绝缘填充层的表面平坦化方法
阅读：758发布：2020-08-03
专利汇可以提供绝缘填充层的表面平坦化方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种绝缘填充层的表面平坦化的方法。通过在绝缘填充层的顶部形成一暂时性表面保护层，并利用暂时性表面保护层修饰绝缘填充层的顶表面部分的形貌，以进一步优化从绝缘填充层顶表面凸出的突起的轮廓，使暂时性表面保护层中 覆盖 在突起 侧壁 上的保护侧壁和与之连接的保护表层之间的夹 角 具备较大的角度，有效降低了修饰后的突起的内应 力 ，从而在 研磨 压力的作用下执行化学机械研磨工艺时，可使突起仍能够从其顶部至底部逐渐消耗，避免了突起发生断裂并在绝缘填充层的内部产生裂纹的问题。，下面是绝缘填充层的表面平坦化方法专利的具体信息内容。
1.一种绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，包括：
提供一衬底，所述衬底上形成有一绝缘填充层，所述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。
2.如权利要求1所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，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。
3.如权利要求1所述的绝缘填充层的表面平坦化的方法，其特征在于，所述第一夹角小于90°，所述第二夹角大于等于90°。
4.如权利要求1所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，所述突起的所述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°。
5.如权利要求4所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，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。
6.如权利要求1所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，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。
7.如权利要求6所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，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。
8.如权利要求1所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，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。
9.如权利要求8所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，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。
10.如权利要求8所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，在沉积所述暂时性表面保护层的步骤中，所述暂时性表面保护层覆盖所述凹槽的凹槽侧壁和凹槽底表面，并覆盖所述凸出部的所述凸出侧壁，其中，所述暂时性表面保护层中覆盖在所述凹槽侧壁上的部分和覆盖在所述凸出侧壁上的部分共同构成所述保护侧壁，以及所述暂时性表面保护层中覆盖在所述凹槽底表面上的部分和覆盖在所述绝缘填充层的顶表面上的部分共同构成所述保护表层。
11.如权利要求8所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，所述凹槽的边界定义在所述凸出部的区域范围内，使所述凹槽的边界不超过所述凸出部的边界范围。
12.如权利要求8所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，所述凸出部的所述凸出侧壁从背离所述凸出部的中心凸出而构成外弧形侧壁，所述凸出部的所述外弧形侧壁与所述绝缘材料层的顶表面相互连接且夹角小于90°；在部分去除所述凸出部而形成具有所述突起的所述绝缘填充层时，使所述突起具有所述外弧形侧壁，并与所述绝缘填充层的顶表面之间的夹角小于90°。
