CN110071041A - 浅沟槽隔离结构的制备方法、化学机械研磨方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种浅沟槽隔离结构的制备方法、化学机械研磨方法及系统，包括如下步骤：1）量测目标材料层的前值厚度，依据目标材料层的前值厚度及第一阶段化学机械研磨后保留的目标材料层厚度确定第一目标去除厚度；2）依据研磨耗材的实际使用时间确定理论研磨速率；3）依据第一目标去除厚度及理论研磨速率动态修正研磨参数，依据该研磨参数对目标材料层进行第一阶段化学机械研磨；4）对目标材料层进行第二阶段化学机械研磨，达到第二目标去除厚度的去除。本发明通过收集目标材料层的目标去除厚度并结合研磨耗材的实际使用时间来确定研磨参数，提升了研磨的平坦化效果，消除了化学机械研磨后的目标材料层残留，提高了良品率。

Description

浅沟槽隔离结构的制备方法、化学机械研磨方法及系统
技术领域
本发明涉及半导体工艺技术领域，特别是涉及一种浅沟槽隔离结构的制备方法、化学机械研磨方法及系统。
背景技术
浅沟槽隔离的工艺流程为先在硅衬底表面刻蚀出浅沟槽，然后在浅沟槽内生长二氧化硅，最后通过化学机械研磨去除表面多余二氧化硅，保留浅沟槽内的二氧化硅，形成浅沟槽隔离。如图1所示为化学机械研磨前的半导体结构的截面结构示意图。硅衬底11表面生长氮化硅层12，在刻蚀出浅沟槽后，生长二氧化硅层13。所述二氧化硅层13因浅沟槽的不平坦而在所述二氧化硅层13的表面产生尖角等起伏形貌，这需要在后续的化学机械研磨中得到平坦化。浅沟槽化学机械研磨一般分为两个阶段进行，第一阶段化学机械研磨通常使用固定的研磨时间和研磨压力，研磨一定量的二氧化硅膜厚，留下一定量的膜厚，再进行第二阶段化学机械研磨；在第二阶段化学机械研磨时使用终点检测系统，在研磨达到氮化硅层12时，通过光学或电机电流变化等手段探测到研磨终点信号，并施加一定的过研磨量，确保研磨后没有残留二氧化硅。因为研磨二氧化硅时对氮化硅的选择比较高(Si3N4:SiO2≈1:30)，研磨最终稳定停止在所述氮化硅层12上。
在现有的浅沟槽化学机械研磨过程中，在进行第一阶段化学机械研磨时，通常会通过机台定期测机所得到的研磨速率来确定固定的研磨时间及研磨压力。由于机台的定期测机存在一定时间间隔，且机台耗材的实时寿命变化会对研磨速率产生影响，实际研磨速率会和测机所得研磨速率存在一定差异。由于实际研磨速率偏离了机台所设定的理想研磨速率，会使晶圆的面内研磨速率的均匀性出现偏差，容易导致第一阶段化学机械研磨后晶圆面内发生平坦度不良的问题。如图2所示，在第一阶段化学机械研磨结束后，晶圆表面的二氧化硅层13出现不平坦，部分区域的二氧化硅厚度大于其他区域。这会导致在后续的第二阶段化学机械研磨时，在大部分区域的二氧化硅已被研磨掉并露出下层的氮化硅层12时，少数平坦度不良的区域的二氧化硅仍然残留在晶圆表面，这通常发生在晶圆边缘区域，如图4所示，晶圆21的晶圆边缘区域22处容易出现二氧化硅层较厚的情况，并在第二阶段研磨后出现残留二氧化硅23。如图3所示，在第二阶段化学机械研磨达到所述氮化硅层12，检测到终点信号并停止研磨时，第一阶段化学机械研磨后二氧化硅厚度较厚的区域出现了残留二氧化硅14，而二氧化硅厚度正常的区域已经研磨至所述氮化硅层12，只留下浅沟槽中的二氧化硅15。这是由于所述晶圆边缘区域22的研磨速率通常会偏慢，由于此时研磨已到达较难研磨的所述氮化硅层12，继续增加研磨时间也很难去除这部分残留二氧化硅，这会导致这部分区域的器件出现异常。此外，不同批次的二氧化硅前值厚度也存在差异。如果在第一阶段化学机械研磨时都统一研磨固定的二氧化硅厚度，那么第二阶段化学机械研磨时所需研磨的二氧化硅厚度就会存在差异，这会导致不同批次晶圆的研磨终点检测时间出现较大的波动，这也不利于维持终点检测系统的稳定性和准确监控研磨终点检测发生异常的批次。
因此，有必要提出一种新的化学机械研磨方法用于提高晶圆平坦化效果，消除残留二氧化硅，解决上述问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种浅沟槽隔离结构的制备方法、化学机械研磨方法及系统，用于解决现有技术中对二氧化硅层进行第一阶段化学机械研磨时由于研磨时间及研磨压力保持为恒定值而导致的第一阶段化学机械研磨后二氧化硅表面不够平坦的问题。
为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种化学机械研磨方法，所述化学机械研磨方法用于目标材料层的去除，所述目标材料层的一次化学机械研磨过程包括第一阶段化学机械研磨及第二阶段化学机械研磨两个阶段，所述化学机械研磨方法包括如下步骤：
1)量测所述目标材料层的前值厚度，依据所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定所述目标材料层的第一目标去除厚度；
2)依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率；
3)依据所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率动态修正研磨参数，依据所述研磨参数对所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，且确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层具有平坦上表面，且在一固定膜厚范围中，所述固定膜厚范围介于1000埃～1600埃；
4)对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。
作为本发明的一种优选方案，步骤4)后还包括如下步骤：
5)获取上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度，以此得到所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述目标材料层的实际去除厚度；
6)依据所述目标材料层的实际去除厚度得到所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率；
7)将所述上一次化学机械研磨过程的所述第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对；
8)量测另一所述目标材料层的前值厚度，依据量测的当前所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定当前所述目标材料层的第一目标去除厚度；
9)依据步骤7)中的比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率；
