一种半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件的制造方法，涉及半导体技术领域。该方法包括：步骤S101：提供包括浅沟槽隔离和鳍片的半导体衬底；步骤S102：在所述半导体衬底上形成栅极绝缘层；步骤S103：在所述栅极绝缘层上形成多晶硅层；步骤S104：在所述多晶硅层的内部形成停止层；步骤S105：对所述多晶硅层进行CMP，去除所述多晶硅层位于所述停止层上方的部分；步骤S106：对所述停止层进行CMP，去除所述停止层。该方法通过在多晶硅层内部形成停止层，使得可以利用光学端点控制的方法对多晶硅层进行CMP，因而可以很好地控制经过CMP处理后保留的多晶硅层的厚度和均一性。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件的制造方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件的制造方法。
技术介绍
在半导体
中，当半导体工艺发展到20nm及以下工艺节点，为了在单位面积上制造更多的晶体管，鳍型场效应晶体管(FinFET)将得到广阔的应用前景。现有技术中，在应用鳍型场效应晶体管(FinFET)的半导体器件的制造过程中，化学机械抛光(CMP)工艺往往被大量使用，比如对虚拟多晶硅层(dummypoly)进行CMP等。在相关半导体器件制程中，在形成多晶硅层之后，需要对其进行CMP以最终获得厚度均一的栅极，然而，由于多晶硅层内部并不存在停止层(stoplayer)结构，无法使用光学端点控制(opticalendpointcontrol)的方法进行CMP，因此，在CMP的过程中往往很难控制多晶硅的厚度和均一性。下面，结合图1A至图1D，对现有技术中在FinFET工艺中对多晶硅进行CMP的方法进行简要说明。其中，图1A至图1D为各工艺完成后形成的图案的剖视图。现有技术中在FinFET工艺中对多晶硅进行CMP的方法，一般包括如下步骤：步骤E1：提供半导体衬底100，该半导体衬底100上形成有浅沟槽隔离(STI)101和鳍片(Fin)102，并且，STI101上形成有凹槽结构(recess)1011，如图1A所示。该半导体衬底100分为器件密集区(Patterndense)和器件非密集区(PatternIso)，如图1A中虚线左右两个区域，其中位于虚线左侧的为器件密集区，位于虚线右侧的为器件非密集区。其中，STI101的材料为氧化物；鳍片(Fin)102的材料为硅。步骤E2：在所述半导体衬底100上形成一层栅极绝缘层103。形成的图形，如图1B所示。其中，栅极绝缘层103可以为氧化物。步骤E3：在半导体衬底100上沉积多晶硅层(也称虚拟多晶硅层，即dummypoly)1040，形成的图形如图1C所示。由于半导体衬底100的表面形貌的影响，沉积形成的多晶硅层1040在器件密集区和器件非密集区会存在一定的高度差(记作h1)，如图1C所示。一般而言，高度差h1取决于多晶硅的沉积过程。如果STI101的凹槽的深度为600埃(即Fin102高于STI101的高度为600埃)并且多晶硅为均匀沉积，那么，形成的器件密集区和非密集区的高度差h1大约为500埃。步骤E4：对多晶硅层1040进行CMP，形成平坦化的多晶硅层104。形成的图形，如图1D所示。在步骤E4中，由于多晶硅层1040内部并不存在停止层结构，无法使用光学端点控制(opticalendpointcontrol)的方法进行CMP，因此，最终的多晶硅层1040的厚度和均一性往往很难控制。这将严重影响该使用FinFET的半导体器件的良率和电学特性。因此，为了解决上述问题，需要提出一种新的半导体器件的制造方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种半导体器件的制造方法，包括：步骤S101：提供包括浅沟槽隔离和鳍片的半导体衬底；步骤S102：在所述半导体衬底上形成栅极绝缘层；步骤S103：在所述栅极绝缘层上形成多晶硅层；步骤S104：在所述多晶硅层的内部形成停止层；步骤S105：对所述多晶硅层进行CMP，去除所述多晶硅层位于所述停止层上方的部分；步骤S106：对所述停止层进行CMP，去除所述停止层。其中，所述停止层的材料为氧化硅、碳化硅或氮化硅。其中，所述步骤S104包括：步骤S1041：对所述半导体衬底进行氧离子注入，在所述多晶硅层内形成一层氧离子注入层；步骤S1042：对所述半导体衬底进行热退火，以在所述氧离子注入层的位置形成氧化硅层。其中，在所述步骤S1041中，在进行所述氧离子注入时，离子注入的深度为500～1000埃，剂量为约1017cm-2。