專利名稱：：用作磨料的氧化鈰粉末和含有該粉末的cmp漿料的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用作可有效調節(jié)拋光性的磨料的氧化鈰粉末，含有該粉末的CMP漿料和使用所述CMP漿料的淺槽隔離(STI)法。另外，本發(fā)明還涉及一種制備碳酸鈰的方法，其中碳酸鈰的晶體結構可筒單地控制。
背景技術：
：一般而言，在目前的半導體制造法中傾向于增加晶片(wafer)的直徑，以獲得高集成的ULSI(超大規(guī)模集成電路)。另外，對目前的半導體制造有更嚴格的標準，包括最小寬度要求為0.13jim或更小。此外，在晶片上形成多重互聯(lián)或多層互聯(lián)結構是改進半導體裝置質量所必須的步驟。但是，在實施一種上述技術后產生的晶片的不平坦現(xiàn)象引起了許多問題，例如在后續(xù)步驟中邊緣下降或者晶體管或設備的質量降低。因此，平坦化方法已被施用至多個步驟中以解決上述問題。這些平坦化技術中的一種為CMP(化學機械拋光)。在CMP過程中，晶片表面被壓至相對于所述表面轉動的拋光墊片上，化學反應性漿料被引入帶有圖案的晶片表面，由此實現(xiàn)晶片表面的平坦化。這種CMP技術可被應用至淺槽隔離(STI)法中，特別是在絕緣二氧化硅層104沉積之后，應用至一個拋光絕緣二氧化硅層104的步驟中，直至氮化硅蝕刻中止層102被暴露出來，以使晶片上的槽103可被嵌入其中(參見圖1中的(b)和(c))。這里，為提高拋光效率，需增加二氧化硅層和氮化硅層之間的選擇性拋光特性(氮化硅層的拋光速率與二氧化硅層的拋光速率的比值，在下文中被稱為"拋光選擇性")，并且為了增加整個晶片的平坦化程度，需要適當控制二氧化硅層的拋光速率和氮化硅層的拋光速率。因此，常規(guī)已進行研究，對二氧化硅層的拋光速率相對于硝酸硅層的拋光速度的大幅提高進行控制，以增加拋光效率和提高整個晶片的平坦化。但是，大量的這種研究是針對改變CMP漿料組成的化學方法進行的，而通過調節(jié)磨料的自身物理特性而提高拋光質量的研究幾乎從未進行過。
發(fā)明內容技術問題因此，本發(fā)明是針對上述問題做出的。本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)對于用作磨料的氧化鈰，拋光特性提高的形式取決于碳酸鈰(一種原料)的晶體結構。本發(fā)明中，基于該發(fā)現(xiàn)，將至少兩種使用不同晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰以適當比例混合，并用作CMP漿料的磨料，從而調節(jié)特性中所需的拋光特性并提高CMP漿料的拋光質量，所述拋光特性如二氧化硅層的拋光速率、氮化硅層的拋光速率、二氧化硅層和氮化硅層的拋光選擇性，以及晶片內的非均勻性(WIWNU)。另外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在通過將鈰前體水溶液與碳酸^f艮前體水溶液混合并進行沉淀反應來制備碳酸鈰的過程中，所形成的碳酸鈰的晶體結構根據(jù)鈰前體水溶液中鈰的濃度和/或沉淀反應的溫度而改變。基于該發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供一種制備碳酸鈰的方法，其中碳酸鈰的晶體結構可筒單地控制。技術方案本發(fā)明的一個方面提供一種含有至少兩種選自以下的氧化鈰作為磨料的CMP漿料，以及一種使用該CMP漿料進行的淺槽隔離(STI)法，所述氧化鈰選自(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰。本發(fā)明的另一方面提供一種用作磨料的氧化鈰粉末，包含至少兩種選自以下的氧化鈰(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰。本發(fā)明的另一方面提供一種通過將鈰前體水溶液與碳酸根前體的水溶液混合并進行沉淀反應來制備碳酸鈰的方法，其中通過調節(jié)鈰前體水溶液中鈰的濃度在0.01至10M內，或者通過調節(jié)沉淀反應的溫度在0至99。C內，從而控制所述碳酸鈰，使其具有鑭石-(Ce)晶體結構、正交晶體結構或六方晶體結構。本發(fā)明的又一方面提供一種通過使用至少兩種選自如下的氧化鈰作為CMP漿料的磨料來調節(jié)至少一種拋光特性的方法，所述氧化鈰選自(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰，所述拋光特性例如二氧化硅層的拋光速率、氮化硅層的拋光速率、二氧化硅層和氮化硅層的拋光選擇性，以及晶片內的非均勻性(WrWNU)。