專利名稱：半導(dǎo)體襯底、其制造方法以及半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體襯底、其制造方法以及半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
最近，細(xì)微化技術(shù)的急速發(fā)展帶來了在半導(dǎo)體器件中的半導(dǎo)體元件數(shù)的飛躍增加，也就是帶來了高集成化。因此，形成半導(dǎo)體元件的活性區(qū)域和半導(dǎo)體元件間的隔離區(qū)域變得非常地小。結(jié)果，對(duì)設(shè)在襯底的細(xì)溝內(nèi)埋入氧化絕緣膜的STI(Shallow Trench Isolation)被作為隔離方法采用，代替了使用氧化法的LOCOS隔離。
具體的STI的形成方法如下。首先，在襯底形成隔離溝后，用化學(xué)氣相淀積法(Chemical Vapor Deposition(CVD)法)將氧化絕緣膜埋入隔離溝。之后，通過化學(xué)機(jī)械研磨法(Chemical Mechanical Polishing(CMP)法)除去在活性區(qū)域上形成的氧化絕緣膜，同時(shí)，將被埋入隔離溝的氧化絕緣膜的表面平坦化，去掉隔離區(qū)域上及活性區(qū)域上的段差。
在進(jìn)行CMP時(shí)，例如，如特開平9-36073號(hào)公報(bào)所示，為了測(cè)定在半導(dǎo)體晶片全體上或在晶片上的以半導(dǎo)體器件(芯片)為單位的部分上是否完成了平坦化，在埋入溝內(nèi)的氧化絕緣膜的下側(cè)預(yù)先形成終點(diǎn)檢出膜?，F(xiàn)在，一般用氮化膜(SiN膜)作為終點(diǎn)檢出膜。此時(shí)，為了使氧化絕緣膜的研磨速度比氮化膜的研磨速度快兩倍以上，要設(shè)定負(fù)載(將晶片安在研磨墊的負(fù)載)以及旋轉(zhuǎn)數(shù)(研磨墊以及晶片的旋轉(zhuǎn)數(shù))等研磨條件。例如，在特開平9-36073號(hào)公報(bào)所明確指出的CMP中，氧化絕緣膜的研磨速度相對(duì)于終點(diǎn)檢出膜的研磨速度的比是3～5左右。
CMP的一般研磨順序如下。也就是說，由于當(dāng)?shù)?終點(diǎn)檢出膜)露出時(shí)，用終點(diǎn)檢出機(jī)檢出的光的反射率，或者使研磨機(jī)的研磨床旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩力量發(fā)生變動(dòng)，因此將該時(shí)刻作為急劇地降低氮化膜的研磨速度的起點(diǎn)的同時(shí)進(jìn)行過研磨，從而使半導(dǎo)體晶片全體更加平坦化。
但是，在為了形成STI進(jìn)行CMP(以下，稱為STI-CMP)時(shí)，在襯底表面所產(chǎn)生的段差(STI段差)，也就是平坦化加工偏差大致由殘存在襯底表面的氮化膜的膜厚(完成膜厚)的偏差(氮化膜表面的凹凸)所決定。例如，在半導(dǎo)體襯底上形成MOS型晶體管時(shí)，必須預(yù)先除去終點(diǎn)檢出膜的氮化膜，但是若在所述氮化膜的完成膜厚存在偏差，則在除去氮化膜后的襯底表面產(chǎn)生段差。這成為在進(jìn)行電極加工等光刻中產(chǎn)生尺寸偏差的原因。
使用現(xiàn)有的STI-CMP，對(duì)于距晶片端面5mm左右的晶片邊緣部分以外的半導(dǎo)體晶片部分，能夠?qū)⑵教够庸て?，也就是氮化膜的完成膜厚的偏差抑制?0～50nm左右的目標(biāo)值以下。但是，在所述晶片邊緣部分(特別是距晶片端面2～5mm左右的范圍的晶片邊緣部分)，由于不能使氮化膜的削去量的均勻性(相對(duì)于目標(biāo)削去量的誤差的比)在5％以下，結(jié)果不能實(shí)現(xiàn)所述的目標(biāo)值。這成為不能使左右從半導(dǎo)體晶片上所能取得的芯片數(shù)量的晶片有效領(lǐng)域擴(kuò)大的原因之一。
并且，隨著細(xì)微化的水準(zhǔn)從130nm發(fā)展到65nm以下，必須將在STI-CMP后的晶片面內(nèi)的氮化膜等終點(diǎn)檢出膜的完成膜厚的偏差抑制在20～30nm左右的更加嚴(yán)格的目標(biāo)值以下。但是，使用現(xiàn)在所用的半導(dǎo)體晶片、終點(diǎn)檢出膜(氮化膜等)以及含有終點(diǎn)檢出方法等現(xiàn)有的CMP技術(shù)的組合，不能實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)值。此時(shí)，由于終點(diǎn)檢出膜的完成膜厚的偏差最終成為形成隔離區(qū)域上的段差以及形成半導(dǎo)體元件的活性區(qū)域上的段差，因此例如在形成MOS型晶體管的柵極電極時(shí)，發(fā)生尺寸偏差和電極間的短路等問題。

發(fā)明內(nèi)容
如上所鑒，本發(fā)明的目的在于抑制CMP后的襯底表面的段差。
為了達(dá)到所述的目的，本案發(fā)明者們分析在現(xiàn)有的STI-CMP后的晶片邊緣部分不能將終點(diǎn)檢出膜的完成膜厚的偏差充分地抑制的原因時(shí)，獲得了以下的認(rèn)識(shí)。
至今為止，在半導(dǎo)體器件的制造中利用設(shè)置缺口或定向面的晶片。例如，為了使半導(dǎo)體晶片的結(jié)晶方位或光刻中的晶片的方向明確，在晶片邊緣部分形成缺口(V字溝)。另外，缺口形狀(深度及角度等)和晶片端面的完成形狀按照SEMI(Semiconductor Equipment and MaterialsInternational)的標(biāo)準(zhǔn)決定。根據(jù)SEMI標(biāo)準(zhǔn)，缺口的角度(形成V字的兩壁面之間的角度)為大約90度，缺口的深度是距晶片端面1～2mm左右。
本案發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)由于半導(dǎo)體器件的細(xì)微化進(jìn)展而使CMP被用于晶片表面的平坦化，缺口和定向面損壞了在CMP后的晶片表面的平坦性。
具體地說，CMP通過將半導(dǎo)體晶片壓在貼在研磨床上的研磨墊上，同時(shí)，使研磨墊和半導(dǎo)體襯底分別旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行。此時(shí)，由于半導(dǎo)體襯底被大約1N/cm2以上的負(fù)載壓在研磨墊上，因此壓壞了構(gòu)成研磨墊的聚氨酯泡沫的氣孔，結(jié)果使研磨劑不能遍及半導(dǎo)體晶片的全體，降低了研磨速度。為了防止該情況，想出了通過在研磨墊上均勻地移動(dòng)固定著鉆石的覆蓋物，使研磨墊變粗躁，從而使研磨速度安定的對(duì)策。