13.如权利要求12所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，所述凹槽的边界延伸至所述凸出部的所述外弧形侧壁的位置上，使所述突起的所述外弧形侧壁和所述凹槽的所述凹槽侧壁在所述突起的顶部相互连接并在连接处形成一顶角。
14.如权利要求8所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，所述凹槽的底表面不低于所述绝缘填充层的顶表面。
15.如权利要求8所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，所述组件包括动态随机存储器的电容器数组，所述绝缘材料层包覆所述组件的电容胞室的顶电极板。
16.如权利要求1至15中任一项所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，所述暂时性表面保护层和所述绝缘填充层包含相同材质，所述暂时性表面保护层和所述绝缘填充层的形成方法为不相同，以使所述暂时性表面保护层的硬度大于等于所述绝缘填充层的硬度。
17.如权利要求16所述的绝缘填充层的表面平坦化方法，其特征在于，所述暂时性表面保护层的形成方法包含高密度等离子体化学气相沉积工艺、准常压化学气相淀积工艺或旋涂工艺。
绝缘填充层的表面平坦化方法
技术领域
背景技术
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 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：
[0006] 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；
[0007] 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，[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 可选的，所述第一夹角小于90°，所述第二夹角(β)大于等于90°。
[0011] 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°。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 可选的，有所述突起的所述绝缘填充层的形成方法包括：
[0016] 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，
[0017] 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。
[0019] 可选的，在沉积所述暂时性表面保护层的步骤中，所述暂时性表面保护层覆盖所述凹槽的凹槽侧壁和凹槽底部，并覆盖所述凸出部的凸出侧壁，其中，所述暂时性表面保护层中覆盖在所述凹槽侧壁上的部分和覆盖在所述凸出侧壁上的部分共同构成所述保护侧壁，以及所述暂时性表面保护层中覆盖在所述凹槽底部的部分和覆盖在所述绝缘填充层的顶表面上的部分共同构成所述修饰表面。
[0020] 可选的，所述凹槽的边界定义在所述凸出部的区域范围内，使所述凹槽的边界不超过所述凸出部的边界范围。
[0021] 可选的，所述凸出部的所述凸出侧壁从背离所述凸出部的中心凸出而构成外弧形侧壁，所述凸出部的所述外弧形侧壁与所述绝缘材料层的顶表面相互连接且夹角小于90°；在部分去除所述凸出部而形成具有所述突起的所述绝缘填充层时，使所述突起具有所述外弧形侧壁，并与所述绝缘填充层的顶表面之间的夹角小于90°。
[0022] 可选的，所述凹槽的边界延伸至所述凸出部的所述外弧形侧壁的位置上，使所述突起的所述外弧形侧壁和所述凹槽的凹槽侧壁在所述突起的顶部相互连接并在连接处形成一顶角。
[0023] 可选的，所述凹槽的低表面不低于所述绝缘填充层的顶表面。
