一種高k電介質(zhì)硅晶片的拋光方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高K電介質(zhì)硅晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)，包括步驟：收入硅晶片，該硅晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，其器件結(jié)構(gòu)面至少包括金屬層、阻擋層、介質(zhì)層以及高K電介質(zhì)；電化學(xué)拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面，電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，金屬層仍有剩余；化學(xué)機(jī)械研磨器件結(jié)構(gòu)面的剩余金屬層，化學(xué)機(jī)械研磨過程結(jié)束后，剩余金屬層和阻擋層被去除至露出介質(zhì)層；清洗硅晶片并取出；其中，在電化學(xué)拋光過程中，對器件結(jié)構(gòu)面未施加任何下壓力，或者器件結(jié)構(gòu)面所產(chǎn)生的形變應(yīng)力在0.1psi以下。采用該方法能夠?qū)€寬在45nm以下的硅晶片進(jìn)行拋光，且大大降低了劃傷和粉碎硅晶片的風(fēng)險，提升了良率和產(chǎn)率。
【專利說明】
一種高κ電介質(zhì)硅晶片的拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體生產(chǎn)和加工領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種拋光高Κ電介質(zhì)硅晶 片的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)摩爾定律，每十八個月，在同樣面積的硅晶片上將把兩倍的晶體管"塞"進(jìn)去， 從單個晶體管的角度來看，為了延續(xù)摩爾定律，就意味著每過兩年，單個晶體管的尺寸就要 縮小到原來的一半。半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展至今，組成晶體管的材料已經(jīng)到達(dá)了它的物理電氣特 性的極限。最早到達(dá)這一極限的是晶體管的柵極氧化物，即柵極電介質(zhì)。在線寬為45nm及 以上的晶體管中，其柵極電介質(zhì)通常都是采用二氧化硅（Si0 2)層，但在線寬為45nm以下的 晶體管中，已經(jīng)縮減至僅有5個氧原子厚度的二氧化硅層已經(jīng)無法再繼續(xù)減薄了！因此， 柵極電介質(zhì)的材料必須更換，高K電介質(zhì)由于其高的絕緣屬性和介電屬性成為了新的柵極 電介質(zhì)材料的不二之選。而這一材料的替換引起了牽一發(fā)而動全身的變革，整個晶體管乃 至硅晶片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)均發(fā)生了相應(yīng)的變化。
[0003] 本領(lǐng)域人員可知的是，硅晶片的結(jié)構(gòu)由其功用的不同，可以分為互連結(jié)構(gòu)和器件 結(jié)構(gòu)。如圖1中所示的，通常，業(yè)內(nèi)將硅晶片的互連結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為后段102,用于形成溝槽以連 通電氣線路，其中主要包含了銅連線、鎢塞等結(jié)構(gòu)，且由多個層次堆疊而成，圖中僅畫出了 后段102的一小部分；而將硅晶片的器件結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為前段101，用于設(shè)置NM0S管、PM0S管等 以形成實現(xiàn)各種功能的器件，前段101主要包含了 M0S管的柵極、漏極和源極等結(jié)構(gòu)。
[0004] 高K材料的引入對硅晶片器件結(jié)構(gòu)部分產(chǎn)生的顯著影響可以參考圖2和圖3進(jìn)行 對比獲知。圖2展示的是線寬在45nm以上、用二氧化硅層作為柵極電介質(zhì)的硅晶片的器件 結(jié)構(gòu)。在娃晶片的最底層為娃基板201，在娃基板201的中部生長有作為概極電介質(zhì)的二氧 化硅層202,二氧化硅層202上方為硅晶片的柵極部分，45nm以上的晶片通常采用的是多晶 硅204作為柵極。多晶硅204兩側(cè)由介質(zhì)層203填充，硅晶片的源極和漏極被介質(zhì)層203 所覆蓋。而在線寬為45nm以下的硅晶片中，如圖3所示，其柵極電介質(zhì)被替換為了高K材 料302,作為柵極的材料也由多晶硅變成了金屬鋁膜304,由于金屬鋁膜304與介質(zhì)層303 不兼容，二者之間設(shè)置有用于過渡的阻擋層305,同時，阻擋層305也將金屬鋁膜304和高K 材料302進(jìn)行了阻隔。