10)依据当前所述目标材料层的所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率动态更新研磨参数，依据更新后的所述研磨参数对当前所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得当前所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，且确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的当前所述目标材料层的上表面为平面；
11)对当前所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得当前所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。
作为本发明的一种优选方案，步骤9)中，依据步骤7)中的比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率的具体方法为：
若上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率一致，则将所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率作为所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率；
若上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率不一致，则依据研磨耗材的使用寿命及当前实际使用时间确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率。
作为本发明的一种优选方案，步骤11)之后还包括重复步骤5)～步骤11)至少一次的步骤。
作为本发明的一种优选方案，所述研磨参数包括研磨时间及研磨压力。
作为本发明的一种优选方案，所述目标材料层包括位于一衬底上的二氧化硅层，所述衬底内形成有沟槽，所述衬底的上表面形成有研磨阻挡层，所述目标材料层更填满所述沟槽内且覆盖于所述阻挡层的上表面，在所述第二阶段化学机械研磨过程中，完全去除在所述研磨阻挡层上的所述目标材料层，并局部去除所述研磨阻挡层，以形成浅沟槽隔离结构。
作为本发明的一种优选方案，所述研磨阻挡层包括氮化硅层。
作为本发明的一种优选方案，所述第二阶段化学机械研磨过程中，去除所述研磨阻挡层的厚度介于25埃～35埃。
作为本发明的一种优选方案，对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨的过程中，采用终点侦测装置实施进行侦测，当侦测到研磨终点信号时，所述第二阶段化学机械研磨在合适的时间点结束。
本发明还提供了一种浅沟槽隔离结构的制备方法，所述浅沟槽隔离结构的制备方法包括如下步骤：
1)提供一衬底；
2)于所述衬底的上表面形成研磨阻挡层；
3)于所述衬底内形成沟槽，所述沟槽上下贯穿所述阻挡层且延伸至所述衬底内；
4)于所述沟槽内填充目标材料层，所述目标材料层填满所述沟槽且覆盖于所述研磨阻挡层的上表面；
5)采用如上述任一方案中所述的化学机械研磨方法去除位于所述研磨阻挡层上表面的所述目标材料层，保留于所述沟槽内的所述目标材料层构成所述浅沟槽隔离结构。
作为本发明的一种优选方案，所述目标材料层包括二氧化硅层，所述研磨阻挡层包括氮化硅层。
本发明还提供了一种化学机械研磨系统，所述化学机械研磨系统包括：化学机械研磨装置、第一量测模块、前馈控制模块及处理模块；其中，
所述第一量测模块设置于所述化学机械研磨装置上，用于量测目标材料层的前值厚度；
前馈控制模块，与所述第一量测模块及所述处理模块相连接，用于收集所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度，并将收集的数据反馈至所述处理模块；
所述处理模块至少包括第一处理单元，所述第一处理单元与所述前馈控制模块相连接，用于依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材的理论研磨速率，并依据所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材的理论研磨速率生成研磨参数；
所述化学机械研磨装置包括研磨控制模块及研磨组件，所述研磨控制模块与所述处理模块及所述研磨组件相连接，用于依据所述处理模块生成的研磨参数控制所述研磨组件对所述目标材料层进行第一阶段化学机械研磨，并在完成所述第一阶段化学机械研磨后控制所述研磨组件对所述目标材料层进行第二阶段化学机械研磨。
作为本发明的一种优选方案，所述化学机械研磨系统还包括终点侦测装置，所述终点侦测装置与所述研磨控制模块相连接，用于侦测到终点信号时将终点信号反馈至所述研磨控制模块，由所述研磨控制模块控制所述研磨组件在合适的时间点停止对所述目标材料层进行研磨。
作为本发明的一种优选方案，所述第一处理单元包括：第一子单元及第二子单元，其中，
所述第一子单元用于依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材的理论研磨速率；
所述第二子单元与所述前馈控制模块、所述第一子单元及所述研磨控制模块相连接，用于所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材的理论研磨速率生成研磨参数，并将生成的所述研磨参数提供给所述研磨控制模块。
作为本发明的一种优选方案，所述化学机械研磨系统还包括第二量测模块及后馈控制模块；所述处理模块还包括第二处理单元；其中，
所述第二量测模块设置于所述化学机械研磨装置上，用于量测上一次化学机械研磨过程中第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度；
所述后馈控制模块与所述第二量测模块及所述处理模块相连接，用于收集所述第二量测模块量测的上一次化学机械研磨过程中第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度，并将收集的数据反馈至所述处理模块；
所述第二处理单元与所述前馈控制模块、所述后馈控制模块及所述研磨控制模块相连接，用于依据所述第二量测模块量测的上一次第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度计算在上一次化学机械研磨过程中研磨耗材的实际使用时间下的实际研磨速率，将上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对，并根据比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率，并依据所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率更新研磨参数；