[0026] 在本发明提供的平坦化的方法中，通过在所述绝缘填充层的顶部沉积暂时性表面保护层，使暂时性表面保护层进一步覆盖待掩膜层顶部的突起，以在突起的突起侧壁上形成保护侧壁，并使保护侧壁和与之连接的保护表层之间的夹角具有较大的角度(例如，夹角为钝角)，从而使突起在覆盖有暂时性表面保护层的情况下与整个衬底结构的连接更为平顺，有效减小了突起的内应力，从而在研磨压力的作用下仍然不会发生突起断裂的问题，进而避免了在绝缘填充层的内部产生裂纹的缺陷。当然，也可以认为暂时性表面保护层也构成了绝缘填充层的一部分，而修饰了绝缘填充层的顶表面的轮廓，使修饰后的突起的形貌更为平顺，而不会在研磨过程中发生断裂，进而可避免断裂的突起对研磨后的平坦层造成刮伤的问题。附图说明
[0027] 图1a～图1c为一种平坦化的方法在其平坦化过程中的结构示意图；
[0028] 图2为本发明一实施例中的平坦化的方法的流程示意图；
[0029] 图3a～图3d为本发明一实施例中的平坦化的方法在其平坦化过程中的结构示意图；
[0030] 其中，附图标记如下：
[0031] 10-衬底； 11-组件；
[0032] 20-绝缘填充层； 20’-平坦层；
[0033] 20t-顶表面； 21-裂纹；
[0034] 22-刮伤； 40-突起；
[0035] 100-衬底； 110-组件；
[0036] 201-绝缘材料层； 200-待掩膜层；
[0037] 200t-顶表面； 200’-平坦层；
[0038] 300-凸出部； 300s-凸出侧壁/外弧形侧壁；
[0039] 310-凹槽； 310s-凹槽侧壁；
[0040] 400-突起； 400s-突起侧壁；
[0041] 500-暂时性表面保护层； 500s-保护侧壁；
[0042] 500a-保护表层。
具体实施方式
[0043] 如背景技术所述，目前在对绝缘填充层进行研磨的过程中，由于绝缘填充层的表面上通常形成有突起或尖角，所述突起或尖角在研磨压力下极易发生断裂，从而会在内应力的作用下在绝缘填充层的内部相应地形成裂纹，并且断裂的突起或夹角还会二次刮伤研磨后的平坦层的表面。
[0044] 图1a～图1c为一种平坦化的方法在其平坦化过程中的结构示意图。以下结合图1a和图1c所示，对现有的一种平坦化的方法进行详细的说明。
[0045] 第一步骤，参考图1a所示，提供一衬底10，所述衬底10上形成有一绝缘填充层20，所述绝缘填充层20的顶表面上具有多个突起40。所述突起40从所述绝缘填充层20的顶表面20t上凸出，并且所述突起40的部分侧壁与所述顶表面20t相交并且夹角α小于90°。此外，所述衬底10上还可形成有其他组件11，所述绝缘填充层20覆盖所述组件11。
[0046] 第二步骤，参考图1b和图1c所示，对所述绝缘填充层20执行化学机械研磨工艺，以形成平坦层20’。
[0047] 在该步骤中，首先参考图1b所示，在研磨的过程中，利用一研磨垫pad与绝缘填充层20的顶表面20t接触，并对绝缘填充层20的顶表面20t施加研磨压力以实现研磨过程。由于在绝缘填充层20的顶表面20t上具有多个突起40，所述突起40在研磨压力的作用下极易发生断裂，并且当所述突起40从其底部发生断裂的同时，还会在绝缘填充层20的内部形成裂纹21，所述裂纹21的存在直接导致后续所得到的平坦层20’的品质。
[0048] 接着参考图1c所示，当所述突起40发生断裂时，断裂的突起40会进一步刮伤所述平坦层20’的表面，从而在平坦层20’的表面上造成刮伤22。
[0049] 为此，本发明提供了一种平坦化的方法，包括：
[0050] 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；
[0051] 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的连接处呈第二夹角，所述第二夹角大于所述第一夹角；以及，[0052] 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。
[0053] 即，本发明提供的平坦化方法中，当绝缘填充层的顶表面上具有突起时，并且所述突起的突起侧壁和绝缘填充层的顶表面之间的夹角较小(例如为锐角)，此时，在执行化学机械研磨工艺之前，优先在绝缘填充层的表面上形成暂时性表面保护层，所述暂时性表面保护层能够有效优化整个衬底结构的顶部轮廓和形貌，使形成在突起侧壁上的保护侧壁和形成在绝缘填充层的顶表面上的保护表层之间夹角增大，从而可有效降低突起的内应力，避免在研磨压力下所述突起发生断裂的问题。