下文中將更詳細地闡述本發(fā)明。一般而言，CMP漿料包括磨料、分散劑和水。同時，在STI法中，在CMP步驟中被拋光的表面——即絕緣的二氧化硅層和氮化硅蝕刻終止層——具有不同的特性。換言之，絕緣的二氧化硅層具有低強度和對于氧化鈰的高化學反應性，而氮化硅蝕刻終止層與絕緣二氧化硅層相比對于氧化鈰具有更低的化學反應性，并且比絕緣二氧化硅層的強度高至少三倍。因此，通過化學機械拋光可容易地除去絕緣二氧化硅層，但很難除去氮化硅蝕刻終止層。但是，盡管被拋光表面具有這種物理/化學差異，但常規(guī)使用的CMP漿料在二氧化硅層和氮化硅層之間的拋光選擇性為約4:1。因此，氮化硅蝕刻終止層在實際的CMP法中被拋光的程度超過了接受范圍。因此，在CMP法中，氮化硅層的圖案根據(jù)其在晶片中的位置可能會被不均勻地除去。因此，氮化硅蝕刻終止層在整個晶片上具有顯著變化的厚度。在STI法中，這會引起具有槽的最終結構中活性區(qū)域和場區(qū)域(fieldregion)的高度差異，使得在后續(xù)的制備半導體裝置的步驟中加工邊緣下降，以及晶體管和裝置的質量下降。特別是，這對于同時具有不同密度的圖案的半導體晶片是一個嚴重的問題。為解決上述問題，需要一種方法，其中所述二氧化硅層的拋光速率和氮化硅層的拋光速率可被有效控制從而提高拋光效率，并且二氧化硅層和氮化硅層的拋光選擇性和晶片的晶片內非均勻性(WIWNU)有所改善。因此，作為調節(jié)二氧化硅層的拋光速率比氮化硅層的拋光速率更高的方法，通常提供一種化學方法，其中陰離子聚合物被用作CMP漿料的分散劑。但是，由于上述被拋光表面的物理/化學差異，二氧化硅層可通過化學拋光和機械拋光進行拋光，而氮化硅層只能通過機械拋光進行拋光。因此，為控制拋光特性，例如二氧化硅層的拋光速率、氮化硅層的拋光速率、二氧化硅層和氮化硅層的拋光選擇性、WIWNU等，需要首先對影響化學/機械拋光的磨料自身特性進行研究。因此，本發(fā)明中，基于上述發(fā)現(xiàn)——即，用作磨料的氧化鈰中，其拋光特性提高的形式取決于碳酸鈰(一種原料)的晶體結構——將至少兩種使用不同晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰以一合適比例混合，用作CMP漿料的磨料，由此調節(jié)CMP漿料的拋光特性。氧化鈰近來是作為CMP漿料的磨料的焦點，其可使用多種方法制備，例如通過向三價或四價的鈰原料中加入pH調節(jié)劑而直接制備氧化鈰的液相法、通過制備中間體原料(如碳酸鈰)并進行高溫煅燒步驟來制備氧化鈰的固相法等。對于固相法，氧化鈰的形狀或強度顯著地受到碳酸鈰(一種原料)晶體結構的影響。另外，含有氧化鈰作為磨料的CMP漿料的拋光特性隨著氧化鈰的形狀、強度、粒徑、氧化特性等改變。因此，CMP漿料的拋光特性可根據(jù)碳酸鈰的晶體結構改變，所述碳酸鈰即用作磨料的氧化鈰的原材料。例如，1)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰具有片狀的形狀，其中顆粒通過弱鍵結合在一起，其可有益地對二氧化硅層的機械拋光發(fā)揮作用。換言之，該氧化鈰由于與被拋光表面具有廣泛的接觸面積而在被拋光的表面上具有高拋光速率，因此顆粒可容易地凈皮拋光墊的機械力破碎。因此，該氧化鈰對于高強度氮化硅層的機械拋光可能是不利的，但對于低強度的二氧化硅層的機械拋光是有利的。2)—種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰具有棒狀或針狀的形狀，并具有高強度和硬度。因此，用作磨料時，該氧化鈰不容易被拋光墊的機械力破碎。另外，即使氧化鈰被破碎，氧化鈰的形狀仍改變成一種尖的針狀，因此對于高強度氮化硅層的機械拋光可能是有利的。3)—種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰具有寬的孔分布，并具有出色的化學表面活性。因此，當該氧化鈰用作磨料時，二氧化硅層的化學拋光速率增加，因此可在二氧化硅層和氮化硅層之間達到出色的拋光選擇性。另外，該氧化鈰的形狀為顆粒通過弱鍵結合在一起，此時，顆粒具有非常均勻的尺寸。因此，當氧化鈰被用作磨料時，顆粒被拋光墊的機械力破裂為相同尺寸的片段，并拋光一個待拋光的表面。因此，可在整個晶片上獲得出色的WIWNU。