所述后馈控制模块做出反馈动作时，所述研磨控制模块依据所述第二处理单元更新的研磨参数控制所述研磨组件对所述目标材料层进行第一阶段化学机械研磨。
作为本发明的一种优选方案，所述第二处理单元包括：第三子单元及第四子单元，其中，
所述第三子单元用于依据所述第二量测模块量测的上一次第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度计算在上一次化学机械研磨过程中研磨耗材的实际使用时间下的实际研磨速率，将上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对，并根据比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率；
所述第四子单元与所述前馈控制模块、所述后馈控制模块、所述第三子单元及所述研磨控制模块相连接，用于所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率更新研磨参数，并将生成的所述研磨参数提供给所述研磨控制模块。
如上所述，本发明提供一种浅沟槽隔离结构的制备方法、化学机械研磨方法及系统，具有以下有益效果：
本发明依据研磨耗材的使用时间确定研磨耗材的研磨速率，并将所述研磨速率与目标材料层的目标去除厚度结合更新化学机械研磨过程中的研磨参数，可以显著提升研磨的平坦化效果，使得第一阶段化学机械研磨后目标材料层表面为平坦表面，从而消除了第二阶段化学机械研磨后目标材料层残留，并确保终点检测系统所检测的不同批次的终点时间维持在稳定的区间内，提高了浅沟槽化学机械研磨的良品率；
本发明通过化学机械研磨系统收集目标材料层的研磨前后的膜厚，结合研磨耗材的实际使用时间来更新研磨参数，可以及时补偿研磨过程中出现的偏差，提升了研磨的平坦化效果，使得第一阶段化学机械研磨后目标材料层表面为平坦表面，从而消除了第二阶段化学机械研磨后目标材料层残留，并确保终点检测系统所检测的不同批次的终点时间维持在稳定的区间内，提高了浅沟槽化学机械研磨的良品率。
附图说明
图1显示为现有技术中化学机械研磨前的晶圆的局部截面结构示意图。
图2显示为现有技术中第一阶段化学机械研磨后的晶圆的局部截面结构示意图。
图3显示为现有技术中第二阶段化学机械研磨后的晶圆的局部截面结构示意图。
图4显示为现有技术中化学机械研磨后的晶圆整体俯视图。
图5～图6显示为本发明实施例一中提供的化学机械研磨方法的流程示意图。
图7显示为本发明实施例二中提供的浅沟槽隔离结构的制备方法的流程图。
图8～图13为本发明实施例二中提供的浅沟槽隔离结构的制备方法各步骤的截面示意图。
图14显示为本发明实施例三中提供的化学机械研磨系统的框图。
元件标号说明
11 硅衬底
12 氮化硅层
13 二氧化硅层
14 残留二氧化硅
15 浅沟槽内二氧化硅
21 晶圆
22 晶圆边缘区域
23 残留二氧化硅
31 衬底
32 研磨阻挡层
33 浅沟槽
34 目标材料层
35 浅沟槽隔离结构
41 化学机械研磨装置
411 第一量测模块
412 研磨控制模块
413 终点侦测装置
414 研磨组件
415 第二量测模块
42 前馈控制模块
43 处理模块
431 第二子单元
432 第一子单元
433 第一处理单元
434 第三子单元
435 第四子单元
436 第二处理单元
44 后馈控制模块
S1～S11 本发明实施例一中的步骤1)～11)
S100～S500 本发明实施例二中的步骤1)～5)
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图5至图14。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图5，本发明提供了一种化学机械研磨方法，所述化学机械研磨方法包括如下步骤：
1)量测目标材料层的前值厚度，依据所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定所述目标材料层的第一目标去除厚度；
2)依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率；
3)依据所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率动态修正研磨参数，依据所述研磨参数对所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，且确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层具有平坦上表面且在一固定膜厚范围中，所述固定膜厚范围介于1000埃～1600埃；
4)对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。
在步骤1)中，请参阅图5中的S1步骤，量测所述目标材料层的前值厚度，依据所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定所述目标材料层的第一目标去除厚度。
作为示例，通过膜厚量测设备对所述目标材料层的前值膜厚进行量测。所述目标材料层可以为二氧化硅层。根据测得的所述目标材料层的前值厚度数据，结合所述第一阶段化学机械研磨后规格所设定的需保留的所述目标材料层的厚度，确定所述目标材料层的第一目标去除厚度。该去除厚度可能会根据所述目标材料层的前值膜厚的波动而出现变化。因此不同批次的所述目标材料层的所述第一目标去除厚度是不同的，需要根据不同批次的所述目标材料层的前值膜厚进行调整。
在步骤2)中，请参阅图5中的S2步骤，依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率。
作为示例，基于所述研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材的理论研磨速率。由于所述化学研磨机台的所述研磨耗材会随着其使用时间的增长而出现性能上的退化，因此，在其使用寿命周期中，研磨速率会随着所述研磨耗材的使用时间的变化而出现波动，需要根据所述研磨速率的变化相应调整所述研磨参数。可以事先通过实验设计和数据分析确定所述研磨耗材的实际使用时间与所述研磨耗材的理论研磨速率的变化关系，并通过建立相应的处理系统，将实验所得所述研磨耗材的实际使用时间与所述研磨耗材的理论研磨速率的变化关系输入所述处理系统。通过所述处理系统即可反馈确定的所述研磨耗材在对应的使用时间下对应的理论研磨速率。当然，在其他示例中，也可以事先通过实验设计和数据分析确定所述研磨耗材的实际使用时间与所述研磨耗材的理论研磨速率的变化关系，并通过计算等直接得到所述研磨耗材在对应的使用时间下的理论研磨速率。