[0054] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的绝缘填充层的表面平坦化的方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0055] 图2为本发明一实施例中的平坦化的方法的流程示意图，图3a～图3d为本发明一实施例中的平坦化的方法在其研磨过程中的结构示意图。以下结合附图对本实施例的化学机械研磨过程中的各个步骤进行详细说明。
[0056] 在步骤S100中，如图3a和图3b所示，提供一衬底100，所述衬底100上形成一绝缘填充层200，所绝缘填充层200的顶表面200t上具有至少一个突起400，所述突起400从所述绝缘填充层200的顶表面200t凸出，并且所述突起400的具有突起侧壁400s，所述突起侧壁400s的外表面和所述绝缘填充层200的顶表面200t连接处呈第一夹角α。
[0057] 由于所述突起400的突起侧壁400s与所述绝缘填充层200的顶表面200t之间的第一夹角α为较小(例如，第一夹角α小于90°)，会导致在所述突起400的内部产生较大的内应力，进而在直接对所述突起400施加压力以进行研磨时，则极易导致所述突起400产生断裂，并会在绝缘填充层200的内部产生裂纹，直接影响到所述绝缘填充层200的质量。
[0058] 进一步的，所述突起400的突起侧壁400s包括一外弧形侧壁300s，所述外弧形侧壁300s从背离所述突起400的中心凸出，使所述外弧形侧壁300s和所述绝缘填充层200的顶表面200t之间的夹角α小于90°。可以理解的是，所述突起400和绝缘填充层200的顶表面之间仅通过突起400的底部实现相互连接，而所述突起400的底部尺寸相对于所述突起400的中部或顶部的尺寸较小，从而加剧了所述突起400的内应力。
[0059] 本实施例中，所述突起400的突起侧壁400s包含周边环形的顶角，在所述突起400的中心点呈现下凹。应当说明的是，图3b中仅示意性地示出了整个衬底结构的剖面示意图，而针对整个衬底结构的立体形状而言，可以理解为，所述突起400为环形结构，其中心下凹而呈现如图3b所示的凹槽310，此时位于所述凹槽310外围凸出的部分均构成了所述突起400，使所述突起400的突起侧壁400s包围所述凹槽310，并使突起侧壁400s包含周边环形的顶角。因此，对应顶角的突起侧壁相应的在该顶角位置相互连接，从而使所述突起400的厚度较薄，结合所述突起400和所述绝缘填充层200的顶表面之间的连接力较小的情况下，直接对所述突起400施加研磨压力，则更加容易导致突起的断裂。
[0060] 其中，在半导体的制造过程中，所述突起400可以由任意情况产生，例如在半导体的制备过程中附加产生的。以下参考图3a和图3b所示，对本实施例中的具有突起400的绝缘填充层200的形成方法进行解释说明。
[0061] 第一步骤，参考图3a所示，形成一绝缘材料层201在所述衬底100上，所述衬底100上还形成有至少一个组件110。所述绝缘材料层201填充所述组件110的外围区域并覆盖所述组件110的顶部和侧部，其中所述绝缘材料层201中覆盖在所述组件110顶部的部分相对于所述绝缘材料层201的顶表面200t往远离所述组件110的方向凸出，而构成一凸出部300。其中，所述凸出部300的凸出侧壁300s和所述绝缘材料层201的顶表面200t相互连接。
[0062] 其中，所述绝缘材料层201为绝缘材质，从而可对衬底100上的各个组件110进行隔离保护。进一步的，所述绝缘材料层201的材质为具有低介质常数的材质(低K值)，例如，所述绝缘材料层的材质包括氧化硅(SiO)。具体的，所述绝缘材料层201可采用沉积工艺形成，由于沉积工艺的特性，当衬底100上设置有其他组件而呈现不平坦的表面时，常常会导致覆盖在所述组件110上的绝缘材料层201不仅具备有凸出部300，并且所述凸出部300的凸出侧壁300s呈现弧形而构成外弧形侧壁300s，且所述外弧形侧壁300s往背离所述凸出部300的中心凸出，从而使所述外弧形侧壁300s和绝缘材料层201的顶表面200t之间的夹角α小于90°。由此，在利用所述凸出部300的外弧形侧壁300s所构成的突起400的突起侧壁时，相应地使所述突400的外弧形侧壁300s和所述绝缘材料层201的顶表面200t之间的夹角小于