本發(fā)明中，基于在作為磨料的氧化鈰中，拋光特性的提高形式取決于碳酸鈰(一種原料)的晶體結構這一事實，可將至少兩種通過使用不同晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰用作CMP漿料的磨料，由此提高CMP漿料的拋光特性。換言之，至少一種拋光特性，如二氧化硅層的拋光速率、氮化硅層的拋光速率、二氧化硅層和氮化硅層之間的拋光選擇性以及WIWNU，可通過〗吏用至少兩種選自以下的氧化鈰作為CMP漿料的磨料、并調節(jié)氧化鈰的混合比例而進行調節(jié)，所述氧化鈰選自(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸飾制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰。具體而言，在氧化鈰粉末用作磨料的情形中，二氧化硅層的拋光速率可通過增加由使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰的含量來增加；氮化硅層的拋光速率可通過增加由使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰的含量來增加；或者二氧化硅層和氮化硅層之間的拋光選擇性以及WIWNU可通過增加由使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰的含量來增加。本文中，為增加二氧化硅層的拋光速率，使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰優(yōu)選以每100重量份用作磨料的氧化鈰粉末中大于等于50重量份且小于100重量份的量使用；為增加氮化硅層的拋光速率，使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰優(yōu)選以每100重量份用作磨料的氧化鈰粉末中大于等于50重量份且小于100重量份的量使用；為了增加二氧化硅層與氮化硅層之間的拋光選擇性或WIWNU,使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰優(yōu)選以每100重量份用作磨料的氧化鈰粉末中大于等于50重量份且小于100重量份的量使用。同時，本發(fā)明的CMP漿料可通過將用作磨料的氧化鈰粉末與一種分散劑一起分散于水中而制備。用于漿料中的磨料的氧化鈰粉末優(yōu)選以每100重量份漿料中0.1~50重量份的量使用。如果磨料——氧化鈰粉末——以小于0.1重量份的量使用，則很難將待拋光的表面拋光。如果氧化鈰粉末以大于50重量份的量使用，則漿料的穩(wěn)定性降低?？捎糜诒景l(fā)明中的分散劑包括非離子型聚合物分散劑或陰離子型聚合物分散劑。非離子型聚合物分散劑包括至少一種選自聚乙烯醇(PVA)、乙二醇(EG)、甘油、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的化合物。陰離子型聚合物分散劑包括至少一種選自聚丙烯酸、聚丙烯酸銨和聚丙烯酰馬來酸(polyacrylmaldcacid)的化合物。但是，本發(fā)明的范圍并不限于此。分散劑優(yōu)選以每100重量份用作磨料的氧化鈰粉末中0.5至10重量份的量使用。如果分散劑以低于0.5重量份的量使用，則漿料具有更低的分散性，并引起快速沉淀。因此，在拋光漿料被運送時由于這種沉淀作用(固液分離)磨料不能均勻地提供。如果分散劑以高于10重量份的量使用，則在磨料顆粒附近形成厚的分散劑層起到緩沖的作用，由此磨料的表面很難接觸到待拋光的表面，從而降低拋光速率。優(yōu)選地，在氧化鈰粉末和分散劑與水混合之后將CMP漿料滴定至pH為6-8?？墒褂肐NKOH或INHN03用于滴定。滴定完成后，優(yōu)選進行一個分散穩(wěn)定步驟來提高CMP漿料的分散穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性。這種分散穩(wěn)定步驟優(yōu)選通過能夠精細和準確地控制粒徑的濕法破碎/分散法進行。這種方法包括球磨法、磨碎法等。本文中，分散穩(wěn)定步驟之后形成的最終CMP漿料中，用作磨料的氧化鈰粉末優(yōu)選最大粒徑小于3nm,平均粒徑為50~1000nm。如果氧化鈰粉末的平均粒徑小于50nm，則待拋光表面的拋光速率過低。如果氧化鈰粉末的平均粒徑大于1000nm，則會引起表面的微小劃痕，或者漿料的儲存穩(wěn)定性低。