在步骤3)中，请参阅图5中的S3步骤，依据所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率动态修正所述研磨参数，依据所述研磨参数对所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，且确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的上表面为平面，且在一固定膜厚范围中，所述固定膜厚范围介于1000埃～1600埃。
作为示例，由所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材的理论研磨速率确定所述研磨参数。所述研磨参数可以包括研磨时间和研磨压力。依据所述研磨参数对所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除。所述研磨速率会随着所述研磨耗材使用时间的增长，出现研磨速率及速率均匀性上的变化。通过调节所述研磨参数，可以确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的上表面为平面。
在步骤4)中，请参阅图5中的S4步骤，对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。
作为示例，所述目标材料层下方设置有研磨阻挡层，通过所述第二阶段化学机械研磨，将剩余的所述目标材料层研磨去除，研磨停止在所述研磨阻挡层上。当然在其他示例中，在将所述目标材料层完全去除后，还可以去除部分所述研磨阻挡层，此时，可以通过设定研磨阻挡层的去除厚度规格区间，以使得所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。
在另一示例中，请参阅图6，在执行完上述步骤1)～步骤4)之后，还可以包括如下步骤：
5)获取上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度，以此得到所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述目标材料层的实际去除厚度；
6)依据所述目标材料层的实际去除厚度得到所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率；
7)将所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对；
8)量测另一所述目标材料层的前值厚度，依据量测的当前所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定当前所述目标材料层的第一目标去除厚度；
9)依据步骤7)中的比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的所述理论研磨速率；
10)依据当前所述目标材料层的所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在当前实际使用时间下的所述理论研磨速率动态更新所述研磨参数，依据更新后的所述研磨参数对当前所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得当前所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，且确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的当前所述目标材料层的上表面为平面；
11)对当前所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得当前所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。
作为示例，请参阅图6中的S5步骤，在步骤5)中，可以在所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨后，对研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度进行量测。结合上一批次研磨前的目标材料层的前值厚度可以得到所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述目标材料层的实际去除厚度。该实际去除厚度可能会由于理论研磨速率偏离实际研磨速率而和计划去除厚度有所偏差。
需要说明的是，可以在所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨后及时量测研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度。
作为示例，请参阅图6中的S6步骤，在步骤6)中，根据所述上一次第一阶段化学机械研磨后去除的目标材料实际厚度，可以计算得到所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率。此时的所述研磨速率可能和由耗材使用时间与理论研磨速率变化关系得出的理论研磨速率存在偏差。
作为示例，请参阅图6中的S7步骤，在步骤7)中，将所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对。由于两者可能存在偏差，为了使理论研磨速率更接近实际研磨速率，需要根据实际研磨速率的变化对耗材使用时间与理论研磨速率变化关系进行修正。
作为示例，请参阅图6中的S8步骤，在步骤8)中，量测另一所述目标材料层的前值厚度，依据量测的当前所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定当前所述目标材料层的第一目标去除厚度。由于不同批次目标材料层的前值厚度存在偏差，而所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度有确定的规格区间。因此，不同批次的目标材料层的第一目标去除厚度是不同的。
需要说明的是，在其他示例中，还可以在执行完步骤5)之后先执行上述步骤8)，然后再执行上述步骤6)及步骤7)，即可以在执行完步骤5)之后先量测另一所述目标材料层的前值厚度，依据量测的当前所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定当前所述目标材料层的第一目标去除厚度；然后再依次执行依据所述目标材料层的实际去除厚度得到所述上一次化学机械研磨过程的所述第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率的步骤及将所述上一次化学机械研磨过程的所述第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对的步骤。