但是，由于設(shè)在半導(dǎo)體晶片上的缺口的肩部在研磨中成為與研磨墊垂直的特殊點(diǎn)，因此其作用不是壓壞研磨墊，而是使研磨墊變粗躁。所以，例如，由于在STI-CMP中缺口所通過的軌跡部分的研磨墊的表面變粗糙，因此產(chǎn)生由該軌跡部分的研磨墊而引起的研磨速度自然上升的可能性。另外，現(xiàn)在，為了使半導(dǎo)體晶片的任意點(diǎn)在研磨中通過研磨墊上的軌跡成為隨機(jī)，進(jìn)行半導(dǎo)體晶片或研磨墊的旋轉(zhuǎn)數(shù)的設(shè)定等。但是，由于半導(dǎo)體晶片并不是完全被固定在研磨機(jī)的機(jī)頭上，因此使在研磨墊上的半導(dǎo)體晶片的任意點(diǎn)的軌跡如計(jì)算一樣地完全隨機(jī)比較困難，該軌跡擁有固定的旋轉(zhuǎn)數(shù)的周期。
因此，本案發(fā)明者們?yōu)榱诉_(dá)到所述的目的，想到了使為半導(dǎo)體晶片的特殊點(diǎn)的缺口的形狀成為能夠降低研磨墊的表面變粗躁的形狀。具體地說，本案發(fā)明者們通過測(cè)定多個(gè)半導(dǎo)體晶片的STI-CMP后的氮化膜的完成膜厚，并且，求出該測(cè)定結(jié)果與各個(gè)晶片的缺口形狀的相關(guān)，發(fā)現(xiàn)是缺口損壞了CMP后的晶片表面的平坦性。并且，發(fā)現(xiàn)了在對(duì)擁有特定的缺口形狀的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行CMP時(shí)，對(duì)距半導(dǎo)體晶片的晶片端面2mm左右的邊緣部分以外的部分，在能夠使氮化膜的削去量的均勻性在5％以下的同時(shí)，能夠使STI-CMP后的氮化膜的完成膜厚的偏差在30nm以下。
本發(fā)明是依據(jù)以上的認(rèn)識(shí)的發(fā)明，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體襯底是在端部擁有缺口的半導(dǎo)體襯底，缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀，并且，該兩肩部的曲率的差為0mm以上且0.1mm以下。
使用本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底，由于缺口的兩肩部的曲率均勻，因此在對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行CMP時(shí)，能夠防止因缺口而引起的研磨墊的特定部分變粗躁的情況。所以，由于研磨墊的整個(gè)面的研磨速度變得均勻，結(jié)果能夠提高在襯底表面的被研磨膜的削去量的均勻性，因此能夠充分地抑制在CMP后的被研磨膜的完成膜厚的偏差。從而，能夠抑制在CMP后的襯底表面產(chǎn)生段差，例如能夠防止在柵極電極的形成時(shí)產(chǎn)生尺寸偏差和電極間的短路等問題，因此能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
另外，在本說明書中，缺口的肩部是指缺口的壁面和晶片端面的連接部分，缺口肩部(或缺口底部)的形狀是指從襯底主面也就是晶片主面的上側(cè)看缺口肩部(或缺口底部)時(shí)的形狀，缺口肩部的曲率是指該形狀的曲率。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底上，最好缺口兩肩部的曲率都為0.3mm以上。
這樣一來，能夠更確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊變粗躁。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底上，最好缺口的底部的形狀為圓弧狀，該底部的曲率為1mm以上，此時(shí)，并且最好缺口的兩壁面都被鏡面加工，同時(shí)，兩壁面之間為89°以上且95°以下的角度。
這樣一來，能夠更確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊變粗躁。
本發(fā)明所涉及的第1半導(dǎo)體器件的制造方法以使用本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體器件的制造方法為前提，包括將絕緣膜或?qū)щ娔ぢ袢朐O(shè)在半導(dǎo)體襯底的凹部的工序、和使用化學(xué)機(jī)械研磨將絕緣膜或?qū)щ娔て教够墓ば颉?br> 也就是說，根據(jù)第1半導(dǎo)體器件的制造方法，由于將被研磨膜埋入設(shè)在本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底的凹部后，對(duì)被研磨膜進(jìn)行CMP，因此能夠充分地抑制被研磨膜的完成膜厚的偏差。所以，能夠抑制在CMP后的襯底表面產(chǎn)生的段差，從而能夠防止因該段差而引起的在CMP后的工序中產(chǎn)生的問題，因此能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
本發(fā)明所涉及的第2半導(dǎo)體器件的制造方法以使用本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體器件的制造方法為前提，包括在半導(dǎo)體襯底上形成終點(diǎn)檢出膜的工序、使用光掩模圖案對(duì)終點(diǎn)檢出膜及半導(dǎo)體襯底進(jìn)行蝕刻形成隔離溝的工序、將絕緣膜埋入隔離溝的工序和使用化學(xué)機(jī)械研磨將絕緣膜平坦化的工序。
也就是說，根據(jù)第2半導(dǎo)體器件的制造方法，在將絕緣膜埋入設(shè)在本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底的隔離溝后，對(duì)絕緣膜進(jìn)行CMP。此時(shí)，由于能夠充分地抑制在絕緣膜的下側(cè)所形成的終點(diǎn)檢出膜的完成膜厚的偏差，因此能夠抑制在CMP后的襯底表面所產(chǎn)生的段差。具體地說，對(duì)距成為半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體晶片的端面2mm左右的邊緣部分以外的部分，能夠使在STI-CMP后的晶片表面所產(chǎn)生的段差，也就是平坦化加工偏差在30nm以下。因此，能夠防止因襯底表面的段差而引起的在CMP后的工序中產(chǎn)生的問題，從而能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。并且，能夠使左右從半導(dǎo)體晶片所能取得的芯片數(shù)量的晶片有效領(lǐng)域擴(kuò)大。也就是說，由于能夠增加從半導(dǎo)體晶片所能取得的芯片數(shù)量，因此能夠降低半導(dǎo)體器件制造的成本。
在第2半導(dǎo)體器件的制造方法中的將絕緣膜平坦化的工序下，最好絕緣膜的研磨速度比終點(diǎn)檢出膜的研磨速度快兩倍以上。