上述粒徑使用粒徑分布測量系統(tǒng)(HoribaLA-910)測定。同時，本發(fā)明的CMP漿料可包括其它添加劑，以提高拋光質量或漿料的分散性。另外，本發(fā)明還提供一種用作磨料的氧化鈰粉末，其包含至少兩種選自如下的氧化鈰(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰。用作磨料的氧化鈰粉末可如下制備(a)煅燒含有至少兩種選自以下碳酸鈰的碳酸鈰粉末鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰、正交晶體結構的碳酸鈰和六方晶體結構的碳酸鈰；或者(b)將至少兩種選自以下的氧化鈰混合一種通過煅燒鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰獲得的氧化鈰、一種通過煅燒正交晶體結構的碳酸鈰獲得的氧化鈰以及一種通過煅燒六方晶體結構的碳酸鈰獲得的氧化鈰。本文中，煅燒的溫度可為400至1200°C,對于方法(b),煅燒的溫度可根據(jù)氧化鈰的種類改變。盡管煅燒步驟可在空氣中進行，但優(yōu)選在氧氣氣氛中煅燒。同時，具有鑭石-(Ce)、正交或六方晶體結構的碳酸鈰可通過鈰前體水溶液與碳酸根前體水溶液的沉淀反應來制備。根據(jù)本發(fā)明的實例，所形成的碳酸鈰的晶體結構取決于鈰前體水溶液的鈰濃度和/或沉淀反應的溫度1)鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰是一種由式Ce2(C03)3.H20表示的碳酸鈰化合物，其可使用鈰濃度為0.01至2.2M的鈰前體水溶液、并在沉淀反應中調節(jié)反應溫度在0至30。C范圍內來制備；2)正交晶體結構的碳酸鈰是一種由式Ce20(C03)2.H20表示的碳酸鈰化合物，現(xiàn)認為其可通過下式l的反應形成，并可使用鈰濃度為l至10M的鈰前體水溶液、并在沉淀反應中調節(jié)反應溫度在大于30。C至小于等于99'C范圍內來制備；[式1]2[Ce2(H20)n]3++3C032—Ce20(C03)2*H20+C02+(n-l)H203)六方晶體結構的碳酸鈰為一種由式Ce(0H)C03表示的碳酸鈰化合物，現(xiàn)認為其可通過下式2的反應形成，并可使用鈰濃度為0.01至1M的鈰前體水溶液、并在沉淀反應中調節(jié)反應溫度在大于30。C至小于等于99。C范圍內來制備；[式2[Ce(H20)n]3++H20—[Ce(OH)(H20)n_1]2++H30+[Ce(OH)(H20)nll2++C032—Ce(OH)C03+(n-l)H20因此，本發(fā)明中，鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰、正交晶體結構的碳酸鈰和六方晶體結構的碳酸鈰分別可通過實施一種鈰前體水溶液與碳酸根前體水溶液的沉淀反應、并改變鈰前體水溶液中的鈰濃度和/或沉淀反應的溫度來制備。另外，含有至少兩種碳酸鈰的碳酸鈰粉末可通過在連續(xù)反應器中隨時間改變鈰前體水溶液中的鈰濃度和/或沉淀反應的溫度來制備，所述碳酸鈰包括鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰、正交晶體結構的碳酸鈰和六方晶體結構的碳酸鈰。在沉淀反應中，對鈰前體沒有特別的限制，只要鈰前體為一種含有鈰的化合物即可?？墒褂冒ㄈ齼r或四價鈰鹽的鈰鹽作為鈰前體。鈰鹽的非限制性的實例包括硝酸鈰(Ce(N03)3*xH20)、硫酸鈰(Ce(S04)3.xH20、Ce(S04)2.xH20)、氯化鈰(CeCl3xH20)、硝酸鈰二銨(Ce(NH4)2(N03)6)、硝酸鈰二銨水合物(Ce(NH4)2(N03)5'xH20)等(本文中，x為0至10的常數(shù))。另外，碳酸根前體提供碳酸根離子(CO,)，并且可作為pH調節(jié)劑。碳酸鹽、碳酸水或草酸鹽可用作碳酸根前體。本發(fā)明中，優(yōu)選碳酸銨。另外，沉淀反應中，鈰前體與碳酸根前體的摩爾濃度比優(yōu)選在1:0.1至1:20的范圍內。如果碳酸根前體的濃度低，則碳酸鈰的產率可能會減少。如果碳酸根前體的濃度高，則反應變得劇烈，因此會產生劇烈的沸騰。優(yōu)選沉淀反應進行30分鐘至60小時。如果沉淀反應的時間過長，則沉淀反應可能會過度進行，因此難于將碳酸鈰制備成需要的晶體結構。另外，優(yōu)選地，將如上制備的碳酸鈰進行離心清洗，并在約6(TC干燥24小時。