平坦化处理方法技术

本申请公开了一种平坦化处理方法。一示例方法可以包括：在材料层中对于溅射的负载条件较高的区域中形成沟槽；以及对材料层进行溅射，以使材料层平坦。

【技术实现步骤摘要】
平坦化处理方法
本公开涉及半导体领域，更具体地，涉及一种平坦化处理方法。
技术介绍
在半导体工艺中，经常用到平坦化工艺，例如化学机械抛光(CMP)，以获得相对平坦的表面。然而，在通过CMP对材料层进行平坦化的情况下，如果需要研磨掉相对较厚的部分，则难以控制CMP后材料层的表面平坦度，例如控制到几个纳米之内。另一方面，如果要对覆盖特征、特别是非均匀分布特征的材料层进行平坦化，那么材料层由于特征的存在而可能出现非均匀分布的凹凸起伏，因此可能导致平坦化不能一致地执行。
技术实现思路
本公开的目的至少部分地在于提供一种平坦化处理方法。根据本公开的一个方面，提供了一种对衬底上形成的材料层进行平坦化的方法，包括：在材料层中对于溅射的负载条件较高的区域中形成沟槽；以及对材料层进行溅射，以使材料层平坦。附图说明通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1-17示出了制造半导体器件的示例流程，其中利用了根据本公开实施例的平坦化处理方法。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。根据本公开的示例，可以通过溅射(sputtering)，例如Ar或N等离子体溅射，来对材料层进行平坦化处理。通过这种溅射平坦化处理，而非常规的CMP平坦化处理，可以实现更加平坦的材料层表面。这种材料层可以包括半导体制造工艺中使用的多种材料层，例如，包括但不限于绝缘体材料层、半导体材料层和导电材料层。另外，在进行溅射时，可能存在负载效应(loadingeffect)。所谓“负载相应”，是指溅射所针对的材料层上存在的图案以及图案的密度(或者说，材料层的形貌)等将会影响溅射后材料层的厚度和/或形貌等。因此，为了获得较为平坦的表面，优选地在溅射时考虑负载效应。例如，如果材料层由于之下存在(凸出的)特征而存在凸起，那么相对于其他没有凸起的部分而言，存在凸起的部分需要经受“更多”的溅射，才能与其他部分保持平坦。在此，所谓“更多”的溅射，例如是指在相同的溅射参数(如，溅射功率和/或气压)情况下，需要进行更长时间的溅射；或者，在相同溅射时间的情况下，溅射强度的更大(如，溅射功率和/或气压更大)；等等。也就是说，对于溅射而言，这种凸起对应的负载条件(loadingcondition)更大。另一方面，如果材料层由于之下存在(凹入的)特征而存在凹陷，那么相对于其他没有凹陷的部分而言，存在凹陷的部分需要经受“更少”的溅射，才能与其他部分保持平坦。也就是说，对于溅射而言，这种凹陷对应的负载条件更小。另外，如果存在多个非均匀分布的特征，那么材料层可能由于特征而具有非均匀分布的凸起和/或凹陷，因此导致负载条件在衬底上发生变化。例如，对于凸起而言，其分布密度较高区域的负载条件要高于分布密度较低区域的负载条件；而对于凹陷而言，其分布密度较高区域的负载条件要低于分布密度较低区域的负载条件。非均匀分布的负载条件可能不利于溅射均匀地进行。根据本公开的示例，在通过溅射对材料层进行平坦化的处理中，可以结合光刻，以便能够实现选择性平坦化。例如，在进行溅射之前，可以在材料层中负载条件较高的区域(例如，凸起)中形成沟槽，以降低其负载条件，从而整个材料层上负载条件的分布均匀性可以得到改善。这样，之后的溅射可以在衬底上大致均匀地进行，从而有助于获得平坦的表面。另外，如果衬底上形成有非均匀分布的多个特征(从而导致材料层存在例如多个非均匀分布的凸起)，那么在特征分布较密的区域(凸起分布较密的区域，即负载条件较高的区域)形成的沟槽数可以多于特征分布较疏的区域(凸起分布较疏的区域，即负载条件较较低的区域)形成的沟槽数。这样，可以使得这两种区域上的负载条件更加接近，即负载条件的均匀性改善。根据一示例，特征分布较疏的区域形成的沟槽数甚至可以为零。上述特征可以包括能够在衬底上形成的各种特征，例如，包括但不限于衬底上的凸出特征如栅、鳍等，和/或衬底上的凹入特征如替代栅工艺中去除牺牲栅而形成的栅槽等。上述沟槽例如可以通过掩模，对材料层进行构图而实现。