[0005] 由于硅晶片的器件結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，半導(dǎo)體加工的工藝也必然將順勢改變，結(jié)合 圖2和圖4a、圖4b所示，以往線寬在45nm以上的硅晶片被拋光時，通常采用化學(xué)機(jī)械研磨 (CMP研磨）的方法使硅晶片與研磨墊發(fā)生機(jī)械摩擦，以使原本凹凸不平的介質(zhì)層203被研 磨平整，這一過程中會去除掉一部分介質(zhì)層203。結(jié)合圖3和圖4a、圖4b，線寬到達(dá)45nm以 下后，硅晶片的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，拋光需要去除的不再是介質(zhì)層，而是需要將器件結(jié)構(gòu)表面 的金屬鋁膜304和阻擋層305去除并露出介質(zhì)層303,所以原有的CMP研磨工藝并不完全適 于研磨新的硅晶片的器件結(jié)構(gòu)。另一方面，CMP研磨工藝為了達(dá)到研磨目的，研磨設(shè)備將對 硅晶片施加一定的下壓力，這種下壓力一般要達(dá)到數(shù)個psi (通常大于lpsi)，根據(jù)力的相 對性，硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面上也將產(chǎn)生相反的形變應(yīng)力，這種由研磨設(shè)備施加的下壓力控 制不好的話，容易劃傷甚至壓碎硅晶片，使硅晶片的產(chǎn)率和良率受到極大的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 由于原有的CMP研磨工藝存在上述局限性，有必要研發(fā)和采用更加優(yōu)良的拋光處 理方法，以應(yīng)對線寬日益減小的新型硅晶片的高標(biāo)準(zhǔn)和高要求。本發(fā)明涉及線寬在45nm以 下、包含有高K電介質(zhì)的硅晶片的拋光方法，且主要是針對該類硅晶片的器件結(jié)構(gòu)，即硅晶 片的前段進(jìn)行拋光。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種高K電介質(zhì)硅晶片的拋光方法，具體方案 如下：
[0008] -種高K電介質(zhì)硅晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)，包括 步驟：
[0009] 收入硅晶片，該硅晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，所述硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面至少 包括金屬層、阻擋層、介質(zhì)層以及高K電介質(zhì)，該介質(zhì)層中具有柵極開口，該高K電介質(zhì)位于 該柵極開口底部，該阻擋層覆蓋該介質(zhì)層、柵極開口的側(cè)壁以及高K電介質(zhì)層、該金屬層填 充該柵極開口并覆蓋該阻擋層；
[0010] 電化學(xué)拋光所述硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面，所述電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，所述金屬層 仍有剩余；
[0011] 化學(xué)機(jī)械研磨所述器件結(jié)構(gòu)面的剩余金屬層，所述化學(xué)機(jī)械研磨過程結(jié)束后，所 述剩余金屬層和所述阻擋層被去除至露出所述介質(zhì)層；
[0012] 清洗所述硅晶片并取出；
[0013] 其中，在所述電化學(xué)拋光過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面未施加任何下壓力，或者所述 器件結(jié)構(gòu)面所產(chǎn)生的形變應(yīng)力在0. lpsi以下。
[0014] 進(jìn)一步地，所述金屬層的材料為鋁或鋁的合金。
[0015] 進(jìn)一步地，所述剩余金屬層的厚度為50〇A-200〇A"
[0016] 優(yōu)選地，在所述化學(xué)機(jī)械研磨過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面施加 1-lOpsi的下壓力。
[0017] -種高K電介質(zhì)硅晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)，包括 步驟：
[0018] 收入硅晶片，該硅晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，所述硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面至少 包括金屬層、阻擋層、介質(zhì)層以及高K電介質(zhì)，該介質(zhì)層中具有柵極開口，該高K電介質(zhì)位于 該柵極開口底部，該阻擋層覆蓋該介質(zhì)層、柵極開口的側(cè)壁以及高K電介質(zhì)層、該金屬層填 充該柵極開口并覆蓋該阻擋層；