這樣一來，能夠準(zhǔn)確地測(cè)定在半導(dǎo)體晶片全體上，或在晶片上以半導(dǎo)體器件(芯片)為單位的部分上是否完成了平坦化。并且，能夠防止在CMP后的終點(diǎn)檢出膜的完成膜厚隨芯片內(nèi)的隔離溝的存在密度而產(chǎn)生差，或者在晶片面內(nèi)的CMP后的終點(diǎn)檢出膜的完成膜厚隨芯片內(nèi)的隔離溝的存在密度而產(chǎn)生差。
在第2半導(dǎo)體器件的制造方法中，在將絕緣膜平坦化的工序之后，最好包括用化學(xué)機(jī)械的研磨將終點(diǎn)檢出膜研磨的工序。
這樣一來，在通過研磨除去終點(diǎn)檢出膜后，例如能夠通過光刻形成沒有尺寸偏差的柵極電極圖案等。
本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體襯底的制造方法是在端部擁有缺口的半導(dǎo)體襯底的制造方法，包括對(duì)該端部進(jìn)行鏡面研磨的加工工序，該加工工序包含使缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀，同時(shí)，使該兩肩部的曲率的差為0mm以上且0.1mm以下的工序。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底的制造方法，由于將缺口的兩肩部的曲率均勻地加工，因此在對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行CMP時(shí)，能夠防止因缺口而引起的研磨墊的特定部分變粗躁。所以，研磨墊的整個(gè)面的研磨速度變得均勻，結(jié)果能夠提高在襯底表面的被研磨膜的削去量的均勻性，因此能夠充分地抑制在CMP后的被研磨膜的完成膜厚的偏差。從而，能夠抑制在CMP后的襯底表面產(chǎn)生段差，例如能夠防止在形成柵極電極時(shí)產(chǎn)生尺寸偏差和電極間的短路等問題，因此能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底的制造方法中，最好所述的加工工序包括使缺口兩肩部的曲率都為0.3mm以上的工序。
這樣一來，能夠更確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊變粗躁。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底的制造方法中，最好所述的加工工序包括使缺口的底部的形狀為圓弧狀，同時(shí)，使該底部的曲率為1mm以上的工序，并且此時(shí)最好該加工工序包括為了使缺口的兩壁面之間的角度為89°以上且95°以下而進(jìn)行鏡面加工的工序。
這樣一來，能夠更確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊變粗躁。
(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明，通過使半導(dǎo)體襯底的缺口的兩肩部的曲率均勻，能夠防止在對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行CMP時(shí)，因缺口而引起的研磨墊的特定部分變粗躁。所以，研磨墊的整個(gè)面的研磨速度變得均勻，結(jié)果能夠提高在襯底表面的被研磨膜的削去量的均勻性，因此能夠充分地抑制在CMP后的被研磨膜的完成膜厚的偏差。從而，能夠抑制在CMP后的襯底表面所產(chǎn)生的段差，因此能夠防止因該段差而引起的在CMP后的工序中產(chǎn)生的問題，能夠提高半導(dǎo)體器件的信賴性。
附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1示出了在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，在被研磨膜的完成膜厚的評(píng)價(jià)或STI形成等所使用的研磨裝置(CMP裝置)的模型圖。
圖2示出了在本發(fā)明第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底上的缺口形狀的一個(gè)例子。
圖3示出了在本發(fā)明第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底上的缺口形狀的其它例子。
圖4示出了本發(fā)明第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底的制造方法的流程圖。
圖5示出了對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行STI-CMP時(shí)SiN膜的完成膜厚的測(cè)定結(jié)果。
圖6示出了在本發(fā)明的第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底的缺口形狀的一個(gè)例子。
圖7示出了對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行STI-CMP時(shí)SiN膜的完成膜厚的測(cè)定結(jié)果。
圖8示出了第1比較例所涉及的半導(dǎo)體襯底的缺口形狀的一個(gè)例子。
圖9示出了對(duì)第1比較例所涉及的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行STI-CMP時(shí)SiN膜的完成膜厚的測(cè)定結(jié)果。
圖10示出了第2比較例所涉及的半導(dǎo)體襯底的缺口形狀的一個(gè)例子。
圖11示出了對(duì)第2比較例所涉及的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行STI-CMP時(shí)SiN膜的完成膜厚的測(cè)定結(jié)果。
圖12的(a)～(c)為示出了本發(fā)明的第3實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件的制造方法的各個(gè)工序的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
(在實(shí)施例中使用的研磨器件)圖1為在如下所述的本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，在被研磨膜的完成膜厚的評(píng)價(jià)或STI形成等所使用的研磨裝置(CMP裝置)的示意圖。更具體地說，圖1示出了使安裝有研磨墊的研磨床和半導(dǎo)體襯底(半導(dǎo)體晶片)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，進(jìn)行CMP的情況。
