件的性能最为稳定。
[0073]请参考图10，图10中，曲线A为采用如图1所述的工艺制程形成若干测试晶圆之后，对各测试晶圆进行缺陷测试所形成的缺陷数目折线图。其中，图1所述的工艺制程即采用高深宽比沉积工艺形成第一介质层，且第一介质层的表面高于器件结构顶部停止层，并进行抛光工艺直至暴露出栅极层为止。
[0074]图10中，曲线B采用本实施例的方法形成若干测试晶圆，并对各测试晶圆进行缺陷测试所形成的缺陷数目折线图。其中，若干测试晶圆均经过第三次抛光工艺，并暴露出栅极层211。
[0075]由图10可知，当采用本实施例的方法，以致密化沉积工艺形成第一介质层204，并且使所形成的第一介质层204表面低于器件结构201顶部的停止层203表面时，在经过第三次抛光工艺后，若干晶圆的第三抛光平面P3的缺陷数量普遍减少。
[0076]请参考图8，在第三次抛光工艺之后，去除所述栅介质层210和栅极层211(如图7所示)，在第一介质层204内形成开口 ；在所述开口底部和侧壁表面形成高K栅介质层206，在所述高K栅介质层206表面形成填充满开口的金属栅207。
[0077]高K 栅介质层 206 的材料为 HfO2、HfS1, HfS1N, HfTaO, HfZrO, Al2O3 和 ZrO2 中的一种或几种，所述金属栅207的材料为金属，例如Al、Cu、Ti，所形成的半导体器件为高K
金属栅晶体管。
[0078]所述高K介质层206和金属栅207的形成工艺包括:在第三抛光平面P3表面、开口的侧壁和底部表面沉积高K介质膜；在所述高K介质膜表面形成填充满开口的金属膜；平坦化所述金属膜和高K介质膜，直至暴露出第三抛光平面P3为止，形成高K介质层206和金属栅207。
[0079]由于所述第三抛光平面P3平整光滑，因此所述平坦化金属膜和高K介质膜的工艺不易在所述第三抛光平面P3表面附着残留物，从而保证了相邻金属栅207之间电隔离性能良好，不易金属栅207之间产生漏电流。因此，所形成的晶体管性能稳定。
[0080]本实施例中，采用致密化沉积工艺在所述停止层表面形成第一介质层，能够使所形成的第一介质层密度增强，因此所述第一介质层的厚度无需过厚，仅需保证所述第一介质层填充满相邻器件结构之间的沟槽即可；而且，由于采用所述致密化沉积工艺填充满所述沟槽时，仍能够保证外围区的第一介质层表面低于器件结构顶部的停止层表面。当后续采用第二次抛光工艺对所述第一抛光平面进行平坦化、并形成第二抛光平面时，所述外围区的第一介质层表面到所述第二抛光平面仍具有第二距离，即位于外围区的第二抛光平面暴露出的是第二介质层。由于所述第二介质层的密度大于或等于第一介质层的密度，所述第二次抛光工艺不会擦伤所述第二介质层表面，能够保证所述第二抛光平面平坦光滑，使得后续进行第三次抛光工艺之后的表面也能够保持平坦光滑。因此，后续的工艺步骤不易在第三次抛光工艺之后的表面附着残留物，从而避免了相邻器件结构之间的漏电流，保证了所形成的半导体器件的性能稳定。
[0081 ] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括: 提供衬底，所述衬底具有器件区和外围区，所述器件区的衬底表面具有若干器件结构，相邻器件结构之间具有沟槽，所述衬底和器件结构表面具有停止层； 采用致密化沉积工艺在所述停止层表面形成第一介质层，位于器件区的第一介质层填充满所述沟槽，位于外围区的第一介质表面低于器件结构顶部的停止层表面； 在第一介质层表面形成第二介质层； 采用第一次抛光工艺对所述第二介质层表面进行平坦化，形成第一抛光平面，所述第一抛光平面到器件结构顶部的停止层表面具有第一距离； 采用第二次抛光工艺对所述第一抛光平面进行平坦化，直至暴露出停止层表面为止，形成第二抛光平面，所述外围区的第一介质层表面到所述第二抛光平面具有第二距离； 采用第三次抛光工艺对所述第二抛光平面进行平坦化，直至暴露出器件结构顶部表面为止。2.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一介质层和第二介质层的材料为氧化硅，所述停止层的材料为氮化硅。3.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述致密化沉积工艺的参数包括:沉积气体包括正硅酸乙酯、臭氧，所述正硅酸乙酯的流量为400标准毫升/分钟?1000标准晕升/分钟，臭氧的流量为1800标准晕升/分钟?3000标准晕升/分钟，气压为500托?800托，温度为400摄氏度?450摄氏度。4.如权利要求3所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二次抛光工艺对所述第一介质层的抛光速率为3埃/分钟?4埃/分钟。5.如权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二介质层的形成工艺为化学气相沉积工艺，包括:沉积气体包括正硅酸乙酯、氧气和氦气，压强为I托?10托，温度为360摄氏度?420摄氏度，射频功率为400瓦?2000瓦，氧气的流量为500标准晕升/分钟?4000标准晕升/分钟，正娃酸乙酯的流量为500标准晕升/分钟?5000标准晕升/分钟，氦气的流量为1000标准晕升/分钟?5000标准晕升/分钟。6.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第二次抛光工艺为固定磨料化学机械抛光工艺。7.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一次抛光和第三次抛光工艺为采用研磨液的化学机械抛光工艺。8.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，进行所述第一次抛光工艺，直至暴露出位于器件结构顶部的第一介质层表面为止，形成第一抛光平面。9.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述器件结构为栅极结构，所述栅极结构包括:位于衬底表面的栅介质层、位于栅介质层表面的栅极层、以及位于栅介质层和栅极层两侧的侧墙。10.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为氧化硅，所述栅极层的材料为多晶硅。11.如权利要求10所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，还包括:在第三次抛光工艺之后，去除所述栅介质层和栅极层，在第一介质层内形成开口 ；在所述开口底部和侧壁表面形成高K栅介质层，在所述高K栅介质层表面形成填充满开口的金属栅。12.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述衬底表面到器件结构顶部的停止层之间的距离为650埃?750埃。13.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在器件区内，相邻器件结构之间的沟槽深宽比大于5:1。14.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一距离为300埃?450埃，所述第二距离为150埃?200埃。15.如权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成于器件结构顶部的第一介质层厚度为400埃?500埃,形成于外围区停止层表面的第一介质层厚度为500埃?600埃。
【专利摘要】一种半导体器件的形成方法，包括：提供具有器件区和外围区的衬底，器件区的衬底表面具有若干器件结构，相邻器件结构之间具有沟槽，衬底和器件结构表面具有停止层；采用致密化沉积工艺在停止层表面形成第一介质层；在第一介质层表面形成第二介质层；采用第一次抛光工艺对第二介质层表面进行平坦化，形成的第一抛光平面到器件结构顶部的停止层表面具有第一距离；采用第二次抛光工艺对第一抛光平面进行平坦化直至暴露出停止层表面为止，形成的第二抛光平面到外围区的第一介质层表面具有第二距离；采用第三次抛光工艺对第二抛光平面进行平坦化，直至暴露出器件结构顶部表面为止。所形成的半导体器件形貌良好、性能稳定。
【IPC分类】H01L21/336, H01L21/3105
【公开号】CN104979200
【申请号】CN201410133524
【发明人】赵简, 王杭萍
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月3日
【公告号】US20150287611