此外，本發(fā)明提供一種使用前述CMP漿料的淺槽隔離(STI)法。STI法可根據(jù)本領域目前使用的方法進行。—另外，本發(fā)明還提供一種通過使用至少兩種選自如下的氧化鈰作為CMP漿料的磨料來調節(jié)至少一種拋光特性的方法，所述氧化鈰選自(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰，所述拋光特性例如二氧化硅層的拋光速率、氮化硅層的拋光速率、二氧化硅層和氮化硅層的拋光選擇性以及WIWNU。本文中，可通過調節(jié)磨料中至少兩種氧化鈰的混合比例來更具體地調節(jié)至少一種上述拋光特性。本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將由下文中的詳細描述結合附圖變得更清楚，附圖中圖l為示出常規(guī)淺槽隔離(STI)法的示意圖100:半導體晶片101:氮化物氧化物層102:氮化硅蝕刻終止層103:槽104:絕緣二氧化硅層105:柵二氧化珪層圖2為由實施例1、5和7獲得的碳酸鈰的X射線衍射圖(XRD);圖3為由實施例1、5和7獲得的氧化鈰的X射線衍射圖(XRD)。圖4為由實施例1獲得的碳酸鈰的SEM照片。圖5為由實施例2獲得的碳酸鈰的SEM照片。圖6為由實施例5獲得的碳酸鈰的SEM照片。圖7為由實施例7獲得的碳酸鈰的SEM照片。具體實施方式現(xiàn)參照本發(fā)明的優(yōu)選實施方案詳細進行描述。但是，以下實施例僅是示例性的，本發(fā)明的范圍不限于此。<碳酸鈰和氧化鈰的制備>實施例1制備一種1.9M的硝酸鈰溶解于蒸餾水中的溶液，以及2M碳酸銨溶解于蒸餾水中的另一種溶液。然后，將兩種溶液混合并在30。C下進行沉淀反應12小時。對所制備的碳酸鈰的XRD和SEM分析結果如圖2和4中所示，可以看出制備了一種鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰。碳酸鈰在850。C下熱處理2小時以獲得氧化鈰。用XRD對氧化鈰進行分析后，可看出完成了碳酸鈰至氧化鈰的相變，如圖3所示。實施例2鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰和氧化鈰以與實施例1中描述的相同方法制備，不同在于使用0.05M的硝酸鈰溶液和0.05M的碳酸銨溶液代替1.9M的硝酸鈰溶液和2M的碳酸銨溶液。對所制備的碳酸鈰的SEM分析結果如圖5所示。實施例3鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰和氧化鈰以與實施例1中描述的相同方法制備，不同在于使用2.2M的硝酸鈰溶液和2.2M的碳酸銨溶液代替1.9M的硝酸鈰溶液和2M的碳酸銨溶液。實施例4鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰和氧化鈰以與實施例1中描述的相同方法制備，不同在于使用0.08M的硝酸鈰溶液和0.08M的碳酸銨溶液代替1.9M的硝'酸鈰溶液和2M的碳酸銨溶液。實施例5碳酸鈰和氧化鈰以與實施例1中描述的相同方法制備，不同在于沉淀反應在卯。C下而不是30。C下進行，以獲得正交晶體結構的碳酸鈰。對所制備的碳酸鈰的SEM分析結果如圖6所示。實施例6碳酸鈰和氧化鈰以與實施例1中描述的相同方法制備，不同在于使用2.2M的硝酸鈰溶液和2.2M的碳酸銨溶液代替1.9M的硝酸鈰溶液和2M的碳酸銨溶液，并且沉淀反應在80'C下而不是30。C下進行，以獲得正交晶體結構的碳酸鈰。實施例7碳酸鈰和氧化鈰以與實施例1中描述的相同方法制備，不同在于使用0.05M的硝酸鈰溶液和0.05M的碳酸銨溶液代替1.9M的硝酸鈰溶液和2M的碳酸銨溶液，并且沉淀反應在90。C下而不是30。C下進行，以獲得六方晶體結構的碳酸鈰。對所制備的碳酸鈰的SEM分析結果如圖7所示。實施例8碳酸鈰和氧化鈰以與實施例1中描述的相同方法制備，不同在于使用0.08M的硝酸鈰溶液和0.08M的碳酸銨溶液代替1.9M的硝酸鈰溶液和2M的碳酸銨溶液，并且沉淀反應在卯。C下而不是30。C下進行，以獲得六方晶體結構的碳酸鈰。<CMP漿料的制備>實施例9制備一種用作磨料的氧化鈰粉末，其中由實施例l制備的氧化鈰和由實施例5制備的氧化鈰以4:1的重量比存在，并使用作為磨料的0.5kg的該氧化鈰粉末、25g^t劑(聚丙烯酸，獲自Aldrich)和5L純水制備氧化鈰分散體。用氨水將所述氧化鈰分散體滴定至pH為7.0,并使用球磨進行分散穩(wěn)定化和粒徑改良步驟。