由于材料层上负载条件的分布与之下的特征相关，因此这种掩模可以根据用来形成特征的掩模进行设计。根据一示例，可以利用与用来形成特征的掩模相同或相反的掩模，通过正性或者负性光刻胶，来形成与特征的图案相同或互补的沟槽图案。本公开可以各种形式呈现，以下将描述其应用于鳍式场效应晶体管(FinFET)的一些示例。如图1所示，提供衬底1000。该衬底1000可以是各种形式的衬底，例如但不限于体半导体材料衬底如体Si衬底、绝缘体上半导体(SOI)衬底、SiGe衬底等。在以下的描述中，为方便说明，以体Si衬底为例进行描述。可以对衬底1000进行构图，以形成鳍。例如，这可以如下进行。具体地，在衬底1000上按设计形成构图的光刻胶(未示出)，然后以构图的光刻胶为掩模，刻蚀例如反应离子刻蚀(RIE)衬底1000，从而形成鳍1002。之后，可以去除光刻胶。在图1所示的示例中，根据设计需要，鳍1002在区域100-1中的分布密度较高，而在区域100-2中的分布密度较低。这里需要指出的是，通过刻蚀所形成的(鳍之间的)沟槽的形状不一定是图1中所示的规则矩形形状，可以是例如从上到下逐渐变小的锥台形。另外，所形成的鳍的位置和数目不限于图1所示的示例。另外，鳍不限于通过直接对衬底进行构图来形成。例如，可以在衬底上外延生长另外的半导体层，对该另外的半导体层进行构图来形成鳍。如果该另外的半导体层与衬底之间具有足够的刻蚀选择性，则在对鳍进行构图时，可以使构图基本上停止于衬底，从而实现对鳍高度的较精确控制。在通过上述处理形成鳍之后，可以在衬底上形成隔离层。具体地，如图1所示，可以在衬底上例如通过淀积形成电介质层1004，以覆盖形成的鳍1002。例如，电介质层1004可以包括氧化物(如，氧化硅)。由于鳍1002的存在，电介质层1004上存在凸起B。相应地，凸起B在区域100-1中的分布密度较高，而在区域100-2中的分布密度较低。为此，需要对电介质层1004进行平坦化。根据本公开的优选实施例，通过溅射来进行平坦化处理。为了使得溅射能够在衬底上均匀地进行，首先可以对电介质层1004进行构图。具体地，如图2所示，可以在电介质层1004上涂覆光刻胶1006，并通过掩模进行曝光、显影等操作对光刻胶1006进行构图。在对光刻胶1006进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对衬底上形成的材料层进行平坦化的方法，包括：在材料层中对于溅射的负载条件较高的区域中形成沟槽；以及对材料层进行溅射，以使材料层平坦。

【技术特征摘要】
1.一种对衬底上形成的材料层进行平坦化的方法，包括：在材料层中对于溅射的负载条件较高的区域中形成沟槽；以及对材料层进行溅射，以使材料层平坦，其中，所述衬底上形成有多个特征，并且特征分布较密的区域形成的沟槽数多于特征分布较疏的区域形成的沟槽数，所述材料层形成于衬底上覆盖所述特征，所述材料层中由于之下的特征而存在的凸起部分对应于所述负载条件较高的区域，并且所述特征包括鳍，所述材料层包括电介质。2.根据权利要求1所述的方法，其中，特征分布较疏的区域形成的沟槽数为零。3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据用来形成所述特征的掩模，来设计用来形成沟槽的掩模。4.根据权利要求1所述的方法，其中，利用Ar或N等离子体进行溅射。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在溅射之后，该方法还包括：进一步回蚀材料层，以露出鳍。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在进一步回蚀之后，该方法还包括：进行离子注入，以在鳍位于进一步回蚀后的材料层的表面下方的部分中形成穿通阻挡层。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在离子注入之后，该方法还包括：在材料层上形成横跨鳍...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧珑，罗军，李春龙，邓坚，赵超，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11