本發(fā)明公開(kāi)了一種氧化鈰拋光液的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著集成電路集成度不斷發(fā)展，淺溝槽隔離(sti)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在集成電路制造領(lǐng)域。sti結(jié)構(gòu)在高密度晶體管中起到器件隔離的作用，sti技術(shù)成為近十幾年來(lái)的主流隔離技術(shù)?；瘜W(xué)機(jī)械拋光(cmp)作為集成電路制造中全局或局部平坦化的唯一手段，是sti結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中的重要步驟。sti結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中是在有源器件周?chē)膕i襯底上創(chuàng)建溝槽，并填充sio2介質(zhì)。填充sio2時(shí)，sio2也會(huì)沉積在晶圓不需要的區(qū)域，多余的sio2需要采用cmp技術(shù)將其去除，同時(shí)為了防止cmp過(guò)程中對(duì)si襯底上重要的外延層造成損傷，需要在sio2沉積層下面生長(zhǎng)si3n4停止層。因此在相對(duì)較高sio2去除速率的前提下盡可能降低si3n4的去除速率至關(guān)重要。sio2溶膠拋光sio2介質(zhì)僅依靠機(jī)械作用對(duì)其進(jìn)行去除，對(duì)sio2介質(zhì)的去除速率相對(duì)較低，致使sio2和si3n4的去除速率選擇比過(guò)低。

2、目前，對(duì)于sticmp去除速率選擇比的研究主要集中在抑制si3n4去除速率方面，所選用的添加劑對(duì)sio2去除速率基本不會(huì)產(chǎn)生影響，但是隨著集成電路晶體管密度逐漸增大，技術(shù)節(jié)點(diǎn)不斷進(jìn)步，sticmp要求盡量減少sio2去除速率過(guò)快導(dǎo)致的嚴(yán)重的溝槽氧化物損失和碟形缺陷等問(wèn)題。因此高去除速率選擇比條件下合適的sio2去除速率是亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的，在sticmp去除速率選擇比的研究中，添加劑對(duì)sio2去除速率過(guò)快導(dǎo)致的嚴(yán)重的溝槽氧化物損失和碟形缺陷等問(wèn)題，為此，本發(fā)明提供了一種氧化鈰拋光液的制備方法。本發(fā)明的氧化鈰拋光液制備方法制得到產(chǎn)品具有如下1個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)：控制及調(diào)節(jié)拋光液的去除速率，減小溝槽氧化物損失；減緩對(duì)sio2去除速率；能夠降低100μm/100μm區(qū)域的溝槽部的碟陷(dishing)量；或者，提高拋光液對(duì)氧化硅膜rr/氮化硅膜rr的移除選擇比。

2、本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

3、本發(fā)明提供了一種氧化鈰拋光液，其包含如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：0.1％-10％氧化鈰研磨粒子、0.1-5％拋光抑制劑、0.01-5％分散劑、0.01-2％ph調(diào)節(jié)劑、50-500ppm陰離子表面活性劑以及水；所述的拋光抑制劑為聚甲基丙烯酸(pmaa)；各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為100％，所述的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為各組分質(zhì)量占各組分總質(zhì)量的質(zhì)量百分比。

4、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的聚甲基丙烯酸的重均分子量為2000-20000。

5、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的氧化鈰研磨粒子為球形或近球形。

6、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的氧化鈰研磨粒子的平均粒徑為50-300納米，優(yōu)選為80-180納米，例如，優(yōu)選為150納米。

7、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的氧化鈰研磨粒子的含量為4-6％，優(yōu)選為5％。

8、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的拋光抑制劑的含量為1％-3％，優(yōu)選為1％、1.5％、2％或3％。

9、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的分散劑為本領(lǐng)域常見(jiàn)的分散劑，優(yōu)選為甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸(蛋氨酸)、脯氨酸、色氨酸、絲氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸、天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、賴(lài)氨酸、精氨酸或組氨酸中的一種或多種，更優(yōu)選為甘氨酸或丙氨酸。

10、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的分散劑的含量為0.5％-2％，優(yōu)選為0.8％。

11、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的ph調(diào)節(jié)劑為無(wú)機(jī)堿或有機(jī)堿。

12、其中，所述的無(wú)機(jī)堿優(yōu)選為氨水。所述的有機(jī)堿優(yōu)選為季胺堿，更優(yōu)選為膽堿。

13、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的ph調(diào)節(jié)劑的含量為0.3％-1％，優(yōu)選為0.5％或0.6％。

14、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的陰離子表面活性劑為羧酸鹽類(lèi)或磺酸鹽類(lèi)。

15、其中，所述的羧酸鹽類(lèi)優(yōu)選為羧酸鹽或羧酸酯及鹽類(lèi)，更優(yōu)選為脂肪醇聚醚-n羧酸酯鹽。

16、所述的氧化鈰拋光液中所述的磺酸鹽類(lèi)優(yōu)選為烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽或琥珀酸酯磺酸鹽中的一種或多種，更優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉。

17、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的陰離子表面活性劑的含量為100ppm-200ppm，優(yōu)選為150ppm。

18、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液中，所述的水為去離子水、蒸餾水和超純水中的一種或多種，例如去離子水。

19、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：4-6％氧化鈰研磨粒子、1.5-3％聚甲基丙烯酸、0.7-0.9％甘氨酸、0.5-0.6％ph調(diào)節(jié)劑、140-160ppm十二烷基苯磺酸鈉以及水；