[0019] 化學(xué)機(jī)械研磨所述硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面，所述化學(xué)機(jī)械研磨過程結(jié)束后，所述金 屬層仍有剩余；
[0020] 電化學(xué)拋光所述器件結(jié)構(gòu)面的剩余金屬層，所述電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，所述剩 余金屬層和所述阻擋層被去除至露出所述介質(zhì)層；
[0021] 清洗所述硅晶片并取出；
[0022] 其中，在所述電化學(xué)拋光過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面未施加任何下壓力，或者所述 器件結(jié)構(gòu)面所產(chǎn)生的形變應(yīng)力在0. lpsi以下。
[0023] 進(jìn)一步地，所述金屬層的材料為鋁或鋁的合金。
[0024] 進(jìn)一步地，所述剩余金屬層的厚度為500A-2000A。
[0025] 優(yōu)選地，在所述化學(xué)機(jī)械研磨過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面施加 Ι-lOpsi的下壓力。
[0026] -種高K電介質(zhì)硅晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)，包括 步驟：
[0027] 收入硅晶片，該硅晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，所述硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面至少 包括金屬層、阻擋層、介質(zhì)層以及高K電介質(zhì)，該介質(zhì)層中具有柵極開口，該高K電介質(zhì)位于 該柵極開口底部，該阻擋層覆蓋該介質(zhì)層、柵極開口的側(cè)壁以及高K電介質(zhì)層、該金屬層填 充該柵極開口并覆蓋該阻擋層；
[0028] 電化學(xué)拋光所述硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面，所述電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，所述金屬層 和所述阻擋層被去除至露出所述介質(zhì)層；
[0029] 清洗所述硅晶片并取出；
[0030] 其中，在所述電化學(xué)拋光過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面未施加任何下壓力，或者所述 器件結(jié)構(gòu)面所產(chǎn)生的形變應(yīng)力在0. lpsi以下。
[0031] 進(jìn)一步地，所述金屬層的材料為鋁或鋁的合金。
[0032] 采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，能夠消除硅晶片碎裂或被劃傷的風(fēng)險，提高硅晶 片的產(chǎn)率和良率，并為生產(chǎn)廠家節(jié)約大量人力物力成本。
【附圖說明】
[0033] 圖1是一種硅晶片器件結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2是一種線寬在45nm及以上的硅晶片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖3是一種線寬在45nm以下的硅晶片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖4a和圖4b是拋光線寬在45nm及以上的娃晶片時所米用的拋光方法的不意圖；
[0037] 圖5a~圖5c是本發(fā)明拋光方法的第一實施方式不意圖；
[0038] 圖6a~圖6c是本發(fā)明拋光方法的第二實施方式的示意圖；
[0039] 圖7是本發(fā)明涉及到的電化學(xué)拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖8a~圖8b是本發(fā)明拋光方法的第三實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0041] 請本領(lǐng)域技術(shù)人員和公眾參考附圖及以下內(nèi)容知悉本發(fā)明的技術(shù)方案并清楚的 了解本發(fā)明所劃取的保護(hù)邊界：
[0042] 圖5a~圖5c展示的是本發(fā)明拋光方法的第一實施方式，具體為：
[0043] -種高K電介質(zhì)硅晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)，包括 步驟：