本文中，將100g尺寸為lmm的氧化鋯珠用于球磨中，并在250rpm下運行球磨2小時。分散體用lpm的過濾器過濾，加入純水以使作為磨料的氧化鈰粉末的含量為每100重量份漿料總體中1重量份，從而制備CMP漿料。氧化鈰的平均粒徑為180nm,粒徑分布為約70~300nm，〗吏用粒徑分布測量系統(tǒng)(HoribaLA-910)測定。實施例10CMP漿料以與實施例9中相同的方法制備，不同在于^f吏用其中由實施例1制備的氧化鈰和由實施例7制備的氧化鈰以1:4的重量比存在的氧化鈰粉末作為磨料，代替實施例9中用作磨料的氧化鈰粉末。實施例11CMP漿料以與實施例9中相同的方法制備，不同在于使用其中由實施例5制備的氧化鈰和由實施例7制備的氧化鈰以1:9的重量比存在的氧化鈰粉末作為磨料，代替實施例9中用作磨料的氧化鈰粉末。對比實施例1CMP漿料以與實施例9中相同的方法制備，不同在于單獨使用由實施例1制備的氧化鈰作為磨料，代替實施例9中用作磨料的氧化鈰粉末。對比實施例2CMP漿料以與實施例9中相同的方法制備，不同在于單獨使用由實施例2制備的氧化鈰作為磨料，代替實施例9中用作磨料的氧化鈰粉末。對比實施例3CMP漿料以與實施例9中相同的方法制備，不同在于單獨使用由實施例5制備的氧化鈰作為磨料，代替實施例9中用作磨料的氧化鈰粉末。對比實施例4CMP漿料以與實施例9中相同的方法制備，不同在于單獨使用由實施例5制備的氧化鈰作為磨料，代替實施例9中用作磨料的氧化鈰粉末。實驗實施例1:拋光質量測定在以下條件下，將實施例9-ll和對比實施例1-4中的CMP漿料用于拋光步驟中l(wèi)分鐘?；壮浞窒礈煲詼y定拋光之后的厚度改變，并評價拋光質量。所述結果示于以下表l中。拋光系統(tǒng)GNPPOLY400(GNPTechnology)拋光墊聚氨酯墊壓板轉速90rpm載體轉速卯rpm壓力4psi漿料流速100ml/min。[待拋光的物體一種二氧化硅(Si02)晶片，其上用PECVD(等離子體增強的化學氣相沉積)沉積有達7000A的Si02層。一種氮化硅晶片，其上用LPCVD(低壓化學氣相沉積)沉積有達1500A的SiN層。[評價I拋光后，每種層的厚度變化使用光學厚度測量系統(tǒng)，即Nanospec6100(NanometricsCo.)測定。S均勻性(晶片內非均勻性的S值)根據(jù)標準偏差均勻度(ASTM)計算。[表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>根據(jù)上述實驗結果，對比實施例1和2的CMP漿料——其中將使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰單獨作為磨料——在二氧化硅層的拋光速率中顯示出最高的質量，對比實施例3的CMP漿料——其中將使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰單獨作為磨料——在氮化硅層的拋光速率中顯示出最高質量。另外，對比實施例4的CMP漿料——其中將使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰單獨作為磨料——對二氧化硅層和氮化硅層顯示出相對較低的拋光速率，但在二氧化硅層和氮化硅層之間顯示出出色的拋光選擇性，以及SWIWNU中非常出色的質量。因此，可確定，使用具有不同晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰具有形狀、強度等方面的不同的物理特性，因此含有氧化鈰作為磨料的CMP漿料顯示出不同的拋光質量。同時，實施例9的CMP漿料——其中由鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰和由正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰被用作磨料——與對比實施例3的CMP漿料相比顯示出更高的二氧化硅層拋光速率和更高的拋光選擇性。另外，實施例10的CMP漿料——其中由鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰和由六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰被用作磨料——與對比實施例1相比顯示出類似的特性值(二氧化硅層拋光速率、氮化硅層拋光速率和二氧化硅層與氮化硅層之間的拋光選擇性)，并且與對比實施例1相比顯示出出色的WIWNU。