90°。
90°。
[0063] 具体的，在衬底上形成有组件110，因此需要通过填充相应的膜层以实现各个组件110的隔离保护，并为了实现组件上方的其他器件的堆叠，需进一步平坦化填充的膜层以形成平坦化的表面。而正是由于所述组件110的存在，从而在后续沉积绝缘材料层201时，也相应地使绝缘材料层201的顶表面呈现为不平坦的表面。
[0064] 应当理解的是，所述绝缘材料层201的顶表面200t高于所述组件110的顶表面，如此一来，在后续的研磨工艺中，通过对绝缘材料层201进行研磨而形成平坦的平坦层后，可确保所述平坦层能够完全覆盖所述组件以对组件110进行隔离保护。
[0065] 进一步的，所述组件110例如是形成在衬底100上的任意功能元件，只要所述组件110是的顶表面高于衬底100的顶表面，即包括在本申请的保护范围内。例如，所述衬底100是用于制备动态随机存储器时，则所述组件110可以包括电容器数组。本实施例中，所述衬底100上形成有多个组件110，并且多个所述组件110可以呈阵列式排布。对应于动态随机存储器的制备过程中，多个所述组件110即对应多个呈阵列式排布的电容器数组。相应的，所述绝缘材料层201可包覆所述组件110的电容胞室的顶电极板(top Cell plate)。
[0066] 第二步骤，具体参考图3b所示，部分去除所述绝缘材料层的所述凸出部300，以减少所述绝缘材料层的所述凸出部300的量，并形成一凹槽310在所述凸出部300中，由剩余的所述绝缘材料层构成所述绝缘填充层200，由所述绝缘材料层的顶表面200t构成所述绝缘填充层200的顶表面200t，其中，所述凸出部300中位于所述凹槽310外围的部分相对于所述凹槽310的底表面和所述绝缘填充层200的顶表面200t凸出而构成所述突起400，由所述凹槽310的凹槽侧壁310s和所述凸出部300的凸出侧壁300s共同构成了所述突起400的突起侧壁400s。
[0067] 通过部分去除所述绝缘材料层201中的所述凸出部300的量，相当于减少所述绝缘材料层201中高于其顶表面200t的凸出部300的量，从而在后续的化学机械研磨工艺中，能够缩减所述凸出部300的消耗时间，有效提高研磨过程的效率。
[0068] 进一步的，在部分去除所述凸出部而形成的凹槽310时，可使所述凹槽310的低表面不低于所述绝缘材料层201的顶表面200t，从而在后续的研磨过程中，能够以所形成的绝缘填充层200的顶表面200t为基准，更为准确地判断出研磨停止的位置。当然，在其他实施例中，也可以使所述凹槽310的低表面低于绝缘材料层201的顶表面200t，此时可以凹槽310的低表面为基准，例如可使研磨停止于凹槽310的底表面的下方。
[0069] 具体的，可通过刻蚀工艺部分去除所述绝缘材料层201的所述凸出部300。进一步的，可结合光刻工艺定义出所述凸出部300中需要被去除的部分，即，通过光刻工艺定出所述凹槽310的位置、形貌和尺寸等。
[0070] 优选的方案中，所述凹槽310的边界定义在所述凸出部300的区域范围内，使所述凹槽310的边界不超过所述凸出部300的边界范围，可以理解的是，所述凹槽310在平行于衬底表面的方向上的开口尺寸也相应地小于等于所述凸出部300在同一方向上的宽度尺寸。如此一来，当利用光刻工艺定义出所述凹槽310的图形，并结合刻蚀工艺以形成所述凹槽
310时，由于凹槽310的边界与所述凸出部300的边界之间预留有一定的偏移尺寸，从而即使在光刻工艺中产生有对准偏差时，仍然可确保所定义出的凹槽图形是位于凸出部300的区域范围内，从而可避免绝缘材料层201中位于组件110的外围区域的部分不会被刻蚀掉。
310时，由于凹槽310的边界与所述凸出部300的边界之间预留有一定的偏移尺寸，从而即使在光刻工艺中产生有对准偏差时，仍然可确保所定义出的凹槽图形是位于凸出部300的区域范围内，从而可避免绝缘材料层201中位于组件110的外围区域的部分不会被刻蚀掉。
[0071] 继续参考图3b所示，所述凹槽310的边界可以延伸至所述凸出部300的所述外弧形侧壁300s的位置上，使所构成的所述突起400的所述外弧形侧壁300s和所述凹槽310的凹槽侧壁310s在所述突起400的顶部相互连接并在连接处构成一顶角。通过将凹槽310的边界延伸至所述凸出部300的外弧形侧壁300s上，从而可去除所述凸出部300的大部分的量，以进一步缩减后续研磨所述凸出部300时的消耗时间。