在圖1所示的裝置中，為了在同一研磨床上同時(shí)研磨兩個(gè)半導(dǎo)體襯底，在平分研磨墊11的兩個(gè)區(qū)域設(shè)置一對(duì)半導(dǎo)體襯底12A及12B進(jìn)行研磨。半導(dǎo)體襯底12A及12B分別帶有缺口13A和13B。如圖1所示，CMP研磨是通過將半導(dǎo)體襯底12A及12B壓在研磨墊11上，同時(shí)使研磨墊11以及半導(dǎo)體襯底12A及12B旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行的。此時(shí)，由于半導(dǎo)體襯底12A及12B被大約1N/cm2以上的負(fù)載壓在研磨墊11上，因此壓壞了構(gòu)成研磨墊11的聚氨酯泡沫的氣孔，結(jié)果使研磨劑不能遍及各個(gè)襯底的全體，降低了研磨速度。為了防止該情況，本案發(fā)明者們想出了通過在研磨墊11上均勻地移動(dòng)有鉆石固定在其上的覆蓋物(無圖示)，使研磨墊11變粗躁，從而使研磨速度安定的對(duì)策。
研磨墊11也就是研磨床的旋轉(zhuǎn)方向14一般是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(CW)方向。此時(shí)，若半導(dǎo)體襯底12A及12B的旋轉(zhuǎn)方向15A及15B是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(CCW)方向，則提高了在各個(gè)襯底的研磨的均勻性。并且，此時(shí)，例如若觀察半導(dǎo)體襯底12A的缺口13A的旋轉(zhuǎn)，則由于研磨時(shí)缺口13A的肩部相對(duì)于研磨墊11的沖擊方向16大約為90度，可以預(yù)料到會(huì)出現(xiàn)因缺口13A而使研磨墊11的表面被切削的現(xiàn)象。
也就是說，由于缺口肩部在研磨中成為與研磨墊11垂直的特殊點(diǎn)，因此其作用不是壓壞研磨墊11，而是使研磨墊11變粗躁。所以，例如由于在STI-CMP中缺口13A或缺口13B所通過的軌跡部分的研磨墊11的表面變粗糙，產(chǎn)生由該軌跡部分的研磨墊11而引起的研磨速度自然上升的可能性。針對(duì)此問題，例如能夠設(shè)定各個(gè)襯底或研磨墊11的旋轉(zhuǎn)數(shù)，使半導(dǎo)體襯底12A或半導(dǎo)體襯底12B的任意點(diǎn)在研磨中通過研磨墊11上的軌跡變成隨機(jī)，但是，由于各個(gè)襯底并不是完全被固定在CMP裝置的機(jī)頭(省略圖示)，因此使在研磨墊11上的各個(gè)襯底的任意點(diǎn)的軌跡如計(jì)算一樣地完全隨機(jī)比較困難，每到一定的旋轉(zhuǎn)數(shù)就周期性地產(chǎn)生相同的軌跡。
如下所述的本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例在以上那樣的情況下，能夠抑制在CMP后的晶片表面的段差。
(第1實(shí)施例)以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底以及其制造方法進(jìn)行說明。
第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底的特征是在端部所形成的缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀，并且，該兩肩部的曲率的差為0mm以上且0.1mm以下。換句話說，在第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底(半導(dǎo)體晶片)上，缺口的兩肩部的形狀相同。因此，能夠防止例如在STI-CMP后的半導(dǎo)體晶片表面產(chǎn)生段差，具體地說，能夠防止在STI-CMP后的晶片邊緣部分的被研磨膜的完成膜厚變薄。
圖2示出了在第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底上的缺口形狀的一個(gè)例子。3維測(cè)定的結(jié)果，在圖2所示的缺口的圓弧狀的兩肩部的曲率較小，分別為R1＝0.116mm以及R2＝0.124mm。這里，|R1一R2|＜0.1mm，缺口的兩肩部的曲率的差較小。另外，在圖2，Vr表示缺口的深度，θv表示缺口的兩壁面(除了缺口底部以外)之間的角度。
圖3示出了在第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底上的缺口形狀的其它例子。3維測(cè)定的結(jié)果，在圖3所示的缺口的圓弧狀的兩肩部的曲率較小，分別是R1＝0.108mm以及R2＝0.117mm。這里，|R1-R2|＜0.1mm，缺口的兩肩部的曲率的差較小。并且，在圖3所示的缺口的圓弧狀的底部的曲率R3擁有1.0mm以上的值(具體地說是1.252mm)。另外，在圖3，Vr也表示缺口的深度，θv也表示缺口的兩壁面(除了缺口底部以外)之間的角度。
圖4是第1實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底的制造方法，也就是如圖2或圖3所示的半導(dǎo)體襯底的制造方法(晶片加工方法)的流程圖。
首先，在第1工序S1中，例如使用三維研磨機(jī)，例如對(duì)單結(jié)晶硅的鑄塊進(jìn)行外周研磨加工成圓柱狀。然后，在第2工序S2中，例如使用精密三維圓筒研磨機(jī)，在加工成圓柱狀的單結(jié)晶硅上形成所定形狀的缺口。這里，該缺口成為表示單結(jié)晶硅的結(jié)晶方位的位置對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志。
其次，在第3工序S3中，為了將圓柱狀的單結(jié)晶硅加工成圓盤狀的晶片，例如使用切斷機(jī)，將圓柱狀的單結(jié)晶硅進(jìn)行切片。然后，在第4工序S4中，為了防止通過切片而獲得的晶片的邊緣部的損傷，例如使用切削加工機(jī)對(duì)晶片端部進(jìn)行斜切。之后，在第5工序S5中，為了除去因切片在晶片表面形成的破碎層，例如使用研磨裝置將晶片研磨。然后，在第6工序S6中，為了除去在研磨后殘存的加工變質(zhì)層(因加工而變質(zhì)的層)，例如使用化學(xué)蝕刻(濕蝕刻)用的藥液對(duì)晶片進(jìn)行蝕刻。
其次，在第7工序S7中，為了將晶片的邊緣部平坦化且平滑化，例如使用邊緣用研磨裝置，將晶片端部的斜切部(端面以及斜面)進(jìn)行鏡面研磨。并且，例如使用開槽用研磨裝置，將晶片端部的缺口部進(jìn)行鏡面研磨。此時(shí)，在本實(shí)施例，使缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀，同時(shí)，使該兩肩部的曲率的差為0mm以上且0.1mm以下。此時(shí)，最好使缺口兩肩部的曲率都為0.3mm以上。并且，此時(shí)，最好使缺口的底部的形狀為圓弧狀，同時(shí)，使該底部的曲率為1mm以上，在此情況下，并且最好進(jìn)行鏡面加工使缺口的兩壁面之間形成89°以上且95°以下的角度。因此，對(duì)本實(shí)施例的晶片進(jìn)行CMP時(shí)，能夠確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊變粗躁。另外，在晶片端部的斜切部的鏡面研磨和在晶片端部的缺口部的鏡面研磨既可以分別進(jìn)行，或者也可以同時(shí)進(jìn)行。
