專利名稱：一種化學機械拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學機械拋光液。
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)，進而設(shè)計各種電路實現(xiàn)復雜的邏輯功能和模擬功能。要確保不同器件之間的電學隔離，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，然后進行涂膠，、曝光和顯影，如下圖所示。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高密度等離子體二氧化硅(HDP)的去除速率，以及高的二氧化硅對氮化硅的(HDP/Si3N4)的拋光選擇比，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。目前芯片廠廣泛應(yīng)用的是二氧化鈰拋光液，相關(guān)的技術(shù)專利也很多，例如美國專利US7109117B2，US7364600B2該類拋光液拋光速度快，對氮化硅的選擇比較高，是較為成熟的工業(yè)化產(chǎn)品，但拋光液容易產(chǎn)生沉淀分層，對在線的設(shè)備要求較高，另外價格昂貴，在全球芯片行業(yè)降耗增效的背景下，降低成本也是拋光液的要求之一。本專利旨在提供一種硅基磨料，并在適當?shù)腜H值和功能助劑的作用下控制氧化硅對氮化硅的選擇比，實現(xiàn)淺槽隔離的平坦化。并大幅度降低STI拋光液的成本，提高產(chǎn)能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種具有較高的HDP去除速率，而且不影響二氧化硅的去除速率的前提下，大幅度降低氮化硅的拋光速率的化學機械拋光液。本發(fā)明公開一種適合于淺槽隔離平坦化的化學機械拋光液，該拋光液至少含有一種硅基磨料，一種陰離子表面活性劑，一種PH調(diào)節(jié)劑。硅基磨料為二氧化硅溶膠，其平均粒徑為30-200nm，最優(yōu)的為60-150nm。硅基磨料PDI指數(shù)為0. 01-0. 3，最優(yōu)的為0. 1-0.2。硅基磨料的含量為5-40wt%，最優(yōu)的為10-20wt%。陰離子表面活性劑為水溶性磷酸酯類氟碳陰離子表面活性劑。具有下列通式(RfCH2CH2O) XP0 (ONH4+) y，其中，x+y = 3 ；Rf = CF3CF2 (CF2CF2) n，其中 η = 2-6。表面活性劑的含量為0.001-2%，最優(yōu)的為0.2-1%。ρΗ調(diào)節(jié)劑為無機酸，例如無機強酸，硫酸，硝酸，鹽酸，或醋酸等，優(yōu)選的是硝酸和醋酸。拋光液的PH值為1-3，優(yōu)選的是 1 · 5 2 · 5 ο本發(fā)明采用一種特殊的磨料顆粒，具有較高的HDP去除速率，采用專有的水溶性磷酸酯型氟碳陰離子表面活性劑，不影響二氧化硅的去除速率的前提下，大幅度降低氮化硅的拋光速率，以達到消除臺階高度，停止在氮化硅，實現(xiàn)平坦化的目的。增大HDP 二氧化硅的去除速率，提高二氧化硅對氮化硅的拋光選擇比。消除STI的臺階高度，并停止在氮化硅層，實現(xiàn)平坦化，形成淺槽隔離。本發(fā)明的拋光液具有較市售產(chǎn)品更高的HDP去除速率和對氮化硅的選擇比，且拋光液沉淀時間長于市售產(chǎn)品，穩(wěn)定性較好。


圖一是現(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。拋光條件下壓力4psi拋光墊 IC1000拋光墊拋光條件70/90rpm拋光液流量100ml/min晶片高密度二氧化硅(HDP)氮化硅(Si3N4)實施例1 權(quán)利要求
1.一種化學機械拋光液，包括一種硅基磨料，一種陰離子表面活性劑和一種PH調(diào)節(jié)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于，所述的硅基磨料為二氧化硅溶膠。
3.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于，所述的硅基磨料的平均粒徑為30-200nm。
4.如權(quán)利要求3所述的拋光液，其特征在于，所述的硅基磨料的平均粒徑為60-150nm。
5.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于，所述的硅基磨料PDI指數(shù)為0.01-0. 3。
6.如權(quán)利要求5所述的拋光液，其特征在于，所述的硅基磨料PDI指數(shù)為0.1-0. 2。
7.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于，所述的硅基磨料的含量為5-40wt%。
8.如權(quán)利要求7所述的拋光液，其特征在于，所述的硅基磨料的含量為10-20wt%。
9.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于，所述的陰離子表面活性劑為含水溶性磷酸酯類陰離子型氟碳表面活性劑。
10.如權(quán)利要求9所述的拋光液，其特征在于，所述的氟碳表面活性劑具有下列通式 (KCH2CH2O)xPO(ONH4+)y，其中，x+y = 3 ；Rf = CF3CF2 (CF2CF2)n,其中 η = 2-6。
11.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于，所述的陰離子表面活性劑的含量為 0. 001-2%。
12.如權(quán)利要求11所述的拋光液，其特征在于，所述的陰離子表面活性劑的含量為 0. 2-1%。
13.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于，所述的ρΗ調(diào)節(jié)劑為無機酸。
14.如權(quán)利要求13所述的拋光液，其特征在于，所述的ρΗ調(diào)節(jié)劑選自硫酸，硝酸，鹽酸和醋酸中的一種或多種。
15.如權(quán)利要求14所述的拋光液，其特征在于，所述的ρΗ調(diào)節(jié)劑為硝酸和/或醋酸。
16.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ρΗ值為1-3。
17.如權(quán)利要求15所述的拋光液，其特征在于，所述的拋光液的ρΗ值為1.5-2. 5。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于淺槽隔離的化學機械拋光液。該拋光液至少含有一種硅基磨料、一種陰離子表面活性劑和一種pH調(diào)節(jié)劑，具有較高的二氧化硅去除速率和較低的氮化硅的去除速率，拋光后的表面平坦光潔，穩(wěn)定性好，適用于淺槽隔離的化學機械平坦化。
文檔編號C09G1/02GK102477260SQ20101056418
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者姚穎, 宋偉紅 申請人:安集微電子(上海)有限公司