[0044] 收入硅晶片，該硅晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面至少包括 金屬層、阻擋層、介質(zhì)層以及高K電介質(zhì)；
[0045] 電化學(xué)拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面，電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，金屬層剩余約500七
[0046] 化學(xué)機(jī)械研磨器件結(jié)構(gòu)面的剩余金屬層，化學(xué)機(jī)械研磨過程中對硅晶片的器件結(jié) 構(gòu)面施加 lpsi的下壓力，研磨過程結(jié)束后剩余金屬層和阻擋層被去除，介質(zhì)層露出；
[0047] 清洗娃晶片并取出；
[0048] 其中，在電化學(xué)拋光過程中，對器件結(jié)構(gòu)面未施加任何下壓力，金屬層的材料為 錯。
[0049] 在該實施方式中，采用了先進(jìn)行電化學(xué)拋光拋去大部分金屬層，再通過化學(xué)機(jī)械 研磨（CMP研磨）去掉剩余的金屬層，以及阻擋層的兩段式拋光方法。
[0050] 由于在電化學(xué)拋光過程中，并沒有對硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面施加任何下壓力，所以 電化學(xué)拋光過程是一種無應(yīng)力的拋光過程，由這種無應(yīng)力的電化學(xué)拋光方法拋去硅晶片表 面的大部分金屬鋁膜，能夠很好的保護(hù)了硅晶片，確保了硅晶片不會被劃傷或壓碎。
[0051] 而之所以在電化學(xué)拋光之后又進(jìn)行了 CMP研磨，是因為雖然CMP研磨可能會導(dǎo)致 硅晶片的劃傷或壓碎，但劃傷或壓碎現(xiàn)象的產(chǎn)生是有一定概率的，且需要較長時間的CMP 研磨才會發(fā)生大面積的劃傷或壓碎現(xiàn)象。當(dāng)CMP研磨時間較短時，壓碎的概率被大大降低， 而劃傷的程度尚不至于對硅晶片造成特別嚴(yán)重的損傷，仍有可能在良率允許的范圍之內(nèi)， 而經(jīng)過CMP研磨之后的硅晶片，其表面的粗糙度將非常好，從視覺感官上給人以锃亮的感 覺，這一點(diǎn)是電化學(xué)拋光比較難做到的。
[0052] 而至于留給CMP研磨的剩余金屬層的厚度宜在500A-2000A左右，本實施方式中 選擇留給CMP進(jìn)行研磨的剩余金屬層的厚度為500A左右。當(dāng)剩余金屬層的厚度過厚，超 過2000A左右時，CMP研磨的時間將會比較長，可能會使劃傷產(chǎn)生的影響以及粉碎硅晶片 的概率大大增加；而如果留下的剩余金屬層的厚度過薄，小于5〇qA左右，會由于CMP研磨 設(shè)備自身精度原因，而無法準(zhǔn)確的控制研磨去除厚度。另外，為了確保拋光效果，通常即使 已經(jīng)觀察到介質(zhì)層的露出，操作人員也會繼續(xù)再多研磨一段時間，一般為10-20S，以使硅晶 片表面的金屬層和阻擋層能夠徹底被除去。
[0053] 在CMP研磨的過程中，對下壓力的掌控也尤為重要，將下壓力設(shè)置在l-10psi的范 圍內(nèi)屬較為合理。下壓力過大，容易壓碎晶圓，或造成劃痕；下壓力太小，則研磨速率緩慢， 影響生產(chǎn)效率。
[0054] 下面將結(jié)合圖6a_圖6c，以及圖7介紹本發(fā)明拋光方法的第二實施方式以及本發(fā) 明拋光方法中涉及到的電化學(xué)拋光裝置。
[0055] -種高K電介質(zhì)硅晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)，包括 步驟：
[0056] 收入硅晶片，該硅晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面至少包括 金屬層、阻擋層、介質(zhì)層以及高K電介質(zhì)；
[0057] 化學(xué)機(jī)械研磨硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面，化學(xué)機(jī)械研磨過程中對硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面 施加 lOpsi的下壓力，研磨過程結(jié)束后，金屬層剩余約2000A;
[0058] 電化學(xué)拋光器件結(jié)構(gòu)面的剩余金屬層，拋光過程結(jié)束后剩余金屬層和阻擋層被去 除，介質(zhì)層露出；
[0059] 清洗娃晶片并取出；
[0060] 其中，在電化學(xué)拋光過程中，器件結(jié)構(gòu)面上所產(chǎn)生的形變應(yīng)力為0. lpsi，金屬層的 材料為鋁和鈦的合金。