其次，在第8工序S8中，為了將晶片表面平坦化且平滑化，使用研磨裝置(CMP裝置)將晶片的一面或兩面進(jìn)行鏡面研磨。然后，在第9工序S9中，為了除去付在晶片表面的微粒子、有機(jī)物或重金屬等的污染物將晶片洗凈化，使用濕洗凈液洗凈晶片。通過以上的各個(gè)工序，能夠獲得在圖2或圖3等所示的本實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底(晶片)。
圖5示出了使用在圖1所示的研磨裝置，在對(duì)具有圖2所示的缺口形狀的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行3次批量處理(合計(jì)6個(gè)半導(dǎo)體晶片)的STI-CMP時(shí)，被研磨膜(SiN膜)的完成膜厚的測(cè)定結(jié)果。在圖5中，橫軸示出了距晶片中心的距離(100mm是晶片端面)，縱軸示出了SiN膜的厚度。
如圖5所示，在距晶片端面5mm左右的晶片邊緣部，看不出SiN膜的膜厚急劇變薄這樣的現(xiàn)有的問題點(diǎn)(參照如下所述的第1或第2比較例)。相反，在該晶片邊緣部，SiN膜的膜厚變得有些厚。這里，在該晶片邊緣部的SiN膜的膜厚和在該晶片邊緣部以外的晶片部分的SiN膜的平均膜厚的差大約為10nm。并且，在該晶片邊緣部中，即使在距晶片端面的2～3mm左右的范圍內(nèi)，SiN膜的膜厚偏差也被抑制在比30nm的目標(biāo)值小的20nm左右以下。
如上所述，圖5所示的結(jié)果是使用如圖1所示的研磨裝置、也就是能夠在同一研磨床上同時(shí)研磨兩個(gè)半導(dǎo)體晶片的裝置而得到的結(jié)果。這里，即使在各個(gè)批量處理中的半導(dǎo)體晶片之間(供給新懸浮液的時(shí)機(jī)不同)，以及即使在各個(gè)批量處理之間(半導(dǎo)體晶片的處理順序不同)，SiN膜的膜厚偏差的傾向也沒有大的不同，不管在哪種情況下都能夠?qū)⒃撈钜种圃谀繕?biāo)值以下。也就是說，能夠證實(shí)半導(dǎo)體晶片的缺口形狀對(duì)SiN膜的膜厚偏差具有很大的影響。
如上所述，使用第1實(shí)施例，明白了使半導(dǎo)體晶片的缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀，同時(shí)，使該兩肩部的曲率的差為0.1mm以下是為了有效地控制STI-CMP后的SiN膜的完成膜厚。具體地說，由于半導(dǎo)體晶片的缺口的兩肩部的曲率均勻，因此在對(duì)該晶片進(jìn)行CMP時(shí)，能夠防止因缺口而引起的研磨墊(本實(shí)施例中圖1的研磨墊11)的特定部分變粗糙。所以，研磨墊的整個(gè)面的研磨速度變得均勻，結(jié)果能夠提高在晶片表面的被研磨膜的削去量的均勻性，因此能夠充分地抑制在CMP后的被研磨膜的完成膜厚的偏差。從而，能夠抑制在CMP后的晶片表面產(chǎn)生段差，例如能夠防止在形成柵極電極時(shí)產(chǎn)生尺寸偏差和電極間的短路等問題，因此能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
并且，使用第1實(shí)施例，由于能夠使左右從半導(dǎo)體晶片所能取得的芯片數(shù)量的晶片有效領(lǐng)域擴(kuò)大，因此能夠增加從半導(dǎo)體晶片所能取得的芯片數(shù)量，從而能夠降低半導(dǎo)體器件制造的成本。
另外，在第1實(shí)施例中，以直徑200mm的半導(dǎo)體晶片作了對(duì)象，不僅是它，以其它尺寸的半導(dǎo)體晶片作對(duì)象，也能夠獲得同樣的效果。
并且，在第1實(shí)施例中，以STI-CMP為前提，不僅是它，在用層間膜或金屬膜等作為被研磨膜的CMP處理中，也能夠獲得同樣的效果。
并且，在第1實(shí)施例中，使用了圖1所示的研磨裝置，使用其它種類的研磨裝置代替它，例如單片式研磨裝置(每次只處理一個(gè)晶片的研磨裝置)，也能夠獲得同樣的效果。
并且，在第1實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片的缺口形狀除了所述的本實(shí)施例的特征部分，都遵從SEMI標(biāo)準(zhǔn)。具體地說，缺口的深度為1.0mm以上且1.25mm以下。缺口的角度(缺口的兩壁面之間的角度)為89°以上且95°以下。此時(shí)，若缺口的底部擁有所定的曲率的圓弧狀，或者缺口壁面用從所周知的方法進(jìn)行鏡面加工，能夠更確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊變粗躁。具體地說，最好缺口底部的曲率為1mm以上。并且，若考慮到SEMI標(biāo)準(zhǔn)，缺口底部的曲率最大為1.5mm左右。
(第2實(shí)施例)以下，參照?qǐng)D示對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底以及其制造方法加以說明。
第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底的第1特征與第1實(shí)施例一樣，是在端部所形成的缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀，并且，該兩肩部的曲率的差為0mm以上且0.1mm以下。并且，第2特征是缺口的兩肩部的曲率都為0.3mm以上。換句話說，在第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底(半導(dǎo)體晶片)中，缺口的兩肩部的形狀相同，同時(shí)，缺口的兩肩部的曲率比第1實(shí)施例大。所以，能夠緩和研磨時(shí)缺口肩部對(duì)研磨墊的碰撞，因此能夠確實(shí)地防止例如在STI-CMP后的半導(dǎo)體晶片表面產(chǎn)生段差，具體地說，能夠確實(shí)地防止在STI-CMP后的晶片邊緣部的被研磨膜的完成膜厚變薄。
圖6示出了在第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底的缺口形狀的一個(gè)例子。3維測(cè)定的結(jié)果是在圖6所示的缺口的圓弧狀的兩肩部的曲率都較小，為R1＝0.788mm以及R2＝0.794mm。這里，|R1-R2|＜0.1mm，同時(shí)，R1＞0.3mm，R2＞0.3mm。并且，在圖6，Vr表示缺口的深度，θv表示缺口的兩壁面(除缺口底部以外)之間的角度。