[0072] 当然，如上所述，当所述凹槽310的边界延伸至所述外弧形侧壁300s上时，同时会使所述突起400在平行于衬底方向上的厚度较薄，从而在直接对所述突起400施加压力以进行研磨时，极易导致所述突起400从其底部发生断裂。尤其的，当所述突起400的外弧形侧壁300s与绝缘填充层200的顶表面200t之间的夹角α为锐角时，会导致在所述突起400的内部产生较大的内应力，进而在直接对所述突起400施加压力以进行研磨时，则进一步加剧了所述突起400产生断裂的风险，并会在绝缘填充层200的内部产生裂纹，直接影响到所述绝缘填充层200的质量，并且断裂后的突起400还同时会在绝缘填充层200的顶表面上造成二次刮伤。
[0073] 为此，本发明中通过一暂时性表面保护层，缓解突起400的内应力，以降低所述突起400在研磨过程中发生断裂的风险。具体参考步骤S200。
[0074] 在步骤S200中，具体参考图3c所示，沉积一暂时性表面保护层500在所述绝缘填充层200的顶表面上，所述暂时性表面保护层500中覆盖在所述突起侧壁上的部分用于构成一保护侧壁500s，所述暂时性表面保护层500中覆盖在所述绝缘填充层200的顶表面上的部分用于构成一保护表层500a，所述保护侧壁500s的外表面和所述保护表层500a的外表面的连接处呈第二夹角β，所述第二夹角β大于所述第一夹角α。本实施例中，所述所述第一夹角α小于90°，所述第二夹角β大于等于90°。
[0075] 通过沉积所述暂时性表面保护层500，从而可修饰所述突起400的形貌，以缓解所述突起400的内应力；并在所述暂时性表面保护层500的覆盖保护下，使所述突起400在受到研磨压力的作用下，其与所述绝缘填充层200之间具有较大的连接力，而不会产生断裂。以及，所述保护侧壁500s和与之连接的所述保护表层500a之间的夹角β为钝角，进一步减小了所述突起400的内应力，从而可更为有效地抵御后续的化学机械研磨过程中所施加的研磨压力，确保突起400不会发生断裂。
[0076] 优选的方案中，所述暂时性表面保护层500和所述绝缘填充层200包含相同材质，以利于在后续的化学机械研磨工艺中，对所述暂时性表面保护层500和绝缘填充层200具有相同或相近的研磨速率，以同时对两者进行研磨。进一步的，所述暂时性表面保护层500和所述绝缘填充层200的形成方法为不相同，以使所述暂时性表面保护层500的硬度大于等于所述绝缘填充层200的硬度。如此一来，不仅可利用暂时性表面保护层500减小突起400的内应力，以避免突起400发生断裂的问题；同时，通过提高暂时性表面保护层500的硬度，从而当暂时性表面保护层500直接受到研磨压力的作用时，其自身也具备较大的抗压力性能，进一步保证了暂时性表面保护层500不会以片状的形式剥离，而能够连同突起400一起沿着高度方向逐渐消耗殆尽。
[0077] 进一步的，从所述突起400的底部至顶部，所述暂时性表面保护层500的所述保护侧壁500s在垂直于所述突起侧壁的方向上的厚度逐渐减小。相当于，所述暂时性表面保护层500的保护侧壁500s和所述突起400所共同构成的结构轮廓将呈现上窄下宽的结构，该结构轮廓的内应力很小，从而在研磨压力的作用下，能够有效避免整个结构轮廓发生断裂的问题。并且，即使在绝缘填充层200上沉积有所述暂时性表面保护层500，然而暂时性表面保护层500的保护侧壁500s是沿着所述突起400的底部至顶部依次减少，因此所沉积的暂时性表面保护层500的量较少，从而不会对后续的研磨效率造成影响。可选的方案中，在所述突起400的顶部不被所述暂时性表面保护层覆盖，从而可在沉积少量的暂时性表面保护层的基础上，使整个结构轮廓具有较大内应力。
[0078] 尤其的，本实施例中，所述突起400具有外弧形侧壁300s，所述外弧形侧壁300s与所述绝缘填充层200的顶表面200t之间的夹角α为锐角，从而使所述突起400更加容易从其底部位置发生断裂。因此，优选的方案中，所述突起400的所述外弧形侧壁400s与所述绝缘填充层的顶表面200t之间的夹角区域被所述暂时性表面保护层500填充，从而可辅助支撑所述突起400，进一步减少突起400的内应力，并提高突起400与第二高度膜层220之间的连接力度。