20、所述的分散劑為甘氨酸和/或丙氨酸；所述的氧化鈰拋光液的ph值為6；所述的ph調(diào)節(jié)劑為氨水和/或膽堿。

21、在本發(fā)明某些優(yōu)選實(shí)施方案中，所述的氧化鈰拋光液包括下述各組分：

22、(1)5％的氧化鈰研磨粒子、1％的拋光抑制劑、0.8％的分散劑、0.5％的ph調(diào)節(jié)劑、150ppm的陰離子表面活性劑和余量的水；

23、(2)5％的氧化鈰研磨粒子、1.5％的拋光抑制劑、0.8％的分散劑、0.5％的ph調(diào)節(jié)劑、150ppm的陰離子表面活性劑和余量的水；

24、(3)5％的氧化鈰研磨粒子、2％的拋光抑制劑、0.8％的分散劑、0.6％的ph調(diào)節(jié)劑、150ppm的陰離子表面活性劑和余量的水；

25、(4)5％的氧化鈰研磨粒子、3％的拋光抑制劑、0.8％的分散劑、0.6％的ph調(diào)節(jié)劑、150ppm的陰離子表面活性劑和余量的水；

26、其(1)-(4)中，所述的氧化鈰研磨粒子、所述的拋光抑制劑、所述的分散劑、所述的ph調(diào)節(jié)劑、所述的陰離子表面活性劑和所述的水均如上述所述；所述的氧化鈰拋光液的ph為6。

27、在本發(fā)明的某一方案中，所述的氧化鈰拋光液由如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組組成：1％-7％氧化鈰研磨粒子、0.5-3％拋光抑制劑、0.05-1％分散劑、0.05-2％ph調(diào)節(jié)劑、100-200ppm陰離子表面活性劑以及余量的水。

28、在本發(fā)明某些優(yōu)選實(shí)施方案中，所述的氧化鈰拋光液由下述各組分組成：

29、(1)5％的氧化鈰研磨粒子、1％的聚甲基丙烯酸、0.8％的甘氨酸、0.5％的氨水、150ppm的十二烷基苯磺酸鈉和余量的去離子水；

30、(2)5％的氧化鈰研磨粒子、1.5％的聚甲基丙烯酸、0.8％的甘氨酸、0.5％的氨水、150ppm的十二烷基苯磺酸鈉和余量的去離子水；

31、(3)5％的氧化鈰研磨粒子、2％的聚甲基丙烯酸、0.8％的甘氨酸、0.6％的氨水、150ppm的十二烷基苯磺酸鈉和余量的去離子水；

32、(4)5％的氧化鈰研磨粒子、3％的聚甲基丙烯酸、0.8％的甘氨酸、0.6％的氨水、150ppm的十二烷基苯磺酸鈉和余量的去離子水；

33、(5)5％的氧化鈰研磨粒子、1％的聚甲基丙烯酸、0.8％的丙氨酸、0.5％的膽堿、150ppm的十二烷基苯磺酸鈉和余量的去離子水；

34、(6)5％的氧化鈰研磨粒子、1.5％的聚甲基丙烯酸、0.8％的丙氨酸、0.5％的膽堿、150ppm的十二烷基苯磺酸鈉和余量的去離子水；

35、(7)5％的氧化鈰研磨粒子、2％的聚甲基丙烯酸、0.8％的丙氨酸、0.6％的膽堿、150ppm的十二烷基苯磺酸鈉和余量的去離子水；

36、(8)5％的氧化鈰研磨粒子、3％的聚甲基丙烯酸、0.8％的丙氨酸、0.6％的膽堿、150ppm的十二烷基苯磺酸鈉和余量的去離子水；

37、所述的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為各組分質(zhì)量占各組分總質(zhì)量的百分比；所述的氧化鈰拋光液中氧化鈰研磨粒子的粒徑為150納米；所述的氧化鈰拋光液的ph為6。

38、本發(fā)明還提供了一種上述的氧化鈰拋光液的制備方法，其包括如下步驟：將所述的氧化鈰拋光液中的各組分進(jìn)行混合，得到所述的氧化鈰拋光液。

39、在本發(fā)明某一方案中，所述的混合的溫度為20-35℃，例如25℃。

40、在本發(fā)明某一方案中，所述的混合的時(shí)間為0.5-2h；優(yōu)選為1h。

41、在本發(fā)明某一方案中，所述的氧化鈰拋光液的ph為4-7，優(yōu)選為6。

42、在本發(fā)明某一方案中，所述的氧化鈰拋光液對(duì)氧化硅膜/氮化硅膜拋光選擇比值在25-35，優(yōu)選為28-32；例如28.5、29.7、31.2、31.6、29.3、30.9、30.4、31.5。

43、本發(fā)明還提供了一種上述的氧化鈰拋光液在集成電路制造中的化學(xué)機(jī)械拋光工藝中(cmp)的應(yīng)用。

44、其中，所述的集成電路制造經(jīng)淺溝槽結(jié)構(gòu)在高密度晶體管中起到隔離作用；所述的集成電路制造表面含有硅材料，例如sio2或sin；

45、其中，所述的化學(xué)機(jī)械拋光工藝的料漿流速可為本領(lǐng)域使用的料漿流速，例如50ml/min-500ml/min，優(yōu)選為200ml/min；所述的化學(xué)機(jī)械拋光工藝的時(shí)間可為10s-5min(例如60s)。

46、在不違背本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

47、本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得，其中，粒徑150nm球形氧化鈰研磨粒子購(gòu)自樂(lè)山東承新材料有限公司；聚甲基丙烯酸購(gòu)自阿拉丁試劑(上海)有限公司。

48、本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明的制備方法制得的拋光液至少具有如下的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢(shì)：可控制及調(diào)解拋光液的去除速率，減小溝槽氧化物損失；減緩對(duì)sio2去除速率，能夠降低100μm/100μm區(qū)域的溝槽部的碟陷(dishing)量相對(duì)于氮化硅膜，可選擇性移除氧化硅膜，具有良好的應(yīng)用前景。