并且，第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底的制造方法，也就是圖6所示的那樣的半導(dǎo)體襯底的制造方法(晶片加工方法)和圖4的流程圖所示的第1實(shí)施例一樣。
圖7示出了使用圖1所示的研磨裝置，對(duì)擁有圖6所示的缺口形狀的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行3次批量處理(合計(jì)6個(gè)半導(dǎo)體晶片)的STI-CMP時(shí)，被研磨膜(SiN膜)的完成膜厚的測(cè)定結(jié)果。在圖7，橫軸示出了距晶片中心的距離(100mm是晶片端面)，縱軸示出了SiN膜的厚度。
如圖7所示，在距晶片端面5mm左右的晶片邊緣部，看不到SiN膜的膜厚急劇地變薄那樣的現(xiàn)有的問題(參照如下所述的第1或第2比較例)，除了在距晶片端面3mm左右的測(cè)定點(diǎn)SiN膜的膜厚變厚了一點(diǎn)，其它的晶片部分SiN膜的膜厚幾乎都變得均勻。這里，在所述的晶片邊緣部的SiN膜的膜厚和在該晶片邊緣部以外的晶片部分的SiN膜的平均膜厚的差為10nm以下，該差與第1實(shí)施例相比縮小(改善)了2～3nm左右。并且，在該晶片邊緣部中，在距晶片端面2～3mm左右的范圍內(nèi)，SiN膜的膜厚偏差都被抑制在比第1實(shí)施例小的15nm左右以下。
如上所示，圖7所示的結(jié)果是使用如圖1所示的研磨裝置，也就是能夠在同一研磨床上同時(shí)研磨兩個(gè)半導(dǎo)體晶片的裝置而獲得的。這里，即使在各個(gè)批量處理中的半導(dǎo)體晶片之間(供給新懸浮液的時(shí)機(jī)不同)，以及即使在各個(gè)批量處理之間(半導(dǎo)體晶片的處理順序不同)，SiN膜的膜厚偏差的傾向也沒有大的不同，不管在哪種情況下都能夠?qū)⒃撈钜种圃谀繕?biāo)值(30nm)以下。也就是說，能夠證明半導(dǎo)體晶片的缺口形狀對(duì)SiN膜的膜厚偏差具有很大的影響。
如上所述，明白了使用第2實(shí)施例，與第1實(shí)施例一樣，使位于半導(dǎo)體晶片的缺口的兩肩部的曲率的差為0.1mm以下，同時(shí)，使兩肩部的曲率都為0.3mm以上，是為了控制STI-CMP后的SiN膜的完成膜厚，特別是能夠有效地將距晶片端面2～5mm左右的范圍的晶片邊緣部的該完成膜厚的偏差抑制在30nm以下。具體地說，由于半導(dǎo)體晶片的缺口的兩肩部的曲率均勻且該兩肩部的曲率都為0.3mm以上，因此在對(duì)該晶片進(jìn)行CMP時(shí)，能夠更確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊(本實(shí)施例中圖1的研磨墊11)的特定部分變粗糙。所以，研磨墊的整個(gè)面的研磨速度變得均勻，結(jié)果能夠提高在晶片表面的被研磨膜的削去量的均勻性，因此能夠充分地抑制在CMP后的被研磨膜的完成膜厚的偏差。從而，能夠抑制在CMP后的晶片表面產(chǎn)生段差，例如能夠防止在形成柵極電極時(shí)產(chǎn)生尺寸偏差和電極間的短路等問題，因此能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
另外，在第2實(shí)施例中，以直徑200mm的半導(dǎo)體晶片作了對(duì)象，不僅是它，用其它尺寸的半導(dǎo)體晶片作對(duì)象，也能夠獲得同樣的效果。
并且，在第2實(shí)施例中，以STI-CMP為前提，不僅是它，在用層間膜或金屬膜等作為被研磨膜的CMP處理中，也能夠獲得同樣的效果。
并且，在第2實(shí)施例中，使用了圖1所示的研磨裝置，使用其它種類的研磨裝置代替它，例如單片式研磨裝置(每次只處理一個(gè)晶片的裝置)，也能夠獲得同樣的效果。
并且，在第2實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片的缺口形狀除了所述的本實(shí)施例的特征部分以外，都遵從SEMI標(biāo)準(zhǔn)。具體地說，缺口的深度為1.0mm以上且1.25mm以下。缺口的角度(缺口的兩壁面之間的角度)為89°以上且95°以下。此時(shí)，若缺口的底部擁有所定的曲率的圓弧狀，或者缺口壁面用從所周知的方法進(jìn)行鏡面加工，能夠更確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊變粗躁。具體地說，最好缺口底部的曲率為1mm以上。并且，若考慮到SEMI標(biāo)準(zhǔn)，半導(dǎo)體晶片的缺口的兩肩部的曲率最大為2.0mm左右，缺口底部的曲率最大為1.5mm左右。
(第1比較例)圖8示出了第1比較例所涉及的半導(dǎo)體襯底的缺口形狀的一個(gè)例子。3維測(cè)定的結(jié)果是圖8所示的缺口的圓弧狀的兩肩部的曲率分別為R1＝0.610mm以及R2＝0.424mm，|R1-R2|＞0.1mm。另外，在圖8，Vr表示缺口的深度，θv表示缺口的兩壁面(除缺口底部以外)之間的角度。
通常，例如由于將缺口壁面進(jìn)行鏡面加工時(shí)的研磨機(jī)的研磨布的劣化等使缺口肩部的完成角度發(fā)生變化，因此在缺口的兩肩部的曲率之間產(chǎn)生超過0.1mm的差。換句話說，缺口兩肩部的圓弧狀相互不對(duì)稱。
圖9示出了使用圖1所示的研磨裝置，對(duì)擁有圖8所示的缺口形狀的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行3次批量處理以及一次單個(gè)處理(合計(jì)7個(gè)半導(dǎo)體晶片)的STI-CMP時(shí)，被研磨膜(SiN膜)的完成膜厚的測(cè)定結(jié)果。在圖9，橫軸示出了距晶片中心的距離(100mm是晶片端面)，縱軸示出了SiN膜的厚度。
如圖9所示，能夠看出在距晶片端面5mm左右的晶片邊緣部，SiN膜的膜厚急劇地變薄那樣的問題，具體地說，在該晶片邊緣部的SiN膜的膜厚與在除了該晶片邊緣部的晶片部分的SiN膜的平均膜厚相比，薄了20nm左右以上。并且，在該晶片邊緣部中，在距晶片端面2～3mm左右的范圍內(nèi)，SiN膜的膜厚偏差達(dá)到了45nm左右，不能實(shí)現(xiàn)30nm那樣的目標(biāo)值。
如上所示，圖9所示的結(jié)果是使用如圖1所示的研磨裝置，也就是能夠在同一研磨床上同時(shí)研磨兩個(gè)半導(dǎo)體晶片的裝置而獲得的。這里，即使在各個(gè)批量處理中的半導(dǎo)體晶片之間(供給新懸浮液的時(shí)機(jī)不同)，即使在各個(gè)批量處理之間(半導(dǎo)體晶片的處理順序不同)，并且即使在批量處理和單個(gè)處理之間，SiN膜的膜厚偏差的傾向也沒有大的不同，不管在哪種情況下都不能夠?qū)⒃撈钜种圃谀繕?biāo)值以下。也就是說，能夠證明半導(dǎo)體晶片的缺口形狀對(duì)SiN膜的膜厚偏差具有很大的影響。