作为示例，请参阅图6中的S9步骤，在步骤9)中，依据步骤7)中的比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率。由于所述实际研磨速率和由耗材使用时间与理论研磨速率变化关系得出的理论研磨速率可能存在偏差，为了使所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度更接近所述目标材料层在所述第一阶段化学机械研磨后规格区间，需要对该耗材实际使用时间下的理论研磨速率进行修正。
作为示例，在上述步骤9)中，依据步骤7)中的比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率的具体方法是：如果所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率一致，则将所述上一次化学机械研磨过程的所述第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率作为所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率；如果所述上一次化学机械研磨过程的所述第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率不一致，则依据所述研磨耗材的使用寿命及当前实际使用时间确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率。通过该反馈循环，系统所记录的所述研磨耗材使用时间和理论研磨速率的变化关系得到完善修正。
需要说明的是，“所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率一致”可以是指所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率一致完全相同；但由于二者完全相同在实际工艺中不太可能，在实际工艺中，“所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率一致”也可以是指所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率相较于所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率具有一定的合理偏差范围，譬如，所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率相比具有5％以内的偏差。当然，所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率的偏差范围可以根据实际需要进行设定，此处不做限定。
作为示例，请参阅图6中的S10步骤，在步骤10)中，依据当前所述目标材料层的所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率动态更新研磨参数，根据更新后的研磨参数，对目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，使得当前所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，获得了平坦度好的目标材料层保留厚度。
作为示例，请参阅图6中的S11步骤，在步骤11)中，在完成所述第一阶段化学机械研磨后，对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得当前所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。由于在所述第一阶段化学机械研磨中，通过调节所述研磨参数，对所述研磨速率进行了修正，获得了平坦度好的所述目标材料层保留厚度，因此，在所述第二阶段化学机械研磨，可以确保所述目标材料层得到去除，不会出现残留。
作为示例，步骤11)之后还包括重复步骤5)～步骤11)至少一次的步骤循环。以上步骤5)～步骤11)可以循环实施，以通过批次循环反馈的方法，更新所述研磨耗材的实际使用时间与所述研磨耗材的理论研磨速率的变化关系。通过对所述理论研磨速率的修正，提高不同批次间化学机械研磨的工艺稳定性，获得良好的不同批次膜厚一致性以及面内膜厚均匀性。
作为示例，在上述各步骤中，所述研磨参数包括研磨时间及研磨压力。当研磨速率出现变化时，为了达到同样的研磨厚度，需要相应调整所述研磨时间；而如果所述研磨速率和机台基准研磨速率出现较大偏差时，会对研磨的均匀性产生影响，进而造成研磨的平坦度不良。因此需要调整所述研磨压力参数，使所述研磨速率不会和机台基准研磨速率有太大偏差。
作为示例，在上述各步骤中，本发明中的化学机械研磨方法的目标材料层包括位于一衬底上的二氧化硅层，在所述衬底内形成沟槽结构，所述衬底的上表面形成有研磨阻挡层，所述目标材料层更填满所述沟槽内且覆盖于所述阻挡层的上表面，在所述第二阶段化学机械研磨过程，完全去除在所述研磨阻挡层上的所述目标材料层并局部去除所述研磨阻挡层，以形成浅沟槽隔离结构。
作为示例，在上述各步骤中，所述研磨阻挡层包括氮化硅层。
作为示例，在上述各步骤中，所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层厚度需要维持在一定的规格区间内，如太厚则所述第二阶段化学机械研磨需要研磨的所述目标材料层太厚，由于所述第二阶段化学机械研磨速率一般会比所述第一阶段化学机械研磨速率慢，以致影响生产效率；如太薄，则留给所述终点检测系统的检测时间太短，不利于所述终点检测系统的稳定。
所述第二阶段化学机械研磨过程中，去除所述研磨阻挡层的厚度介于25埃～35埃。由于所述研磨阻挡层相对于所述目标材料层有较高的选择比，因此所述第二阶段化学机械研磨达到并停止在所述研磨阻挡层上时，所述研磨阻挡层的损失量相对于所述目标材料层很少，且可以稳定控制在较小的规格区间内。
作为示例，在上述各步骤中，对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨的过程中，采用所述终点侦测装置实施进行侦测，当侦测到所述研磨终点信号时，所述第二阶段化学机械研磨在合适的时间点结束。所述终点侦测装置可以检测电机电流信号。当研磨达到研磨阻挡层时，由于研磨阻挡层的阻力较大，因此在维持相同电机转速时，所述电机电流信号会有一个突变信号。所述终点侦测装置可以检测所述突变信号，并在施加一定的过研磨量后停止所述第二阶段化学机械研磨。经过所述第二阶段化学机械研磨，所述目标材料层可以确保没有残留。
实施例二
请参阅图7～图13，本发明还提供一种浅沟槽隔离结构的制备方法，所述浅沟槽隔离结构的制备方法包括如下步骤：
1)提供一衬底；
2)于所述衬底的上表面形成研磨阻挡层；
3)于所述衬底内形成浅沟槽，所述浅沟槽上下贯穿所述阻挡层且延伸至所述衬底内；
