[發(fā)明專利]淺溝槽隔離拋光液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910001031.8
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101781523A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 閔學勇;邢振林
• 申請（專利權）人: 昆山市百益電子科技材料有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/3105
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種淺溝槽隔離拋光液。

背景技術

隨著半導體制程技術的發(fā)展，對特征線寬的要求愈來愈精細化，單位面積中的導線數(shù)目大幅提升。為了提升元件的有效使用面積，化學機械拋光技術(CMP)便成了在半導體制程技術中不可或缺的一項相當重要技術，因其相較于其他平坦化技術，具有全面平坦化的特點。在元件的隔離技術上，以往是用局部硅氧化(LOCOS)的隔離技術，但當半導體進入0.25um節(jié)點以下，LOCOS出現(xiàn)以下不可克服的困難：鳥嘴效應，凸出形狀不利平坦化，離子植入導致高溫氧化擴散，小尺寸開口氧化厚度比大尺寸小。

為了避免LOCOS所產生的問題，半導體產業(yè)采用淺溝槽隔離(STI)制程。但在其沉積氧化物后，需要CMP技術進行平坦化，這樣才能利于下一工序的進行。

在半導體制程中，因導線的精細化，元件的精密要求逐漸提高，以往STI制程采用二氧化硅為磨粒的CMP拋光液，但存在無法達到氧化物與氮化物的高選擇比的要求，甚至會產生碟形，腐蝕和過拋的缺點。而氧化鈰因其對氧化物的反應性極強，具有高拋光速率，而且容易取得氧化物與氮化物的高選擇比的要求，是國內外致力于開發(fā)的產品。

然而傳統(tǒng)制程的氧化鈰是由天然礦產得到，其顆粒較大有刮傷晶圓表面的缺點，因此有必要合成納米級的氧化鈰顆粒。

目前國外市場已有納米級的氧化鈰拋光液用于STI制程，具有這些優(yōu)點：可提供較高的氧化物與氮化物的選擇比，較高的拋光速率，可在PH中性的環(huán)境中穩(wěn)定存在。但國內此類產品很少，因此有必要開發(fā)以納米級的氧化鈰磨粒的化學機械拋光液，來滿足國內半導體產業(yè)日益增長的需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種淺溝槽隔離拋光液，尤其是其對氧化物的反應性極強，具有高拋光速率，而且容易取得氧化物與氮化物的高選擇比的要求。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種淺溝槽隔離化學機械拋光液，其組成部分為：

氧化鈰磨料1-50％，PH調節(jié)劑0.2-10％，螯合劑0.1-5％，表面活性劑0.01-5％，特殊添加劑)0.1-10％，其余為去離子水，混合，攪拌而形成。

采用本發(fā)明的技術方案，分別具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所述的PH調節(jié)劑為堿性有機胺或有機酸，堿性有機胺選用如三乙胺和二異丁基胺中的至少一種，有機酸選用如乙二胺四乙酸和檸檬酸中的至少一種。所述的PH調節(jié)劑用來調節(jié)拋光液的PH值為4-5，使二氧化硅處于良好的懸浮狀態(tài)，提供穩(wěn)定的拋光速率。采用的胺或酸不含金屬類成分避免對硅片的玷污而影響以后的器件的性能。

所述的螯合劑為乙二胺四乙酸和檸檬酸及其鹽中的至少一種。可以和前制程帶入的大量金屬離子結合而除去，從而改善拋光片的質量。

所述的表面活性劑為醇醚類非離子類表面活性劑，如OP-10，TX-10中至少一種，可以優(yōu)先吸附，形成長期易清洗的物理吸附表面，以改善表面狀態(tài)，同時提高質量傳遞速率，以降低晶圓的表面粗糙度。

具體實施方式

沉淀法制備粉末因其步驟簡單，制程溫度低，成本低廉，因而可大量生產，一般合成之步驟如下：

1.先配置欲合成金屬氧化物的金屬陽離子溶液；

2.將此金屬陽離子溶液和含陰離子的沉淀劑混合，不同混合順序會有不同產物生成，當混合后溶液大于欲得到的產品溶解度，粉體會因過飽和溶液生成而析出；

3.將產物經過水洗數(shù)次并加以過濾分離；

4.再依需求烘干，或加以熱分解產物，煅燒得到所需產品。

本發(fā)明是通過沉淀法制備氧化鈰磨料，具體實施步驟如下：

步驟1：以硫酸鈰、硝酸銨鈰中至少一種為起始原料，加入沉淀劑(六亞甲基四胺、氨水、尿素、聯(lián)胺中至少一種)，利用高溫沉淀法先制取氧化鈰晶種，然后控制反應物濃度、沉淀劑滴入速率、晶種量，溶液的溫度，PH，反應時間，攪拌速度等參數(shù)，按照沉淀法合成步驟獲得了粒徑可控的氧化鈰粉體。

步驟2：在所制備的氧化鈰拋光液中加入特殊添加劑如聚羧酸和聚酰胺中至少一種，以取得氧化物與氮化物的高選擇比。

步驟3：在使用該拋光液時，先把所配制的拋光液和去離子水的配比為1∶10。采用美國3800拋光機，拋光墊為Rodel?1400，工藝參數(shù)60rpm盤速，拋光頭速度50rpm，3psi下壓力，流量150ml/min，溫度35℃～40℃，通過對產品(沉積約500nm的二氧化硅及150nm氮化硅的晶圓)進行拋光。