[发明专利]半导体器件的介电层化学机械研磨方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件的介电层化学机械研磨方法，涉及半导体集成电路制造技术，所述半导体器件包括衬底，衬底上包括介电层，且所述衬底上第一区域内的介电层内金属线坯的间隙不等于第二区域内的介电层内金属线坯的间隙，该方法包括在所述第二区域的介电层上淀积光罩层，以所述光罩层为掩膜向所述第一区域内掺杂金属离子；去除所述光罩层；以及步骤S3：使用化学机械研磨液对所述介电层进行化学机械研磨，以调配介电层内金属线坯的间隙不同的区域之间的研磨速度，进而使器件电性开启电压匹配。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造技术，尤其涉及一种半导体器件的介电层化学机械研磨方法。

背景技术

在半导体集成电路制造技术中，高k介质/金属栅(high k/metal gate)制程开发越来越引起重视，其中介电层化学机械研磨是其关键步骤之一。

请参阅图1，图1为一半导体器件的示意图。如图1所示，半导体器件包括衬底110，衬底上包括栅极结构120及介电层130。如图1所示，第一区域140内的栅极结构120比较密集，也即第一区域140内的介电层内金属线坯的间隙较小，线宽较小；而第二区域150内的栅极结构120比较稀疏，也即第二区域150内的介电层内金属线坯的间隙较大，线宽较大。

目前，介电层化学机械研磨过程会使介电层内金属线坯的间隙不同的区域内的研磨速度不同,而导致下制成的金属化学机械研磨后介电层内金属线坯的间隙不同的区域内的栅极结构高度不一样，而导致器件电性开启电压的不匹配。如图2所示，介电层化学机械研磨后第二区域150内的介电层较第一区域140内的介电层薄。如图3所示，下制成的金属化学机械研磨后，第二区域150内的栅极结构较第一区域140内的栅极结构低。

为了解决这种问题，可以使研磨速度快的区域减少研磨时间,但这常常提高了金属残留的风险。

发明内容

本发明之一目的在于提供一种半导体器件的介电层化学机械研磨方法，其中，所述半导体器件包括衬底，衬底上包括介电层，且所述衬底上第一区域内的介电层内金属线坯的间隙不等于第二区域内的介电层内金属线坯的间隙，本发明提供的半导体器件的介电层化学机械研磨方法，包括：步骤S1：在所述第二区域的介电层上淀积光罩层，以所述光罩层为掩膜向所述第一区域内掺杂金属离子；步骤S2：去除所述光罩层；以及步骤S3：使用化学机械研磨液对所述介电层进行化学机械研磨。

更进一步的，更包括步骤S4：进行下制成的金属化学机械研磨，且下制成的金属化学机械研磨后，所述第二区域内的栅极结构的高度等于所述第一区域内的栅极结构的高度。

更进一步的，所述化学机械研磨液的特性为：SiN removal rate<<OX removalrate，则所述第一区域内的介电层内金属线坯的间隙小于所述第二区域内的介电层内金属线坯的间隙，在所述第二区域的介电层上淀积所述光罩层，以所述光罩层为掩膜向所述第一区域内掺杂金属离子。

更进一步的，所述第一区域内的介电层内金属线坯的间隙为a，且a≤0.3um。

更进一步的，所述化学机械研磨液的特性为：SiN removal rate>>OX removalrate，则所述第一区域内的介电层内金属线坯的间隙大于所述第二区域内的介电层内金属线坯的间隙，在所述第二区域的介电层上淀积所述光罩层，以所述光罩层为掩膜向所述第一区域内掺杂金属离子。

更进一步的，所述第一区域内的介电层内金属线坯的间隙为a，且a＞0.3um。

更进一步的，所述金属离子为磷(P)或硼(B)离子。

本发明一实施例，通过向衬底上部分区域的介电层中掺杂金属离子，以调配介电层内金属线坯的间隙不同的区域之间的研磨速度，而使下制成的金属化学机械研磨后，介电层内金属线坯的间隙不同的区域之间的栅极结构高度一致，进而使器件电性开启电压匹配。