4)于所述浅沟槽内填充目标材料层，所述目标材料层填满所述浅沟槽且覆盖于所述研磨阻挡层的上表面；
5)采用如实施例一中所述的化学机械研磨方法去除位于所述研磨阻挡层上表面的所述目标材料层，保留于所述浅沟槽内的所述目标材料层构成所述浅沟槽隔离结构。
在步骤1)中，请参阅图7中的S100步骤及图8，提供一衬底31。
作为示例，所述衬底31可以是任意一种基底，譬如硅基底、氮化镓基底、蓝宝石基底等等。
在步骤2)中，请参阅图7中的S200步骤及图9，于所述衬底31的上表面形成研磨阻挡层32。
作为示例，所述研磨阻挡层32可以是氮化硅材料，化学机械研磨最终会停止在所述研磨阻挡层32上。
在步骤3)中，请参阅图7中的S300步骤及图10，于所述衬底31内形成浅沟槽33，所述浅沟槽33上下贯穿所述阻挡层32且延伸至所述衬底31内。
作为示例，可以采用光刻刻蚀工艺形成所述浅沟槽33。所述浅沟槽33的数量可以为多个，多个所述浅沟槽33于所述衬底31内间隔排布。
在步骤4)中，请参阅图7中的S400步骤及图11，在所述浅沟槽33内填充目标材料层34，所述目标材料层34填满所述浅沟槽33且覆盖于所述研磨阻挡层32的上表面。
作为示例，所述目标材料层34可以是二氧化硅材料
在步骤5)中，请参阅图7中的S500步骤及图12～图13，采用如实施例一中所述的化学机械研磨方法去除位于所述研磨阻挡层32上表面的所述目标材料层34，保留于所述浅沟槽33内的所述目标材料层34构成所述浅沟槽隔离结构35。
所述化学机械研磨方法的具体方案请参阅实施例一，此处不再累述。
图12是在所述第一阶段化学机械研磨后的示意图，在所述研磨阻挡层32上留下一定规格厚度的所述目标材料层34；图13是在第二阶段化学机械研磨后的示意图，所述研磨阻挡层32上的所述目标材料层34被去除干净，保留于所述浅沟槽33内的所述目标材料层34即构成所述浅沟槽隔离结构35。
作为示例，所述目标材料层34包括二氧化硅层，所述研磨阻挡层32包括氮化硅层。
实施例三
请参阅图14，本发明还提供了一种化学机械研磨系统，所述化学机械研磨系统包括：化学机械研磨装置41、第一量测模块411、前馈控制模块42及处理模块43。
所述第一量测模块411设置于所述化学机械研磨装置41上，对所述目标材料层的前值厚度进行量测。该设置可以方便地对每一批次的所述目标材料层进行量测，并实时将量测值反馈到所述化学机械研磨系统；前馈控制模块42与所述第一量测模块411连接，用于收集所述第一量测模块411量测的所述目标材料层的前值厚度，并将收集的数据反馈至处理模块43；所述处理模块43至少包括第一处理单元433，所述第一处理单元433与所述前馈控制模块42相连接，用于依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材的理论研磨速率，并依据所述第一量测模块411量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材的理论研磨速率生成研磨参数；具体的，所述研磨参数是研磨时间和研磨压力；所述化学机械研磨装置41还包括研磨控制模块412及研磨组件414；所述研磨控制模块412与所述处理模块43及所述研磨组件414相连接，用于依据所述处理模块43生成的所述研磨参数控制所述研磨组件414对所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，并在完成所述第一阶段化学机械研磨后控制所述研磨组件414对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨。
作为示例，所述的化学机械研磨系统还可包括终点侦测装置413，所述终点侦测装置413与所述研磨控制模块412相连接，用于侦测到终止信号时将所述终止信号反馈至所述研磨控制模块412，由所述研磨控制模块412控制所述研磨组件414停止对所述目标材料层进行研磨。具体的，所述终点侦测装置413的终点检测信号是电机转速恒定时的电机电流信号。当所述第二阶段化学机械研磨达到所述研磨阻挡层时，所述电机电流信号由于研磨阻挡层产生的阻力较大而出现突变，该突变信号可以被终点侦测装置413检知，并反馈至所述研磨控制模块412，由研磨控制模块412控制研磨系统在施加一定过研磨量后停止研磨。
作为示例，所述处理模块43包括：第一子单元432及第二子单元431，其中，所述第一子单元432用于依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材的理论研磨速率；所述第二子单元431与所述前馈控制模块42、所述第一子单元432及所述研磨控制模块412相连接，用于所述第一量测模块411量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材的理论研磨速率生成研磨参数，并将生成的所述研磨参数提供给所述研磨控制模块412。
作为示例，所述化学机械研磨系统还包括第二量测模块415及后馈控制模块44；所述处理模块43还包括第二处理单元436；所述第二量测模块415设置于所述化学机械研磨装置41上，用于量测上一次化学机械研磨过程中所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度；所述后馈控制模块44与所述第二量测模块415及所述处理模块43相连接，用于收集所述第二量测模块415量测的所述上一次化学机械研磨过程中所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度，并将收集的数据反馈至所述处理模块43；所述第二处理单元436与所述前馈控制模块42、所述后馈控制模块44及所述研磨控制模块412相连接，用于依据所述第二量测模块415量测的所述上一次第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度计算在所述上一次化学机械研磨过程中所述研磨耗材的实际使用时间下的实际研磨速率，将所述上一次化学机械研磨过程的所述第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对，并根据比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率，并依据所述第一量测模块411量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率更新研磨参数；所述后馈控制模块44做出反馈动作时，所述研磨控制模块412依据所述第二处理单元436更新的研磨参数控制所述研磨组件414对所述目标材料层进行第一阶段化学机械研磨。具体的，如果所述上一次化学机械研磨过程中所述第一阶段化学机械研磨的实际研磨速率和所述研磨耗材在该使用时间下的理论研磨速率有偏差，则处理模块43根据所述研磨速率偏差值对理论研磨速率值进行修正，并进一步完善处理模块43所记录的所述研磨耗材的使用时间与理论研磨速率的变化关系。