(第2比較例)圖10示出了在第2比較例所涉及的半導(dǎo)體襯底的缺口形狀的一個(gè)例子。3維測(cè)定的結(jié)果是圖10所示的缺口的圓弧狀的兩肩部的曲率分別為R1＝0.322mm以及R2＝0.507mm，|R1-R2|＞0.1mm。另外，在圖10，Vr表示缺口的深度，θv表示缺口的兩壁面(除缺口底部以外)之間的角度。
通常，例如由于將缺口壁面進(jìn)行鏡面加工時(shí)的研磨機(jī)的研磨布的劣化等使缺口肩部的完成角度發(fā)生變化，因此在缺口的兩肩部的曲率之間產(chǎn)生超過0.1mm的差。換句話說，缺口兩肩部的圓弧狀相互不對(duì)稱。
圖11示出了使用圖1所示的研磨裝置，對(duì)擁有圖10所示的缺口形狀的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行3次批量處理(合計(jì)6個(gè)半導(dǎo)體晶片)的STI-CMP時(shí)，被研磨膜(SiN膜)的完成膜厚的測(cè)定結(jié)果。在圖11，橫軸示出了距晶片中心的距離(100mm是晶片端面)，縱軸示出了SiN膜的厚度。
如圖11所示，能夠看出在距晶片端面5mm左右的晶片邊緣部，SiN膜的膜厚急劇地變薄那樣的問題，具體地說，在該晶片邊緣部的SiN膜的膜厚與在除了該晶片邊緣部的晶片部分的SiN膜的平均膜厚相比，變薄了20nm左右以上。并且，在該晶片邊緣部中，在距晶片端面2～3mm左右的范圍內(nèi)，SiN膜的膜厚偏差達(dá)到了45nm左右，不能實(shí)現(xiàn)30nm那樣的目標(biāo)值。
如上所示，圖11所示的結(jié)果是使用如圖1所示的研磨裝置，也就是能夠在同一研磨床上同時(shí)研磨兩個(gè)半導(dǎo)體晶片的裝置而獲得的。這里，即使在各個(gè)批量處理中的半導(dǎo)體晶片之間(供給新懸浮液的時(shí)機(jī)不同)，即使在各個(gè)批量處理之間(半導(dǎo)體晶片的處理順序不同)，SiN膜的膜厚偏差的傾向也沒有大的不同，不管在哪種情況下都不能夠?qū)⒃撈钜种圃谀繕?biāo)值以下。也就是說，能夠證明半導(dǎo)體晶片的缺口形狀對(duì)SiN膜的膜厚偏差具有很大的影響。
(第3實(shí)施例)以下，參照?qǐng)D示對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法，具體地說，對(duì)使用第1或第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底(在缺口肩部的形狀方面擁有特征的半導(dǎo)體襯底)的半導(dǎo)體器件的制造方法加以說明。
圖12(a)～(c)為示出了第3實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體器件的制造方法的各個(gè)工序的剖面圖。
首先，如圖12(a)所示，在半導(dǎo)體襯底101上，依次形成保護(hù)氧化膜(SiO2膜)102，以及成為STI-CMP的終點(diǎn)檢出膜的氮化膜(SiN膜)103。將兩肩部的曲率的差為0mm以上且0.1mm以下的缺口設(shè)置在半導(dǎo)體襯底101的端部。這里，最好缺口的兩肩部的曲率都為0.3mm以上。并且，保護(hù)氧化膜102在半導(dǎo)體襯底101和氮化膜103之間作為緩沖膜作用。
接著，通過光刻，在元件隔離區(qū)域形成有開口部的抗蝕圖案(省略圖示)，再通過將該抗蝕圖案作為屏蔽，對(duì)于氮化膜103、保護(hù)氧化膜102以及半導(dǎo)體襯底101依次進(jìn)行干刻，形成元件隔離用的溝渠104。
其次，如圖12(b)所示，通過CVD法，在半導(dǎo)體襯底101上的整個(gè)面上沉積埋入氧化膜105，由此無空穴地埋入溝渠104。
其次，如圖12(c)所示，通過CMP法，通過研磨除去在形成半導(dǎo)體元件的活性區(qū)域上所沉積的埋入氧化膜105，也就是溝渠104的外側(cè)的埋入氧化膜105。從而，在溝渠104形成由埋入氧化膜105所構(gòu)成的元件隔離(STI)106。
此時(shí)，由于當(dāng)?shù)?03露出時(shí)，終點(diǎn)檢出機(jī)檢出的光的反射率，或者研磨機(jī)的研磨床的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩力量發(fā)生變動(dòng)，因此將該變動(dòng)產(chǎn)生的時(shí)刻作為對(duì)埋入氧化膜105進(jìn)行研磨的終點(diǎn)檢出。并且，在圖12(c)所示的CMP工序中的最終段差調(diào)整是用埋入氧化膜105的研磨速度比氮化膜103的研磨速度快兩倍以上的研磨條件進(jìn)行的。這樣一來，能夠抑制在構(gòu)成元件隔離106的埋入氧化膜105的表面和其它的襯底表面之間產(chǎn)生段差。并且，該最終段差調(diào)整通過調(diào)節(jié)CMP裝置的機(jī)頭(保持襯底的同時(shí)使襯底旋轉(zhuǎn)的部分)的旋轉(zhuǎn)速度或負(fù)載條件、貼有研磨墊的研磨床的旋轉(zhuǎn)速度、或懸浮液材料等進(jìn)行。
根據(jù)第3實(shí)施例，在第1或第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底，也就是在設(shè)置有兩肩部的曲率的差為0mm以上且0.1mm以下的缺口的半導(dǎo)體襯底101上形成溝渠104，然后，將埋入氧化膜105埋入溝渠104，之后，對(duì)該氧化膜105進(jìn)行CMP。此時(shí)，由于能夠充分地抑制在埋入氧化膜105的下側(cè)所形成的氮化膜103(也就是終點(diǎn)檢出膜)的完成膜厚的偏差，因此能夠抑制在CMP后的襯底表面產(chǎn)生段差。具體地說，即使對(duì)距成為半導(dǎo)體襯底101的半導(dǎo)體晶片的端面2～5mm左右的范圍，也能夠使在STI-CMP后的晶片表面所產(chǎn)生的段差，也就是平坦化加工偏差在30nm以下。所以，能夠防止因襯底表面的段差而引起的在CMP后的工序中產(chǎn)生的問題，因此能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。并且，能夠使從半導(dǎo)體晶片所能取得的芯片數(shù)量的晶片有效領(lǐng)域擴(kuò)大。也就是說，由于能夠增加從半導(dǎo)體晶片所能取得的芯片數(shù)量，因此能夠降低半導(dǎo)體器件制造的成本。
并且，根據(jù)第3實(shí)施例，在將埋入氧化膜105進(jìn)行平坦化的工序中，使用埋入氧化膜105的研磨速度比氮化膜(終點(diǎn)檢出膜)103的研磨速度快兩倍以上的研磨條件。因此，能夠確實(shí)地測(cè)定在成為半導(dǎo)體襯底101的半導(dǎo)體晶片的全體上，或在晶片上以半導(dǎo)體器件(芯片)為單位的部分上是否完成了平坦化。并且，能夠防止在CMP后的氮化膜103(終點(diǎn)檢出膜)的完成膜厚隨芯片內(nèi)的溝渠104的存在密度而產(chǎn)生差，或者在晶片內(nèi)的CMP后的氮化膜103的完成膜厚隨芯片內(nèi)的溝渠104的存在密度而產(chǎn)生差。