另外，實施例11的CMP漿料——其中由正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰和由六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰被用作磨料——與對比實施例4相比顯示出類似的特性值(二氧化硅層與氮化硅層之間的拋光選擇性和WIWNU)，并且與對比實施例4相比具有提高的二氧化硅層拋光速率和氮化珪層拋光速率。因此，已確定，當至少兩種選自以下的氧化鈰被用作CMP漿料的磨料時，可調節(jié)至少一種拋光特性，如二氧化硅層拋光速率、氮化硅層拋光速率、二氧化硅層與氮化硅層之間的拋光選擇性和WIWNU,并由此提高CMP漿料的拋光質量，所述氧化鈰選自(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸飾制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰。工業(yè)實用性由上文可以看出，本發(fā)明中，基于在作為磨料的氧化鈰中，拋光特性的提高形式取決于碳酸鈰(一種原料)的晶體結構這一事實，可使用至少兩種選自如下的氧化鈰作為CMP漿料的磨料(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰，并調節(jié)氧化鈰的混合比例，從而調節(jié)至少一種拋光特性，如二氧化硅層拋光速率、氮化硅層拋光速率、二氧化硅層與氮化硅層之間的拋光選擇性和晶片內非均勾性(WIWNU)。另外，本發(fā)明中可提高半導體制造中晶片的平坦化程度，從而提高裝置的可靠性和產率。此外，本發(fā)明還可用于提高微尺寸半導體裝置的集成密度。權利要求1.CMP漿料，其包含至少兩種選自以下的氧化鈰作為磨料(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰。2.權利要求1的CMP漿料，其中所述使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰以每100重量份的磨料用氧化鈰粉末中大于等于50重量份且小于100重量份的量使用。3.權利要求1的CMP漿料，其中所述使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰以每100重量份的磨料用氧化鈰粉末中大于等于50重量份且小于100重量份的量使用。4.權利要求1的CMP漿料，其中所述使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰以每100重量份的磨料用氧化鈰粉末中大于等于50重量份且小于100重量份的量使用。5.權利要求1的CMP漿料，所述CMP漿料包含磨料、一種分散劑和水，其中用作磨料的氧化鈰以每100重量份的漿料0.5至50重量份的量使用；所述分散劑以每100重量份的磨料用氧化鈰粉末0.5至10重量份的量使用。6.—種通過將一種鈰前體的水溶液和一種碳酸根前體的水溶液混合并進行沉淀反應來制備碳酸鈰的方法，其中通過調節(jié)所述鈰前體水溶液中鈰的濃度在0.01至10M范圍內，或者通過調節(jié)所述沉淀反應的溫度在0至99°C范圍內來控制所述碳酸鈰使其具有鑭石-(Ce)晶體結構、正交晶體結構或六方晶體結構。7.權利要求6的方法，其中通過調節(jié)所述鈰前體水溶液中鈰的濃度在0.01至2.2M范圍內，以及調節(jié)所述沉淀反應的溫度在0至30。C范圍內，使所述碳酸鈰具有鑭石-(Ce)晶體結構。8.權利要求6的方法，其中通過調節(jié)所述鈰前體水溶液中鈰的濃度在1至10M范圍內，以及調節(jié)所述沉淀反應的溫度在大于30。C至小于等于99。C范圍內，使所述碳酸鈰具有正交晶體結構。9.權利要求6的方法，其中通過調節(jié)所述鈰前體水溶液中鈰的濃度在大于等于0.01至小于1M范圍內，以及調節(jié)所述沉淀反應的溫度在大于30。C至小于等于99。C范圍內，使所述碳酸鈰具有六方晶體結構。10.權利要求6的方法，其中包含至少兩種選自以下的碳酸鈰的碳酸鈰粉末通過在連續(xù)反應器中隨時間改變所述鈰前體水溶液中的鈰濃度，或者改變所述沉淀反應的溫度制備，所述碳酸鈰選自鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰、正交晶體結構的碳酸鈰和六方晶體結構的碳酸鈰。11.權利要求6的方法，其中所述鈰前體包括三價或四價的鈰鹽。12.