作为示例，所述第二处理单元436包括：第三子单元434及第四子单元435，其中，
所述第三子单元434用于依据所述第二量测模块415量测的所述上一次第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度计算在上一次化学机械研磨过程中所述研磨耗材的实际使用时间下的实际研磨速率，将所述上一次化学机械研磨过程的所述第一阶段化学机械研磨中所述所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对，并根据比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率；
所述第四子单元435与所述前馈控制模块42、所述后馈控制模块44、所述第三子单元434及所述研磨控制模块412相连接，用于所述第一量测模块411量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率更新研磨参数，并将生成的所述研磨参数提供给所述研磨控制模块412。
综上所述，本发明提供了一种浅沟槽隔离结构的制备方法、化学机械研磨方法及系统。所述化学机械研磨方法包括如下步骤：1)量测目标材料层的前值厚度，依据所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定所述目标材料层的第一目标去除厚度；2)依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率；3)依据所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率确定研磨参数，依据所述研磨参数对所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，且确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的上表面为平面；4)对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。在本发明的化学机械研磨方法中，通过化学机械研磨系统收集所述目标材料层的研磨前后的膜厚，结合研磨耗材的实际使用时间来确定研磨参数，提升了研磨的平坦化效果，消除了研磨后产生的目标材料层残留，并确保终点检测系统所检测的不同批次的终点时间维持在稳定的区间内，提高了浅沟槽化学机械研磨的良品率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种化学机械研磨方法，其特征在于，所述化学机械研磨方法用于目标材料层的去除，
所述目标材料层的一次化学机械研磨过程包括第一阶段化学机械研磨及第二阶段化学机械研磨两个阶段，所述化学机械研磨方法包括如下步骤：
1)量测所述目标材料层的前值厚度，依据所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定所述目标材料层的第一目标去除厚度；
2)依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率；
3)依据所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在所述实际使用时间下的理论研磨速率动态修正研磨参数，依据所述研磨参数对所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，且确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层具有平坦上表面且在一固定膜厚范围中，所述固定膜厚范围介于1000埃～1600埃；及，
4)对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨方法，其特征在于：步骤4)后还包括如下步骤：
5)获取上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度，以此得到所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述目标材料层的实际去除厚度；
6)依据所述目标材料层的实际去除厚度得到所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率；
7)将所述上一次化学机械研磨过程的所述第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对；
8)量测另一所述目标材料层的前值厚度，依据量测的当前所述目标材料层的前值厚度及所述第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度确定当前所述目标材料层的第一目标去除厚度；
9)依据步骤7)中的比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率；及，
10)依据当前所述目标材料层的所述第一目标去除厚度及所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率动态更新研磨参数，依据更新后的所述研磨参数对当前所述目标材料层进行所述第一阶段化学机械研磨，以使得当前所述目标材料层达到所述第一目标去除厚度的去除，且确保所述第一阶段化学机械研磨后保留的当前所述目标材料层的上表面为平面；
11)对当前所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨，以使得当前所述目标材料层达到第二目标去除厚度的去除。
3.根据权利要求2所述的化学机械研磨方法，其特征在于：步骤9)中，依据步骤7)中的比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率的具体方法为：
若上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率一致，则将所述上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率作为所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率；及，
若上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与所述上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率不一致，则依据研磨耗材的使用寿命及当前实际使用时间确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率。
