[發明專利]一種氧化鈰顆粒及含其的拋光漿料

在審

• 申請號: 202110004086.5
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112723405A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王溯;蔣闖;馬麗;寇浩東;孫濤;章玲然;張德賀;秦長春
• 申請（專利權）人: 上海暉研材料科技有限公司
• 主分類號: C01F17/235
• 分類號: C01F17/235;C01F17/10;C09G1/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;何敏清

本發明公開了一種氧化鈰顆粒及含其的拋光漿料。具體公開了一種氧化鈰顆粒，所述氧化鈰顆粒的前驅體材料的第一顆粒尺寸為200?500μm；所述氧化鈰顆粒的拉曼光譜包含在458cm^?1處的峰和583cm^?1處的峰，且其中在458cm^?1處的峰的強度與在583cm^?1處的峰的強度的比率為峰比率，所述氧化鈰顆粒的峰比率為70?90。本發明還公開了一種拋光漿料，所述拋光漿料包含所述氧化鈰顆粒。本發明通過控制氧化鈰顆粒的顆粒峰比率、氧化鈰顆粒的前驅體材料的顆粒尺寸在一定范圍內，使得應用于STI的CMP制程時，具有優良的移除速率和選擇性，且具有不引起微劃痕或使微劃痕數量最小化的能力。

技術領域

本發明涉及一種氧化鈰顆粒及含其的拋光漿料。

背景技術

在集成電路及其它電子器件的制造中，多個導電、半導電及介電的材料層沉積至基板表面上或自基板表面移除。隨著材料層依序地沉積至基板上及自基板移除，基板的最上部表面可變得非平坦且需要進行平坦化。對表面進行平坦化或對表面進行“拋光”是這樣的工藝，其中，自基板的表面移除材料以形成總體上均勻平坦的表面。平坦化可用于移除不合乎期望的表面形貌及表面缺陷，諸如粗糙表面、經團聚的材料、晶格損傷、刮痕、以及受污染的層或材料。平坦化也可用于通過移除過量的沉積材料而在基板上形成特征，該沉積材料用于填充所述特征并提供用于后續的加工及金屬化水平的均勻表面。

用于對基板表面進行平坦化或拋光的組合物及方法在本領域中是公知的。化學機械平坦化或化學機械拋光(CMP)是用于使基板平坦化的常用技術。CMP采用被稱為CMP組合物或更簡單地被稱為拋光組合物(也被稱作拋光漿料)的化學組合物以用于自基板選擇性地移除材料。典型地，通過使基板的表面與飽含拋光組合物的拋光墊(例如，拋光布或拋光盤)接觸而將拋光組合物施加至基板。典型地，通過拋光組合物的化學活性和/或懸浮于拋光組合物中或結合到拋光墊(例如，固定研磨劑式拋光墊)中的研磨劑的機械活性而進一步輔助基板的拋光。

拋光漿料的種類按其所要處理對象大致可分為氧化物拋光漿料、金屬拋光漿料和多硅晶片拋光漿料等三種。氧化物拋光漿料適用于拋光淺槽隔離(STI，shallow trenchisolation)工藝中中間層絕緣膜的表面以及二氧化硅(SiO₂)層，它大致包括拋光粒子、脫離子水等成分。其中的拋光粒子在拋光制程中所起的作用就是通過拋光機產生的壓力而對被加工物表面進行機械拋光處理。拋光粒子的成分可以是二氧化硅(SiO₂)、二氧化鈰(CeO₂)或三氧化二鋁(Al₂O₃)。

具體地說，在STI工藝中，通常將二氧化鈰漿料用于拋光二氧化硅層，此時，可主要采用氮化硅層作為拋光終止層。通常，可將添加劑加入該二氧化鈰漿料以減小氮化物層的移除速度，從而改善氧化物層對氮化物層的拋光速度選擇性。但是，使用添加劑是不利的，原因在于其可減小氧化物層的移除速度以及氮化物層的移除速度。此外，二氧化鈰漿料的拋光劑顆粒通常大于硅石漿料的拋光劑顆粒，而讓晶圓表面具有劃痕。但是，如果氧化物層對氮化物層的拋光速度選擇性較低，則由于過量氧化物層被移除，鄰近氮化物層圖案被破壞，導致在被加工表面發生凹陷現象。因此，不可能實現均勻的表面平整性。

因此，在STI的CMP制程中所使用的拋光漿料要具備高選擇性、高拋光速度、高分散度、高度穩定的微觀劃痕分布以及高度集中和均勻的粒子粒度分布范圍。專利CN1818002B的方法對顆粒尺寸要求較為苛刻，且其選擇比、顆粒殘留及劃痕數仍有待改善。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明旨在發展一種全新的產品，將CMP各方面性能提升，本發明提供了一種氧化鈰顆粒及含其的拋光漿料，其通過控制氧化鈰顆粒的峰比率，以及氧化鈰顆粒的前驅體材料的顆粒尺寸得到特定的氧化鈰顆粒，可應用于STI的CMP制程所使用的的拋光漿料中。