专利名称：浅沟槽隔离抛光液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种浅沟槽隔离抛光液。
背景技术：
随着半导体制程技术的发展，对特征线宽的要求愈来愈精细化，单位面积中的导 线数目大幅提升。为了提升元件的有效使用面积，化学机械抛光技术(CMP)便成了在半导 体制程技术中不可或缺的一项相当重要技术，因其相较于其他平坦化技术，具有全面平坦 化的特点。在元件的隔离技术上，以往是用局部硅氧化(LOCOS)的隔离技术，但当半导体进 入O. 25um节点以下，LOCOS出现以下不可克服的困难鸟嘴效应，凸出形状不利平坦化，离 子植入导致高温氧化扩散，小尺寸开口氧化厚度比大尺寸小。 为了避免LOCOS所产生的问题，半导体产业采用浅沟槽隔离(STI)制程。但在其
沉积氧化物后，需要CMP技术进行平坦化，这样才能利于下一工序的进行。 在半导体制程中，因导线的精细化，元件的精密要求逐渐提高，以往STI制程采用
二氧化硅为磨粒的CMP抛光液，但存在无法达到氧化物与氮化物的高选择比的要求，甚至
会产生碟形，腐蚀和过抛的缺点。而氧化铈因其对氧化物的反应性极强，具有高抛光速率，
而且容易取得氧化物与氮化物的高选择比的要求，是国内外致力于开发的产品。 然而传统制程的氧化铈是由天然矿产得到，其颗粒较大有刮伤晶圆表面的缺点，
因此有必要合成纳米级的氧化铈颗粒。
目前国外市场已有纳米级的氧化铈抛光液用于STI制程，具有这些优点可提供
较高的氧化物与氮化物的选择比，较高的抛光速率，可在ra中性的环境中稳定存在。但国
内此类产品很少，因此有必要开发以纳米级的氧化铈磨粒的化学机械抛光液，来满足国内 半导体产业日益增长的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浅沟槽隔离抛光液，尤其是其对氧化物的反应性极 强，具有高抛光速率，而且容易取得氧化物与氮化物的高选择比的要求。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下
—种浅沟槽隔离化学机械抛光液，其组成部分为 氧化铈磨料1-50 % ， TO调节剂0. 2-10 % ，螯合剂0. 1-5 % ，表面活性剂0. 01-5 % ， 特殊添加剂)0. 1-10% ，其余为去离子水，混合，搅拌而形成。
采用本发明的技术方案，分别具有以下优点 本发明所述的ra调节剂为碱性有机胺或有机酸，碱性有机胺选用如三乙胺和二
异丁基胺中的至少一种，有机酸选用如乙二胺四乙酸和柠檬酸中的至少一种。所述的PH调
节剂用来调节抛光液的ra值为4-5，使二氧化硅处于良好的悬浮状态，提供稳定的抛光速
率。采用的胺或酸不含金属类成分避免对硅片的玷污而影响以后的器件的性能。 所述的螯合剂为乙二胺四乙酸和柠檬酸及其盐中的至少一种。可以和前制程带入
3的大量金属离子结合而除去，从而改善抛光片的质量。 所述的表面活性剂为醇醚类非离子类表面活性剂，如OP-IO， TX-10中至少一种，可以优先吸附，形成长期易清洗的物理吸附表面，以改善表面状态，同时提高质量传递速率，以降低晶圆的表面粗糙度。
具体实施例方式
沉淀法制备粉末因其步骤简单，制程温度低，成本低廉，因而可大量生产， 一般合成之步骤如下 1.先配置欲合成金属氧化物的金属阳离子溶液； 2.将此金属阳离子溶液和含阴离子的沉淀剂混合，不同混合顺序会有不同产物生
成，当混合后溶液大于欲得到的产品溶解度，粉体会因过饱和溶液生成而析出； 3.将产物经过水洗数次并加以过滤分离； 4.再依需求烘干，或加以热分解产物，煅烧得到所需产品。
