专利名称：一种用于浅沟槽隔离技术的化学机械抛光工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于集成电路技术领域，是一种用于浅沟槽隔离技术(Shallow TrenchIsolation，STI)的新的化学机械抛光工艺(chemical mechanicalpolishing/planarization，CMP)，用以改善STI的平坦化，减少缺陷，提高工艺稳定性。
背景技术：
对深亚微米超大规模集成电路技术，STI是不可或缺的横向隔离方式。CMP是实现STI必不可少的工艺手段。在STI工艺中，为提高填孔性能，一般都应用高密度等离子体淀积(High Density Plasma Deposition，HDP)，以使沟槽中不出现孔洞。HDP由于其淀积方式，一般都会在硅片近边缘处形成较厚的氧化层(见图1)，并在有源区上出现尖角，或经过反刻(Reverse Etch)后形成脆弱的尖角(见图2)。在其后的CMP过程中，这些尖角会倒塌，形成大颗粒(见图3)，划伤硅片表面。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于STI的新的CMP工艺，以减少或避免划伤硅片，提高CMP的面内不均匀性(Within Wafer Nonuniformity，WIWNU)，同时提高工艺稳定性。
本发明提出的用于STI的CMP工艺，采用可变压力，即把抛光工艺分成次、主抛光工艺段二个过程，其中次、主二次抛光工艺段的压力不相同，且次抛光在前主抛光在后，次抛光工艺的压力低于主抛光工艺压力。次抛光工艺的压力为0.01~3PSI，上述的主抛光工艺的压力为3~8PSI。
上述的次抛光工艺段可分为1-5次进行，次抛光工艺段1-5次的压力分别为0.01~3.00PSI，次抛光工艺的抛光时间可为1-30秒，抛光头、抛光垫的运动速率分别为主抛工艺光段的10％-150％。
本发明中，主抛光工艺段与通常的抛光工艺相同。
本发明提出的新的CMP工艺技术，在主抛光段(main polishing step)前添加一步较低压力的抛光，从而去除尖角，减少或避免表面划伤。同时可以调节工艺参数设定，加快硅片边缘抛光速率，提高片内均匀性。由于该步骤使用较低压力，还可以使抛光垫得到充分修正(condition)，提高CMP工艺稳定性。
从图1中可以看出，HDP淀积后，沿半径方向，近硅片边缘处氧化层较厚，在其后的CMP中，极易形成氧化物残留，进而引起氮化硅残留，从而形成很大的缺陷。
从图2可以看出，HDP淀积后，较小的图形上会出现尖角，而较大的图形上由于反刻，也会形成尖角，在其后的CMP中，这些尖角会倒塌，形成大颗粒，划伤硅片表面。
图1 HDP厚度在硅片中的分布示意图。由于HDP淀积原理，硅片边缘会出现较厚氧化层。
图2 HDP淀积及其后的反刻形成的尖角示意图。
图3 CMP时尖角崩塌形成可划伤硅片表面的大颗粒。由于压力较大，CMP刚开始时尖角即崩塌，形成大颗粒，极易划伤硅片表面。
附图标号1表示反刻后形成的尖角、2表示HDP淀积时形成的尖角、3表示崩塌的尖角。
具体实施例方式
在STI CMP时，在主抛光段前增加一步或两步或五步低压力的次段抛光步骤。次、主二次抛光工艺段的压力不相同，次抛光步骤中抛光压力为0.1或2 PSI，主抛光段的抛光压力设定为3或4 PSI，且次抛光在前，主抛光在后，先将尖角去除，这样可以减小或消除尖角崩塌的现象，从而减少或消除由此产生的硅片表面划伤缺陷。同时，这样可以先将边缘较厚部分抛光去除，也能使抛光垫得到充分修整，使均匀性和工艺稳定性得到提高。
权利要求
1.一种用于浅沟槽隔离技术的化学机械抛光工艺，其特征是该抛光工艺中采用可变压力，并将抛光工艺分成次、主抛光工艺段二个过程，次抛光在，前主抛光在后，次抛光工艺的压力低于主抛光工艺压力。
2.根据权利要求1所述的抛光工艺，其特征是所述的次抛光工艺的压力为0.01~3PSI，所述的主抛光工艺的压力为3~8PSI。
3.根据权利要求2所述的抛光工艺，其特征是所述的次抛光工艺分为1-5次进行，每次压力分别为0.01~3.00PSI。
4.根据权利要求2或3所述的抛光工艺，其特征是所述次抛光工艺的抛光时间为1-30秒，抛光头、抛光垫的运动速率分别为主抛工艺光段的10％-150％。
全文摘要
本发明属集成电路技术领域，具体是一种用于STI的新的CMP工艺，它采用可变压力，并将抛光工艺分为次抛光和主抛光二个工艺段，次抛光压力低于主抛光压力，以减少或避免划伤硅片，提高CMP的面内不均匀性，同时提高工艺稳定性。
文档编号B24B1/00GK1604301SQ20041006783
公开日2005年4月6日 申请日期2004年11月4日 优先权日2004年11月4日
发明者储佳 申请人:上海华虹(集团)有限公司, 上海集成电路研发中心有限公司