨。
7另外，在研磨層的無需研磨的外圍電路區(qū)域形成研磨保護層還可采用下
述方法
在存儲單元陣列區(qū)域以及外圍電路區(qū)域形成遮蔽層；去除外圍電路區(qū)域的遮蔽層；
形成覆蓋存儲單元陣列區(qū)域以及外圍電路區(qū)域的研磨保護層；去除遮蔽層上的研磨保護層以及遮蔽層。
當(dāng)遮蔽層上的研磨保護層以及遮蔽去除之后，就僅有外圍電路區(qū)域還有研磨保護層。
結(jié)合圖2D和圖1所示，在無需研磨的外圍電路區(qū)域形成作為研磨保護層的氧化層103'后，就進行化學(xué)機械研磨。根據(jù)之前所述，化學(xué)機械研磨中研磨漿的使用也決定了作為研磨保護層的氧化層的厚度，因而從節(jié)約工藝成本及縮小器件尺寸的角度出發(fā)，為了使得所述作為研磨保護層的氧化層的厚度較小，常選用對研磨層和研磨保護層選擇比較大的研磨漿。研磨層和研磨保護層選擇比較大是指研磨漿對研磨層的蝕刻速率要遠大于對研磨保護層的蝕刻速率，如此才能保證在對研磨層進行化學(xué)機械研磨時，研磨層能夠較快地被研磨減薄，而所述研磨保護層則較少或不會被研磨掉。
在一個實施例中，選用poly RR: oxide RR>30:1的研磨漿來對多晶硅層102進行化學(xué)機械研磨。因而，在多晶硅層102隨著化學(xué)機械研磨不斷減薄的時候，所述氧化層103'則較少被研磨掉，從而保護了其下方的多晶硅層102'。當(dāng)然，所述選擇比并非限定于30:1，也可選用例如10:1或大于10:1小于30:1的研磨漿，相應(yīng)地，由于對多晶硅的蝕刻速率下降，則研磨時間也增加，作為研磨保護層的氧化層的厚度就需相應(yīng)地增加。
繼續(xù)參照圖2D所示，在多晶硅層102通過化學(xué)機械研磨而厚度被減薄后，兩個控制柵105之間的多晶硅層102可作為擦除柵106,而控制柵105 —側(cè)的
8多晶硅層102也可用作字線107。
結(jié)合圖2E和圖l所示，去除所述作為研磨保護層的氧化層103'。可以釆用濕法蝕刻的方法去除所述氧化層103'。本步驟中的蝕刻無需在存儲單元陣列區(qū)域涂布光刻膠作為光掩模，而是直接對所述氧化層103'進行蝕刻。由于氧化層103'的多晶硅通常不會被酸腐蝕，所述蝕刻劑可以采用例如氫氟酸或磷酸。即，所述蝕刻劑采用不會腐蝕多晶硅的試劑即可。
在去除氧化層103'后，就可進行存儲器的后續(xù)常規(guī)工藝了。
從上述例子中可以看到，通過在研磨之前，在無需研磨區(qū)域添加研磨保護層，并配合使用相應(yīng)的研磨漿，從而使得無需研磨區(qū)在化學(xué)機械研磨時不會被研磨掉。由于所述添加研磨保護層以及研磨后去除研磨保護層的工藝簡單，并且不需要特殊定制，因而在例如閃存或DRAM工藝中有助于存儲單元陣列區(qū)域的柵極和外圍電路區(qū)域的柵極在同 一道工序中完成，而不會造成例如外圍電路區(qū)域的柵極被過度研磨的情況出現(xiàn)。
并且，上述例子的方法還可以推廣到器件厚度的局部調(diào)整或表面平整中。例如，對于器件厚度的局部調(diào)整，可以在需局部減薄的區(qū)域外形成研磨保護層，而僅對局部減薄區(qū)域進行化學(xué)機械研磨。又例如，對于表面平整，可以通過在平整部分形成研磨保護層，而對不平整的部分進行研磨來使得器件表面平整。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，在研磨層上無需研磨的區(qū)域形成研磨保護層；選用對研磨層研磨速率大于對研磨保護層研磨速率的研磨漿，對所述研磨層進行化學(xué)機械研磨。
2. 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，在研磨層上無需 研磨的區(qū)域形成研磨保護層包括在研磨層上形成研磨保護層；在研磨保護層上無需研磨區(qū)域形成光阻；蝕刻去除無需研磨區(qū)域以外的研磨保護層。
3. 如權(quán)利要求2所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，所述蝕刻為濕法 蝕刻。
4. 如權(quán)利要求3所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，所述濕法蝕刻的 蝕刻劑為磷酸。
5. 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，在研磨層上無需 研磨的區(qū)域形成研磨保護層包括在研磨層上的研磨區(qū)域形成遮蔽層；在研磨層及遮蔽層上形成研磨保護層；去除遮蔽層上的研磨保護層以及遮蔽層。
6. 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，所述研磨漿為研 磨層和研磨保護層選擇比大于10的研磨漿。
7. 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，所述研磨層為多 晶硅層，所述研磨保護層為氧化層。
8. 如權(quán)利要求7所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，所述氧化層為二 氧化硅或氮氧化硅。
9. 如權(quán)利要求7所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，所述氧化層的厚 度根據(jù)研磨漿的選擇比以及研磨所述研磨層的時間而定。
10. 如權(quán)利要求7所述的化學(xué)機械研磨的方法，其特征在于，所述氧化層的厚 度為200至500埃。
全文摘要
一種化學(xué)機械研磨的方法，包括，在研磨層上無需研磨的區(qū)域形成研磨保護層；選用對研磨層研磨速率大于對研磨保護層研磨速率的研磨漿，對所述研磨層進行化學(xué)機械研磨。所述化學(xué)機械研磨的方法避免了無需研磨區(qū)域的過度研磨，從而避免研磨工藝影響器件性能。
文檔編號H01L21/304GK101656209SQ20081004182
公開日2010年2月24日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者莉 蔣, 穎 邵, 黎銘琦 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司