[0079] 此外，本实施例中，所述突起400的突起侧壁400s包含周边环形的顶角。优选的，可使所述暂时性表面保护层500不覆盖所述突起400的所述顶角，并使所述暂时性表面保护层500的所述保护侧壁500s从所述突起400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500的所述保护侧壁500s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。
[0080] 继续参考图3c所示，本实施例中，所述突起400的突起侧壁主要由凸出部300的凸出侧壁和凹槽310的凹槽侧壁构成，并且所述凹槽310的边界延伸至所述凸出部300的所述凸出侧壁的位置上，使所述突起400的顶部两侧的所述凸出侧壁和所述凹槽310的凹槽侧壁在对应的顶部位置相互连接而构成顶角。相应的，所述暂时性表面保护层500可不覆盖所述突起400的所述顶角，以及可使所述暂时性表面保护层500覆盖所述凹槽310的凹槽侧壁和凹槽底部，并覆盖所述凸出部300的凸出侧壁(即，外弧形侧壁)，其中，所述暂时性表面保护层500中覆盖在所述凹槽侧壁上的部分和覆盖在所述凸出侧壁上的部分共同构成所述保护侧壁500s，以及所述暂时性表面保护层500中覆盖在所述凹槽底部的部分和覆盖在所述绝缘填充层200的顶表面上的部分共同构成所述保护表层500a。相应的，所述保护侧壁500s中位于所述凹槽侧壁上的部分和所述保护表层500a中位于所述凹槽底表面上的部分相互连接且夹角β大于等于90°，以及所述保护侧壁500s中位于所述凸出侧壁上的部分和所述保护表层500a中位于所述绝缘填充层顶表面上的部分相互连接且夹角β大于等于90°。
[0081] 具体的，所述暂时性表面保护层500可以采用等离子体化学气相沉积工艺、准常压化学气相淀积工艺或旋涂工艺等形成。其中，当采用等离子体化学气相沉积工艺时，则在沉积暂时性表面保护层的同时，还会对所沉积的薄膜进行微刻蚀，即循环重复执行沉积-微刻蚀的过程，从而针对于沉积在突起侧壁上的暂时性表面保护层而言，有利于形成顶部至底部厚度依次增加的保护侧壁500s。
[0082] 在步骤S300中，结合图3c和图3d所述，对所述暂时性表面保护层500和所述绝缘填充层200执行化学机械研磨工艺，以修饰所述绝缘填充层200的外形为一平坦层200’，所述暂时性表面保护层500连同覆盖有所述保护侧壁的所述突起400在研磨过程中沿着高度方向逐渐消耗殆尽。
[0083] 结合图3c和图3d所示，由于在所述绝缘填充层200上形成有暂时性表面保护层500，所述暂时性表面保护层500能够有效修饰绝缘填充层200的表面，使覆盖有所述暂时性表面保护层500的整个衬底结构的表面为一平顺的表面，从而可减小绝缘填充层500中各个位置的内应力。当对覆盖有所述暂时性表面保护层500的绝缘填充层200施加研磨压力以进行化学机械研磨工艺时，由于绝缘填充层200的内应力较小，即使在绝缘填充层200的表面上具有突起400，所述突起400仍不会发生断裂并可在研磨过程中沿着高度方向逐渐被消耗，进一步避免了断裂的突起对绝缘填充层的表面造成刮伤的问题。此外，在化学机械研磨过程中，可使所述平坦层200’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，并进一步使所述平坦层200’的顶表面相对于研磨前的所述绝缘填充层200的顶表面更为平坦。
[0084] 综上所述，在本发明提供的平坦化的方法中，当绝缘填充层的顶表面上具有突起时，尤其是所述突起的突起侧壁和绝缘填充层的顶表面之间的夹角较小(例如为锐角)，此时，在执行化学机械研磨工艺之前，优先在绝缘填充层的表面上形成暂时性表面保护层，利用所述暂时性表面保护层优化整个绝缘填充层的顶部形貌和轮廓，即相应地使突起在暂时性表面保护层的修饰下呈现出与整个衬底结构的顶表面之间更为平顺的连接方式(即表现为，覆盖在突起侧壁上的保护侧壁和与之连接的保护表层之间的夹角为钝角)，有效降低了突起内部的内应力，从而在研磨压力的作用下仍然不会发生突起断裂的问题，避免了在所述绝缘填充层的内部产生裂纹，并可进一步防止断裂的突起对研磨后的平坦层造成刮伤的问题。
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