4.根据权利要求2所述的化学机械研磨方法，其特征在于：步骤11)之后还包括重复步骤5)～步骤11)至少一次的步骤。
5.根据权利要求1所述的化学机械研磨方法，其特征在于：所述研磨参数包括研磨时间及研磨压力。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的化学机械研磨方法，其特征在于：所述目标材料层包括位于一衬底上的二氧化硅层，所述衬底内形成有沟槽，所述衬底的上表面形成有研磨阻挡层，所述目标材料层更填满所述沟槽内且覆盖于所述阻挡层的上表面，在所述第二阶段化学机械研磨过程，完全去除在所述研磨阻挡层上的所述目标材料层并局部去除所述研磨阻挡层，以形成浅沟槽隔离结构。
7.根据权利要求6所述的化学机械研磨方法，其特征在于：所述研磨阻挡层包括氮化硅层。
8.根据权利要求6所述的化学机械研磨方法，其特征在于：所述第二阶段化学机械研磨过程中，去除所述研磨阻挡层的厚度介于25埃～35埃。
9.根据权利要求6所述的化学机械研磨方法，其特征在于：对所述目标材料层进行所述第二阶段化学机械研磨的过程中，采用终点侦测装置实施进行侦测，当侦测到研磨终点信号时，所述第二阶段化学机械研磨在合适的时间点结束。
10.一种浅沟槽隔离结构的制备方法，其特征在于，所述浅沟槽隔离结构的制备方法包括如下步骤：
1)提供一衬底；
2)于所述衬底的上表面形成研磨阻挡层；
3)于所述衬底内形成沟槽，所述沟槽上下贯穿所述阻挡层且延伸至所述衬底内；
4)于所述沟槽内填充目标材料层，所述目标材料层填满所述沟槽且覆盖于所述研磨阻挡层的上表面；及，
5)采用如权利要求1所述的化学机械研磨方法去除位于所述研磨阻挡层上表面的所述目标材料层，保留于所述沟槽内的所述目标材料层构成所述浅沟槽隔离结构。
11.根据权利要求10所述的浅沟槽隔离结构的制备方法，其特征在于：所述目标材料层包括二氧化硅层，所述研磨阻挡层包括氮化硅层。
12.一种化学机械研磨系统，其特征在于，所述化学机械研磨系统包括：化学机械研磨装置、第一量测模块、前馈控制模块及处理模块；其中，
所述第一量测模块设置于所述化学机械研磨装置上，用于量测目标材料层的前值厚度；
前馈控制模块，与所述第一量测模块及所述处理模块相连接，用于收集所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度，并将收集的数据反馈至所述处理模块；
所述处理模块至少包括第一处理单元，所述第一处理单元与所述前馈控制模块相连接，用于依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材的理论研磨速率，并依据所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材的理论研磨速率生成研磨参数；及，
所述化学机械研磨装置包括研磨控制模块及研磨组件，所述研磨控制模块与所述处理模块及所述研磨组件相连接，用于依据所述处理模块生成的研磨参数控制所述研磨组件对所述目标材料层进行第一阶段化学机械研磨，并在完成所述第一阶段化学机械研磨后控制所述研磨组件对所述目标材料层进行第二阶段化学机械研磨。
13.根据权利要求12所述的化学机械研磨系统，其特征在于：所述化学机械研磨系统还包括终点侦测装置，所述终点侦测装置与所述研磨控制模块相连接，用于侦测到终点信号时将终点信号反馈至所述研磨控制模块，由所述研磨控制模块控制所述研磨组件在合适的时间点停止对所述目标材料层进行研磨。
14.根据权利要求12所述的化学机械研磨系统，其特征在于：所述第一处理单元包括：
第一子单元及第二子单元，其中，
所述第一子单元用于依据研磨耗材的使用寿命及实际使用时间确定所述研磨耗材的理论研磨速率；及，
所述第二子单元与所述前馈控制模块、所述第一子单元及所述研磨控制模块相连接，用于所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材的理论研磨速率生成研磨参数，并将生成的所述研磨参数提供给所述研磨控制模块。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的化学机械研磨系统，其特征在于：所述化学机械研磨系统还包括第二量测模块及后馈控制模块；所述处理模块还包括第二处理单元；
其中，
所述第二量测模块设置于所述化学机械研磨装置上，用于量测上一次化学机械研磨过程中第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度；
所述后馈控制模块与所述第二量测模块及所述处理模块相连接，用于收集所述第二量测模块量测的上一次化学机械研磨过程中第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的厚度，并将收集的数据反馈至所述处理模块；
所述第二处理单元与所述前馈控制模块、所述后馈控制模块及所述研磨控制模块相连接，用于依据所述第二量测模块量测的上一次第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度计算在上一次化学机械研磨过程中研磨耗材的实际使用时间下的实际研磨速率，将上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对，并根据比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率，并依据所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率更新研磨参数；及，
所述后馈控制模块做出反馈动作时，所述研磨控制模块依据所述第二处理单元更新的研磨参数控制所述研磨组件对所述目标材料层进行第一阶段化学机械研磨。
16.根据权利要求15所述的化学机械研磨系统，其特征在于：所述第二处理单元包括：
第三子单元及第四子单元，其中，
所述第三子单元用于依据所述第二量测模块量测的上一次第一阶段化学机械研磨后保留的所述目标材料层的实际厚度计算在上一次化学机械研磨过程中研磨耗材的实际使用时间下的实际研磨速率，将上一次化学机械研磨过程的第一阶段化学机械研磨中所述研磨耗材的实际研磨速率与上一次化学机械研磨过程中得到的所述研磨耗材的理论研磨速率进行比对，并根据比对结果确定所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率；及，
所述第四子单元与所述前馈控制模块、所述后馈控制模块、所述第三子单元及所述研磨控制模块相连接，用于所述第一量测模块量测的所述目标材料层的前值厚度与所述研磨耗材在当前实际使用时间下的理论研磨速率更新研磨参数，并将生成的所述研磨参数提供给所述研磨控制模块。
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