權利要求6的方法，其中所述鈰前體選自硝酸鈰、硫酸鈰、氯化鈰、硝酸鈰二銨和硝酸鈰二銨水合物。13.權利要求6的方法，其中所述碳酸根前體為碳酸銨。14.權利要求6的方法，其中在所述反應中，所述鈰前體與所述碳酸^f艮前體的摩爾濃度比在1:0.1至l:20的范圍內。15.權利要求6的方法，其中所述鈰前體與所述碳酸才艮前體的沉淀反應進行30分鐘至6小時。16.用作磨料的氧化鈰粉末，包含至少兩種選自以下的氧化鈰(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰。17.權利要求16的氧化鈰粉末，其如下制備(a)煅燒含有至少兩種選自以下的碳酸鈰的碳酸鈰粉末鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰、正交晶體結構的碳酸鈰和六方晶體結構的碳酸鈰；或者(b)將至少兩種選自以下的氧化鈰混合通過煅燒鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰獲得的氧化鈰、通過煅燒正交晶體結構的碳酸鈰獲得的氧化鈰以及通過煅燒六方晶體結構的碳酸鈰獲得的氧化鈰。18.權利要求17的氧化鈰粉末，其中所述煅燒在400至120(TC的范圍內進行。19.權利要求17的氧化鈰粉末，其中所述鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰、正交晶體結構的碳酸鈰和六方晶體結構的碳酸鈰通過權利要求6至15中任一項所述的方法制備。20.—種淺槽隔離(STI)法，使用如權利要求1至5中任一項所述的CMP漿料。21.—種通過使用至少兩種選自如下的氧化鈰作為CMP漿料的磨料來調節(jié)至少一種拋光特性的方法，所述氧化鈰選自(i)一種^f吏用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰，所述拋光特性選自二氧化硅層的拋光速率、氮化硅層的拋光速率、二氧化硅層和氮化硅層的拋光選擇性以及晶片內的非均勻性(WIWNU)。22.權利要求21的方法，其中所述至少一種選自二氧化硅層的拋光速率、氮化硅層的拋光速率、二氧化硅層和和氮化硅層的拋光選擇性以及WIWNU的拋光特性通過調節(jié)所述磨料中的至少兩種所述氧化鈰的混合比例來調節(jié)。23.權利要求21的方法，其中所述二氧化硅層的拋光速率通過增加磨料中由使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰的含量而增加。24.權利要求21的方法，其中所述氮化硅層的拋光速率通過增加磨料中由使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰的含量而增加。25.權利要求21的方法，其中所述二氧化硅層與氮化硅層的拋光選擇性和/或WIWNU通過增加磨料中由使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰的含量而增加。全文摘要本發(fā)明公開了用作磨料的氧化鈰粉末；含有該粉末的CMP漿料；以及使用該CMP漿料的淺槽隔離(STI)法。至少兩種通過使用具有不同晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰以一適當比例混合，并用作CMP漿料的磨料，從而調節(jié)CMP漿料所需的拋光特性。另外，在所公開的制備碳酸鈰的方法中，碳酸鈰的晶體結構可簡單地控制。基于在用作磨料的氧化鈰中、拋光特性提高的情況取決于碳酸鈰的晶體結構這一發(fā)現(xiàn)，至少一種拋光特性——如二氧化硅層的拋光速率、氮化硅層的拋光速率、二氧化硅層和氮化硅層之間的拋光選擇性和WIWNU——可通過使用至少兩種選自以下的氧化鈰作為CMP漿料的磨料、并調節(jié)所述氧化鈰的混合比例來調節(jié)，所述氧化鈰選自(i)一種使用鑭石-(Ce)晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；(ii)一種使用正交晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰；以及(iii)一種使用六方晶體結構的碳酸鈰制備的氧化鈰。文檔編號C01F17/00GK101652324SQ200880011138公開日2010年2月17日申請日期2008年4月30日優(yōu)先權日2007年5月3日發(fā)明者吳明煥,曹昇范,金種珌,金長烈,魯埈碩申請人:株式會社Lg化學