其中，在所述步骤S1042中，所述热退火的温度为约1000℃。其中，在所述步骤S105中，对多晶硅层化学机械抛光采用光学端点控制的方法进行控制。其中，在所述步骤S105中，所述CMP仅去除所述多晶硅层位于所述停止层上方的部分而不对所述停止层造成破坏。其中，在所述步骤S106中，对所述停止层化学机械抛光采用光学端点控制的方法进行控制。并且，化学机械抛光仅去除所述停止层而不对所述停止层下方的多晶硅层造成破坏。其中，在所述步骤S106中，所述CMP采用氧化铈基浆料作为研磨料，且所述研磨料对氧化硅与多晶硅的选择比大于等于10。其中，在所述步骤S101中，所述鳍片的高度为500～1000埃。其中，在所述步骤S101中，所述鳍片的高度为500～700埃。其中，在所述步骤S103中，所述多晶硅的厚度为2000～3000埃。其中，在所述步骤S103中，形成所述多晶硅的方法为CVD。其中，在所述步骤S103中，形成所述多晶硅的方法为CVDHARP。其中，所述半导体衬底包括器件密集区和器件非密集区；在所述步骤S103中形成的所述多晶硅层在所述器件密集区和器件非密集区具有高度差；在所述步骤S103与步骤S104之间还包括：对所述多晶硅层进行CMP以减小所述高度差的步骤。其中，在对所述多晶硅层进行CMP以减小所述高度差的步骤中，采用氧化铈基浆料作为CMP的研磨料。本专利技术实施例的半导体器件的制造方法，通过在多晶硅层内部形成停止层，使得可以利用光学端点控制(opticalendpointcontrol)的方法对多晶硅层进行CMP，因而可以很好地控制经过CMP处理后保留的多晶硅层的厚度和均一性，进而保证了使用FinFET的半导体器件的良率和电学特性。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1A-图1D为现有技术中半导体器件的制造方法各步骤形成的图形的剖视图；图2A-图2H为本专利技术提出的半导体器件的制造方法各步骤形成的图形的剖视图；图3为本专利技术提出的一种半导体器件的制造方法的流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S101：提供包括浅沟槽隔离和鳍片的半导体衬底；步骤S102：在所述半导体衬底上形成栅极绝缘层；步骤S103：在所述栅极绝缘层上形成多晶硅层；步骤S104：在所述多晶硅层的内部形成停止层；步骤S105：对所述多晶硅层进行化学机械抛光，去除所述多晶硅层位于所述停止层上方的部分；步骤S106：对所述停止层进行化学机械抛光，去除所述停止层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S101：提供包括浅沟槽隔离和鳍片的半导体衬底；步骤S102：在所述半导体衬底上形成栅极绝缘层；步骤S103：在所述栅极绝缘层上形成多晶硅层；步骤S104：在所述多晶硅层的内部形成停止层；步骤S105：对所述多晶硅层进行化学机械抛光，去除所述多晶硅层位于所述停止层上方的部分，所述停止层控制最终保留的所述多晶硅层的厚度和均一性；步骤S106：对所述停止层进行化学机械抛光，去除所述停止层。2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述停止层的材料为氧化硅、碳化硅或氮化硅。3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S104包括：步骤S1041：对所述半导体衬底进行氧离子注入，在所述多晶硅层内形成一层氧离子注入层；步骤S1042：对所述半导体衬底进行热退火，以在所述氧离子注入层的位置形成氧化硅层。4.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1041中，在进行所述氧离子注入时，离子注入的深度为500～1000埃，剂量为1017cm-2。5.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1042中，所述热退火的温度为1000℃。6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S105中，对多晶硅层化学机械抛光采用光学端点控制的方法进行控制。7.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在所述步骤S105中，所述化学机械抛光仅去除所述多晶硅层位于所述停止层上方的部分而不对所述停止层...

【专利技术属性】
技术研发人员：程继，陈枫，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31