[发明专利]绝缘填充层的表面平坦化方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种绝缘填充层的表面平坦化方法。

背景技术

在超大规模集成电路(Very Large Scale Integration，VLSI)中，化学机械研磨工艺(Chemical mechanical polishing，CMP)被大量地应用在其制备过程中。具体的说，在集成电路中为使不同组件能够堆叠集成在同一半导体衬底上，以及为得到平坦的表面而利于后续的封装过程，通常都需要结合化学机械研磨工艺实现其平坦化的目的。

其中，在化学机械研磨工艺中，通常是将基板的待研磨面紧压于化学机械研磨设备的研磨垫上，从而随着基板和研磨垫之间的相对运动，实现对基板的研磨过程。即，在研磨过程中，需要在基板的研磨面和掩膜垫之间施加一定的研磨压力，以实现研磨过程。然而，在实际制备得到的基板中，由于衬底上通常形成有不同的组件，组件具备不同的高度，从而使形成在衬底上的整个绝缘填充层的表面表现为不平整的表面，例如在绝缘填充层的表面上常常具有大量的突起或尖角，所述突起和尖角在研磨压力的作用下极易产生断裂。并且，当所述突起或尖角发生断裂的同时，会导致与之连接的绝缘填充层的内部相应地产生裂纹，从而影响研磨后的平坦层的品质。此外，断裂的突起或尖角，在研磨过程中还会进一步刮伤研磨后的平坦层的表面，进而对所述研磨后的平坦层造成二次伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绝缘填充层的表面平坦化方法，以解决现有的平坦化过程中，极易发生突起断裂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种绝缘填充层的表面平坦化方法，包括：

提供一衬底，所述衬底上形成有一绝缘填充层，所绝缘填充层的顶表面上具有至少一个突起，所述突起从所述绝缘填充层的顶表面凸出，并且所述突起具有突起侧壁，所述突起侧壁的外表面和所述绝缘填充层的顶表面之间的连接处呈第一夹角；

沉积一暂时性表面保护层在所述绝缘填充层的顶表面上，所述暂时性表面保护层中覆盖在所述突起侧壁上的部分用于构成一保护侧壁，所述暂时性表面保护层中覆盖在所述绝缘填充层的顶表面上的部分用于构成一保护表层，所述保护侧壁的外表面和所述保护表层的外表面之间连接处呈第二夹角，所述第二夹角大于所述第一夹角；以及，

对所述暂时性表面保护层和所述绝缘填充层执行化学机械研磨工艺，以修饰所述绝缘填充层的外形为一平坦层，所述暂时性表面保护层连同覆盖有所述保护侧壁的所述突起在研磨过程中沿着高度方向逐渐消耗殆尽。

可选的，在化学机械研磨过程中，所述平坦层的顶表面相对于研磨前的所述绝缘填充层的顶表面更为下沉，从所述突起的底部至顶部，所述暂时性表面保护层的所述保护侧壁在垂直于所述突起侧壁的方向上的厚度逐渐减小。

可选的，所述第一夹角小于90°，所述第二夹角(β)大于等于90°。

可选的，所述突起的突起侧壁包括一外弧形侧壁，所述外弧形侧壁从背离所述突起的中心凸出，使所述外弧形侧壁和所述绝缘填充层的顶表面之间的夹角小于90°。

可选的，所述暂时性表面保护层填充所述突起的所述外弧形侧壁与所述绝缘填充层的顶表面之间的夹角区域，以辅助支撑所述突起。

可选的，所述突起的突起侧壁包含周边环形的顶角，在所述突起的中心点呈现下凹。

可选的，所述暂时性表面保护层不覆盖所述突起的所述顶角，所述暂时性表面保护层的所述保护侧壁从所述突起的顶角延伸覆盖至所述突起侧壁的底部，并且所述暂时性表面保护层的所述保护侧壁在垂直于所述突起侧壁的方向上的厚度从所述突起的顶角至底部逐渐增加。

可选的，有所述突起的所述绝缘填充层的形成方法包括：

形成一绝缘材料层在所述衬底上，所述衬底上还形成有至少一个组件，所述绝缘材料层填充所述组件的外围区域并覆盖所述组件的顶部和侧部，其中所述绝缘材料层中覆盖在所述组件顶部的部分相对于所述绝缘材料层的顶表面往远离所述组件的方向凸出，而构成一凸出部；以及，

部分去除所述绝缘材料层的所述凸出部，以减少所述绝缘材料层的所述凸出部的量，并形成一凹槽在所述凸出部中，由剩余的所述绝缘材料层构成所述绝缘填充层，由所述绝缘材料层的顶表面构成所述绝缘填充层的顶表面，其中，所述凸出部中位于所述凹槽外围的部分相对于所述凹槽的底表面和所述绝缘填充层的顶表面凸出而构成所述突起，由所述凹槽的凹槽侧壁和所述凸出部的凸出侧壁共同构成了所述突起的突起侧壁。

可选的，所述绝缘材料层的材质包含氧化硅，所述组件包括电容数组。