[0061] 該實施方式同樣采用了兩段式的拋光方法，先由化學(xué)機(jī)械研磨去除掉部分金屬 層，而將剩余的金屬層以及阻擋層留給了后續(xù)的電化學(xué)拋光予以去除。這主要是考慮到經(jīng) 濟(jì)因素，因為在電化學(xué)拋光中，其拋光液是可以回收利用的；而CMP研磨中的研磨液則非常 昂貴，且難以回收利用。因此，如果在CMP研磨一定程度之后將剩下的部分交給電化學(xué)拋 光，相比于全程都由CMP研磨進(jìn)行處理，具有節(jié)約成本的好處。
[0062] 圖7給出了本發(fā)明拋光方法中所涉及到的電化學(xué)拋光裝置?？梢钥吹?，該裝置主 要包括旋轉(zhuǎn)卡盤401、電源405和噴頭404三部分結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)卡盤401用于固持硅晶片402 并帶動硅晶片402旋轉(zhuǎn)和平移。噴頭404在拋光過程中持續(xù)地向硅晶片402噴射拋光液， 產(chǎn)生拋光液柱403以達(dá)到拋光硅晶片402的目的。由于拋光液柱403噴射至硅晶片402之 后勢必在硅晶片402的表面產(chǎn)生一定的液壓，而根據(jù)力的相對性原理，硅晶片402自身也勢 必會發(fā)生一定的形變，并產(chǎn)生形變應(yīng)力，這也就是實施方式二中硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面上所 產(chǎn)生的0. lpsi形變應(yīng)力的來源。不過，這種液壓導(dǎo)致的形變應(yīng)力，相較于CMP研磨中的下 壓力已經(jīng)十分微小了。而且這種電化學(xué)拋光方法不涉及CMP研磨中的研磨墊和研磨顆粒， 不存在劃傷硅晶片的物理結(jié)構(gòu)，也更不會擊碎硅晶片，所以大大提高了硅晶片生產(chǎn)的良率。
[0063] 同樣的，在本實施方式中，電化學(xué)拋光器件結(jié)構(gòu)面的剩余金屬層時，當(dāng)已經(jīng)觀察到 介質(zhì)層露出之后，仍然有必要過拋10-20S，以確保拋光目的的實現(xiàn)。
[0064] 圖8a-圖8b涉及到本發(fā)明拋光方法的第三實施方式。具體為：
[0065] -種高K電介質(zhì)硅晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)，包括 步驟：
[0066] 收入硅晶片，該硅晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，其器件結(jié)構(gòu)面至少包括金屬層、 阻擋層、介質(zhì)層以及高K電介質(zhì)；
[0067] 電化學(xué)拋光硅晶片的器件結(jié)構(gòu)面，電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，金屬層和阻擋層被去 除，介質(zhì)層露出；
[0068] 清洗娃晶片并取出；
[0069] 其中，在電化學(xué)拋光過程中，器件結(jié)構(gòu)面所產(chǎn)生的形變應(yīng)力遠(yuǎn)小于0. lpsi，金屬層 所包含的金屬為鋁和鈦的合金。
[0070] 該實施方式僅采用了一站式的拋光方法，全程均由形變應(yīng)力極低下的電化學(xué)拋光 完成，而無 CMP研磨的介入。其中，形變應(yīng)力的大小完全通過控制噴頭與硅晶片之間的距 離、以及噴頭的射速來控制到遠(yuǎn)小于〇. lpsi的程度。另外，電化學(xué)拋光時當(dāng)已經(jīng)觀察到介 質(zhì)層露出之后，仍然需要繼續(xù)拋光10-20S，以確保硅晶片表面的金屬層和阻擋層被去除干 凈。該實施方式步驟簡潔、節(jié)約成本且硅晶片的良率也得到了保障。
[0071] 以上所述為本發(fā)明不具限制性的較佳實施方式，他人在此發(fā)明構(gòu)思之上的無創(chuàng)新 性的變式仍將落入本發(fā)明權(quán)利要求書所劃定的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光娃晶片的器件結(jié)構(gòu)，其特征 在于，包括步驟： 收入娃晶片，該娃晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，所述娃晶片的器件結(jié)構(gòu)面至少包括 金屬層、阻擋層、介質(zhì)層W及高K電介質(zhì)，該介質(zhì)層中具有柵極開口，該高K電介質(zhì)位于該柵 極開口底部，該阻擋層覆蓋該介質(zhì)層、柵極開口的側(cè)壁W及高K電介質(zhì)層、該金屬層填充該 柵極開口并覆蓋該阻擋層； 電化學(xué)拋光所述娃晶片的器件結(jié)構(gòu)面，所述電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，所述金屬層仍有 剩余； 化學(xué)機(jī)械研磨所述器件結(jié)構(gòu)面的剩余金屬層，所述化學(xué)機(jī)械研磨過程結(jié)束后，所述剩 余金屬層和所述阻擋層被去除至露出所述介質(zhì)層； 清洗所述娃晶片并取出； 其中，在所述電化學(xué)拋光過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面未施加任何下壓力，或者所述器件 結(jié)構(gòu)面所產(chǎn)生的形變應(yīng)力在0.1 psi W下。