另外，在第3實(shí)施例中，不特別地限定成為半導(dǎo)體襯底101的半導(dǎo)體晶片的尺寸。
并且，在第3實(shí)施例中，以STI-CMP為前提，不僅是它，在用層間膜或金屬膜等作為被研磨膜的CMP處理中，也能夠獲得同樣的效果。
并且，在第3實(shí)施例中，不特別限定在STI-CMP中所用的研磨裝置。
并且，在第3實(shí)施例中，成為半導(dǎo)體襯底101的半導(dǎo)體晶片的缺口形狀除了第1或第2實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體襯底的特征部分，都遵從SEMI標(biāo)準(zhǔn)。具體地說，缺口的深度為1.0mm以上且1.25mm以下。缺口的角度(缺口的兩壁面之間的角度)為89°以上且95°以下。此時(shí)，若缺口的底部具有所定的曲率的圓弧狀，或者缺口壁面是用從所周知的方法進(jìn)行鏡面加工，能夠更確實(shí)地防止因缺口而引起的研磨墊變粗躁。具體地說，最好缺口底部的曲率為1mm以上。并且，若考慮到SEMI規(guī)格，在半導(dǎo)體晶片的缺口的兩肩部的曲率最大為2.0mm左右，缺口底部的曲率最大為1.5mm左右。
并且，在第3實(shí)施例中，在將埋入氧化膜105進(jìn)行平坦化的工序后，最好包括通過化學(xué)機(jī)械的研磨將氮化膜103也就是終點(diǎn)檢出膜研磨的工序。這樣一來，通過研磨除去氮化膜103后，例如能夠通過光刻形成沒有尺寸偏差的柵極電極圖案等。
(產(chǎn)業(yè)上的利用可能性)本發(fā)明涉及半導(dǎo)體襯底、其制造方法以及半導(dǎo)體器件的制造方法，在用于成為CMP的對(duì)象的半導(dǎo)體襯底時(shí)，特別有用。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體襯底，其在端部有缺口，其特征在于所述缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀，并且所述兩肩部的曲率的差大于等于0mm且小于等于0.1mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的半導(dǎo)體襯底，其特征在于所述兩肩部的曲率都大于等于0.3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的半導(dǎo)體襯底，其特征在于所述缺口的底部的形狀為圓弧狀，所述底部的曲率大于等于1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求第3項(xiàng)所述的半導(dǎo)體襯底，其特征在于所述缺口的兩壁面都被進(jìn)行鏡面加工，并且它們之間的角度大于等于89°且小于等于95°。
5.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該半導(dǎo)體器件使用權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的半導(dǎo)體襯底，其特征在于其包括將絕緣膜或?qū)щ娔ぢ袢嗽O(shè)在所述半導(dǎo)體襯底的凹部的工序，和用化學(xué)機(jī)械的研磨將所述絕緣膜或所述導(dǎo)電膜平坦化的工序。
6.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該半導(dǎo)體器件使用權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的半導(dǎo)體襯底，其特征在于其包括在所述半導(dǎo)體襯底上形成終點(diǎn)檢出膜的工序、用光掩膜圖案對(duì)所述終點(diǎn)檢出膜及所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行蝕刻形成隔離溝的工序、在所述隔離溝埋人絕緣膜的工序和用化學(xué)機(jī)械的研磨將所述絕緣膜平坦化的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求第6項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于在將所述絕緣膜平坦化的工序中，所述絕緣膜的研磨速度比所述終點(diǎn)檢出膜的研磨速度快2倍以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求第6項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于在將所述絕緣膜平坦化的工序之后，包括用化學(xué)機(jī)械的研磨將所述終點(diǎn)檢出膜研磨的工序。
9.一種半導(dǎo)體襯底的制造方法，其在端部有缺口，其特征在于包括將所述端部進(jìn)行鏡面研磨的加工工序，所述加工工序包括使所述缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀并且使所述兩肩部的曲率的差都大于等于0mm且小于等于0.1mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求第9項(xiàng)所述的半導(dǎo)體襯底的制造方法，其特征在于所述加工工序包括使所述兩肩部的曲率都大于等于0.3mm的工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求第9項(xiàng)所述的半導(dǎo)體襯底的制造方法，其特征在于所述加工工序包括使所述缺口的底部的形狀為圓弧狀并且使所述底部的曲率大于等于1mm的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求第11項(xiàng)所述的半導(dǎo)體襯底的制造方法，其特征在于所述加工工序包括為使所述缺口的兩壁面之間的角度大于等于89°且小于等于95°而進(jìn)行鏡面加工的工序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體襯底、其制造方法以及半導(dǎo)體器件的制造方法。其目的在于抑制CMP后的襯底表面的段差。在端部擁有缺口的半導(dǎo)體襯底上，缺口的兩肩部的形狀都為圓弧狀，同時(shí)，兩肩部的曲率的差在0mm以上且0.1mm以下。
文檔編號(hào)H01L21/306GK1518068SQ20041000228
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月20日
發(fā)明者日高義晴, 池之內(nèi)勝行, 勝行 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社