本发明是通过沉淀法制备氧化铈磨料，具体实施步骤如下 步骤1 :以硫酸铈、硝酸铵铈中至少一种为起始原料，加入沉淀剂(六亚甲基四胺、氨水、尿素、联胺中至少一种)，利用高温沉淀法先制取氧化铈晶种，然后控制反应物浓度、沉淀剂滴入速率、晶种量，溶液的温度，PH，反应时间，搅拌速度等参数，按照沉淀法合成步骤获得了粒径可控的氧化铈粉体。 步骤2 :在所制备的氧化铈抛光液中加入特殊添加剂如聚羧酸和聚酰胺中至少一种，以取得氧化物与氮化物的高选择比。 步骤3 :在使用该抛光液时，先把所配制的抛光液和去离子水的配比为1 : 10。采用美国3800抛光机，抛光垫为Rodel 1400，工艺参数60rpm盘速，抛光头速度50rpm， 3psi下压力，流量150ml/min，温度35°C 40°C ，通过对产品(沉积约500nm的二氧化硅及150nm氮化硅的晶圆)进行抛光。可得到此结果氧化物的抛光速率平均约120nm/min，氮化物平均约8nm/min，此结果满足了其能对氧化物的反应性极强，具有高抛光速率，而且容易取得氧化物与氮化物的高选择比的要求。
实施例1 在采用沉淀法合成氧化铈磨料后，然后配制氧化铈磨料抛光液 1.向水50g中加入表面活性剂0P-10 3g混合搅拌，2.把40g氧化铈缓慢加入含
表面活性剂的水溶液，并搅拌均匀后静置4小时以上，3.再在搅拌情况下缓慢加入混合物
(2g三乙胺和2g乙二胺四乙酸混合而成)，4.加入聚羧酸1.5g混合搅拌，5.用ra调节剂
调节ra在4-5范围，过滤净化后包装。 实施例2 在采用沉淀法合成氧化铈磨料后，然后配制氧化铈磨料抛光液
1.向水500g中加入表面活性剂TX-10 32g混合搅拌；2.把400g氧化铈缓慢加入含表面活性剂的水溶液，并搅拌均匀后静置4小时以上；3.再在搅拌情况下缓慢加入混合物(20g 二异丁基胺和20g柠檬酸混合而成)；4.加入聚酰胺15g混合搅拌；5.用ra调节剂调节PH到4-5，过滤净化后包装。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技 术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范 围应该以权利要求书所界定的为准。
权利要求
一种浅沟槽隔离抛光液，其特征在于抛光液的组分及重量百份比如下氧化铈磨料1-50；PH调节剂0.2-10；螯合剂0.1-5；表面活性剂0.01-5；特殊添加剂0.1-10；余量为去离子水。
2. 根据权利要求1所述的一种浅沟槽隔离抛光液，其特征在于，螯合剂为乙二胺四乙 酸和柠檬酸及其盐中的至少一种。
3. 根据权利要求1所述的一种浅沟槽隔离抛光液，其特征在于，表面活性剂为醇醚类 非离子类表面活性剂，如OP-IO、 TX-10中的至少一种。
4. 根据权利要求i所述的一种浅沟槽隔离抛光液，其特征在于，所述抛光液的ra值范围为4-5。
5. 根据权利要求1所述的一种浅沟槽隔离抛光液，其特征在于，特殊添加剂为聚羧酸 和聚酰胺中至少一种。
6. 根据权利要求1所述的一种浅沟槽隔离抛光液，其特征在于，PH调节剂为碱性有机 胺或有机酸。
7. 根据权利要求6所述的一种浅沟槽隔离抛光液，其特征在于，碱性有机胺选用如三 乙胺和二异丁基胺中的至少一种，有机酸选用如乙二胺四乙酸和柠檬酸中的至少一种。
全文摘要
本发明公开了一种浅沟槽隔离抛光液，其技术方案为氧化铈磨料1-50％，pH调节剂0.2-10％，螯合剂0.1-5％，表面活性剂0.01-5％，特殊添加剂0.1-10％，其余为去离子水，混合，搅拌而形成。采用本技术方案能对氧化物的反应性极强，具有高抛光速率，而且容易取得氧化物与氮化物的高选择比的要求。
文档编号H01L21/3105GK101781523SQ20091000103
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者邢振林, 闵学勇 申请人:昆山市百益电子科技材料有限公司