專利名稱：一種化學(xué)機(jī)械拋光液及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光液及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
COMS芯片的制造通常是在硅襯底材料上集成數(shù)以億計的有源器件(包括NMOS和 PM0S)，進(jìn)而設(shè)計各種電路實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能和模擬功能。要確保不同器件之間的電學(xué)隔離，就要采用絕緣材料將其隔離，淺槽隔離(STI)就是在有源器件之間形成隔離區(qū)的工業(yè)化方法。這種隔離方法，是在襯底上生長一層二氧化硅層，然后再淀積一層氮化硅薄膜，二者的典型厚度分別為10-20nm和50-100nm，然后進(jìn)行涂膠，曝光和顯影，如圖1所示。圖示看出(5)-(6)的步驟需要用CMP平坦化工藝，要求快速去除二氧化硅并停止在氮化硅上面，這就要求其拋光液要具有較高的HDP-Oxide/SIN的去除速率選擇比，通常要大于10，并且在不同密度區(qū)域的碟形凹陷不能相差200埃，表面光滑潔凈，顆粒污染物和缺陷等均小于工藝要求的指標(biāo)。目前用于淺溝槽隔離層拋光液的磨料主要為二氧化鈰和二氧化硅，CN01143362. 0 公開了一種用于淺溝槽隔離層的拋光液，其含有膠態(tài)二氧化硅磨料和氟化鹽，該拋光液能獲得的二氧化硅與氮化硅的去除速率選擇比最高為11. 8。CN200410096391. 8公開了一種用于淺溝槽隔離層的拋光液，其含有氧化鈰、季銨化合物、鄰苯二甲酸及其鹽和羧酸聚合物，該拋光液是采用季銨化合物調(diào)節(jié)二氧化硅與氮化硅的去除速率選擇比，羧酸聚合物作為分散劑。CN200510052407.X公開了一種用于淺溝槽隔離層的拋光液，其含有氧化鈰、兩性離子化合物、羧酸聚合物和陽離子化合物，該拋光液是采用兩性離子化合物來調(diào)節(jié)二氧化硅與氮化硅的去除速率選擇比，同樣用羧酸聚合物作為分散劑。然而以上專利中均未提及拋光液對圖形晶圓上的碟形凹陷現(xiàn)象有改善的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決淺溝槽隔離拋光工藝中高密度二氧化硅(HDP-Oxide)與氮化硅的去除速率選擇比難以調(diào)解的問題，解決了拋光過程中的平坦化效率問題，以及改善圖形晶圓上的碟形凹陷現(xiàn)象從而提供一種化學(xué)機(jī)械拋光液及其應(yīng)用。本發(fā)明的拋光液包含一種氧化鈰磨料顆粒，一種去除速率選擇比調(diào)節(jié)劑，一種陽離子表面活性劑和水。氧化鈰磨料顆粒的粒徑為20 150nm，優(yōu)選為60 lOOnm。氧化鈰磨料顆粒的用量為質(zhì)量百分比0.5 10%。去除速率選擇比調(diào)節(jié)劑為聚丙烯酸及其鹽，以及嵌段的聚丙烯酸化合物。聚丙烯酸及其鹽，以及嵌段的聚丙烯酸化合物的分子量為300 100000，優(yōu)選的為2000 10000。 該去除速率選擇比調(diào)節(jié)劑的用量為質(zhì)量百分比0. 001 0.5%。陽離子表面活性劑為(RN+R1R2R3)X-，其中=R為_CmH2m+1，10彡m彡18，R1, R2和R3 相同或不同，為-CH3或-C2H5，或Br_。該陽離子表面活性劑的用量為質(zhì)量百分比 0. 001 0. 1%。
拋光液的pH為3 7，優(yōu)選的為4 6。本發(fā)明拋光液在淺溝槽隔離的拋光中的應(yīng)用，采用二氧化硅拋光液去除大部分的二氧化硅臺階高度，第二步采用本發(fā)明的拋光液拋光至終點(diǎn)，停止在氮化硅上面形成淺隔
兩1曰。本發(fā)明拋光液具有較高的HDP-Oxide的去除速率，采用聚丙烯酸及其鹽，以及嵌段的聚丙烯酸化合物來調(diào)節(jié)氮化硅的去除速率，可以通過改變其濃度來調(diào)節(jié)HDP-Oxide與氮化硅的去除速率選擇比，獲得工藝要求的去除速率選擇比。采用陽離子表面活性劑來改善圖形晶圓上的碟形凹陷現(xiàn)象，解決了拋光過程中的平坦化效率和表面形貌問題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的芯片制造工藝流程圖。
具體實施例方式下面通過實施例的方法進(jìn)一步說明本發(fā)明，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。實施例1表1給出了本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液1 12以及對比拋光液的配方，按表中配方，將各成分簡單均勻混合，余量為水，之后采用氫氧化鉀、氨水和硝酸調(diào)節(jié)至合適PH值， 即可制得實施例中的各拋光液。表1本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液1 12和對比拋光液權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光液，該拋光液包含一種氧化鈰磨料顆粒，一種去除速率選擇比調(diào)節(jié)劑，一種陽離子表面活性劑和水。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的氧化鈰磨料顆粒的粒徑為20 150nmo
3.如權(quán)利要求2所述的拋光液，其特征在于所述的氧化鈰磨料顆粒的粒徑為60 IOOnm0
4.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的氧化鈰磨料顆粒的用量為質(zhì)量百分比0. 5 10%。
5.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的去除速率選擇比調(diào)節(jié)劑為聚丙烯酸及其鹽，以及嵌段的聚丙烯酸化合物。
6.如權(quán)利要求5所述的拋光液，其特征在于所述的聚丙烯酸及其鹽，以及嵌段的聚丙烯酸化合物的分子量為300 100000。
7.如權(quán)利要求6所述的拋光液，其特征在于所述的聚丙烯酸及其鹽，以及嵌段的聚丙烯酸化合物的分子量為2000 10000。
8.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的去除速率選擇比調(diào)節(jié)劑的用量為質(zhì)量百分比0. 001 0. 5%。
9.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的陽離子表面活性劑為(RN+R1R2R3) X_，其中R為_CmH2m+1，10彡m彡18，R1, R2和R3相同或不同，為-CH3或-C2H5，X_為Cl_或 Br-。
10.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的陽離子表面活性劑的用量為質(zhì)量百分比0. 001 0. 1%。
11.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的拋光液的PH為3 7。
12.如權(quán)利要求9所述的拋光液，其特征在于所述的拋光液的pH為4 6。
13.如權(quán)利要求1 12所述拋光液在淺溝槽隔離的拋光中的應(yīng)用，采用二氧化硅拋光液去除大部分的二氧化硅臺階高度，第二步采用所述拋光液拋光至終點(diǎn)，停止在氮化硅上面形成淺隔離槽。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于淺溝槽隔離拋光工藝的拋光液，它含有一種氧化鈰磨料顆粒，一種去除速率選擇比調(diào)節(jié)劑和一種陽離子表面活性劑，該拋光液具有較高的高密度二氧化硅(HDP-Oxide)的去除速率以及很高的對氮化硅的去除速率選擇比，對圖形晶圓的臺階具有較好的平坦化效率，且拋光后晶圓有好的表面形貌。
文檔編號C09G1/02GK102464946SQ20101055473
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者姚穎, 孫展龍, 宋偉紅 申請人:安集微電子(上海)有限公司