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，其特征在于，所述金屬層的材 料為侶或侶的合金。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，其特征在于，所述剩余金屬層 的厚度為規(guī)OA-2000A。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，其特征在于，在所述化學(xué)機(jī)械 研磨過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面施加 I-IOpsi的下壓力。5. -種高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光娃晶片的器件結(jié)構(gòu)，其特征 在于，包括步驟： 收入娃晶片，該娃晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，所述娃晶片的器件結(jié)構(gòu)面至少包括 金屬層、阻擋層、介質(zhì)層W及高K電介質(zhì)，該介質(zhì)層中具有柵極開口，該高K電介質(zhì)位于該柵 極開口底部，該阻擋層覆蓋該介質(zhì)層、柵極開口的側(cè)壁W及高K電介質(zhì)層、該金屬層填充該 柵極開口并覆蓋該阻擋層； 化學(xué)機(jī)械研磨所述娃晶片的器件結(jié)構(gòu)面，所述化學(xué)機(jī)械研磨過程結(jié)束后，所述金屬層 仍有剩余； 電化學(xué)拋光所述器件結(jié)構(gòu)面的剩余金屬層，所述電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，所述剩余金 屬層和所述阻擋層被去除至露出所述介質(zhì)層； 清洗所述娃晶片并取出； 其中，在所述電化學(xué)拋光過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面未施加任何下壓力，或者所述器件 結(jié)構(gòu)面所產(chǎn)生的形變應(yīng)力在0.1 psi W下。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，其特征在于，所述金屬層的材 料為侶或侶的合金。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，其特征在于，所述剩余金屬層 的厚度為500A-2000A..8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，其特征在于，在所述化學(xué)機(jī)械 研磨過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面施加 I-IOpsi的下壓力。9. 一種高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，該方法應(yīng)用于拋光娃晶片的器件結(jié)構(gòu)，其特征 在于，包括步驟： 收入娃晶片，該娃晶片具有待拋光的器件結(jié)構(gòu)面，所述娃晶片的器件結(jié)構(gòu)面至少包括 金屬層、阻擋層、介質(zhì)層W及高K電介質(zhì)，該介質(zhì)層中具有柵極開口，該高K電介質(zhì)位于該柵 極開口底部，該阻擋層覆蓋該介質(zhì)層、柵極開口的側(cè)壁W及高K電介質(zhì)層、該金屬層填充該 柵極開口并覆蓋該阻擋層； 電化學(xué)拋光所述娃晶片的器件結(jié)構(gòu)面，所述電化學(xué)拋光過程結(jié)束后，所述金屬層和所 述阻擋層被去除至露出所述介質(zhì)層； 清洗所述娃晶片并取出； 其中，在所述電化學(xué)拋光過程中，對所述器件結(jié)構(gòu)面未施加任何下壓力，或者所述器件 結(jié)構(gòu)面所產(chǎn)生的形變應(yīng)力在0.1 psi W下。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的高K電介質(zhì)娃晶片的拋光方法，其特征在于，所述金屬層的 材料為侶或侶的合金。
【文檔編號】H01L21/321GK105990097SQ201510081997
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月15日
【發(fā)明人】楊貴璞, 王堅, 王暉
【申請人】盛美半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司