CN102477260B - 一种化学机械抛光液 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种用于浅槽隔离的化学机械抛光液。该抛光液至少含有一种硅基磨料、一种阴离子表面活性剂和一种pH调节剂，具有较高的二氧化硅去除速率和较低的氮化硅的去除速率，抛光后的表面平坦光洁，稳定性好，适用于浅槽隔离的化学机械平坦化。

Description

一种化学机械抛光液
技术领域
本发明涉及一种化学机械抛光液。
背景技术
COMS芯片的制造通常是在硅衬底材料上集成数以亿计的有源器件(包括NMOS和PMOS)，进而设计各种电路实现复杂的逻辑功能和模拟功能。要确保不同器件之间的电学隔离，就要采用绝缘材料将其隔离，浅槽隔离(STI)就是在有源器件之间形成隔离区的工业化方法。这种隔离方法，是在衬底上生长一层二氧化硅层，然后再淀积一层氮化硅薄膜，二者的典型厚度分别为10-20nm和50-100nm，然后进行涂胶，、曝光和显影，如下图所示。
图示看出(5)-(6)的步骤需要用CMP平坦化工艺，要求快速去除二氧化硅并停止在氮化硅上面，这就要求其抛光液要具有较高的高密度等离子体二氧化硅(HDP)的去除速率，以及高的二氧化硅对氮化硅的(HDP/Si3N4)的抛光选择比，通常要大于10，并且在不同密度区域的碟形凹陷不能相差200埃，表面光滑洁净，颗粒污染物和缺陷等均小于工艺要求的指标。
目前芯片厂广泛应用的是二氧化铈抛光液，相关的技术专利也很多，例如美国专利US7109117B2，US7364600B2该类抛光液抛光速度快，对氮化硅的选择比较高，是较为成熟的工业化产品，但抛光液容易产生沉淀分层，对在线的设备要求较高，另外价格昂贵，在全球芯片行业降耗增效的背景下，降低成本也是抛光液的要求之一。本专利旨在提供一种硅基磨料，并在适当的PH值和功能助剂的作用下控制氧化硅对氮化硅的选择比，实现浅槽隔离的平坦化。并大幅度降低STI抛光液的成本，提高产能。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的缺陷，提供一种具有较高的HDP去除速率，而且不影响二氧化硅的去除速率的前提下，大幅度降低氮化硅的抛光速率的化学机械抛光液。
本发明公开一种适合于浅槽隔离平坦化的化学机械抛光液，该抛光液至少含有一种硅基磨料，一种阴离子表面活性剂，一种pH调节剂。硅基磨料为二氧化硅溶胶，其平均粒径为30-200nm，最优的为60-150nm。硅基磨料PDI指数为0.01-0.3，最优的为0.1-0.2。硅基磨料的含量为5-40wt％，最优的为10-20wt％。阴离子表面活性剂为水溶性磷酸酯类氟碳阴离子表面活性剂。具有下列通式：
(RfCH2CH2O)xPO(ONH4 +)y，其中，x+y＝3；
Rf＝CF3CF2(CF2CF2)n，其中n＝2-6。
表面活性剂的含量为0.001-2％，最优的为0.2-1％。pH调节剂为无机酸，例如无机强酸，硫酸，硝酸，盐酸，或醋酸等，优选的是硝酸和醋酸。抛光液的pH值为1-3，优选的是1.5-2.5。
本发明采用一种特殊的磨料颗粒，具有较高的HDP去除速率，采用专有的水溶性磷酸酯型氟碳阴离子表面活性剂，不影响二氧化硅的去除速率的前提下，大幅度降低氮化硅的抛光速率，以达到消除台阶高度，停止在氮化硅，实现平坦化的目的。增大HDP二氧化硅的去除速率，提高二氧化硅对氮化硅的抛光选择比。消除STI的台阶高度，并停止在氮化硅层，实现平坦化，形成浅槽隔离。
本发明的抛光液具有较市售产品更高的HDP去除速率和对氮化硅的选择比，且抛光液沉淀时间长于市售产品，稳定性较好。
附图说明
图一是现有技术的芯片制造工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方法进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
抛光条件：
下压力：    4psi
抛光垫：    IC1000抛光垫
抛光条件：  70/90rpm
抛光液流量：100ml/min
晶片：高密度二氧化硅(HDP)
      氮化硅(Si3N4)
实施例1～7
*：RfCH2CH2O)xPO(ONH4 +)y，其中，x+y＝3，Rf＝CF3CF2(CF2CF2)n.其n＝2-6
从上表数据可以看出，采用本专利的磨料颗粒，具有较高的HDP抛光速率和较高的氮化硅速率，加入专用活性剂后氮化硅的去除速率大幅下降，而HDP二氧化硅几乎没有影响，两者的抛光选择比调整到10-20，这样有利于消除二氧化硅的台阶高度，实现平坦化，并停止在氮化硅层，形成浅槽隔离。
本发明的抛光液具有较市售产品更高的HDP去除速率和对氮化硅的选择比，且抛光液沉淀时间长于市售产品，稳定性较好，成本低廉。

Claims (13)

1.一种化学机械抛光液，包括：一种硅基磨料，一种阴离子表面活性剂和一种pH调节剂，且所述化学机械抛光液的pH为1-3，所述的阴离子表面活性剂为含水溶性磷酸酯类阴离子型氟碳表面活性剂，所述的氟碳表面活性剂具有下列通式：
(RfCH2CH2O)xPO(ONH4 +)y，其中，x+y＝3；
Rf＝CF3CF2(CF2CF2)n，其中n＝2-6，
且所述的硅基磨料为二氧化硅溶胶，所述的硅基磨料PDI指数为0.01-0.3。
2.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的硅基磨料的平均粒径为30-200nm。
3.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的硅基磨料的平均粒径为60-150nm。
4.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的硅基磨料PDI指数为0.1-0.2。
5.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的硅基磨料的含量为5-40wt％。
6.如权利要求5所述的抛光液，其特征在于，所述的硅基磨料的含量为10-20wt％。
7.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂的含量为0.001-2％。
8.如权利要求7所述的抛光液，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂的含量为0.2-1％。
9.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的pH调节剂为无机酸。
10.如权利要求9所述的抛光液，其特征在于，所述的pH调节剂选自硫酸，硝酸，盐酸中的一种或多种。
11.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的pH调节剂为醋酸。
12.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的pH调节剂为醋酸和/或硝酸。
13.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的抛光液的pH值为1.5-2.5。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109971353B (zh) * 2017-12-27 2021-12-07 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
CN109971357B (zh) * 2017-12-27 2021-12-07 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
CN111378972B (zh) * 2018-12-29 2024-09-13 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
CN111378382B (zh) * 2018-12-29 2022-05-13 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液及其应用
KR20210026307A (ko) * 2019-08-29 2021-03-10 에스케이이노베이션 주식회사 식각 조성물, 이를 이용한 절연막의 식각방법 및 반도체 소자의 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0373501A2 (en) * 1988-12-12 1990-06-20 E.I. Du Pont De Nemours And Company Fine polishing composition for wafers
US6042741A (en) * 1996-09-27 2000-03-28 Rodel Holdings, Inc. Composition for polishing a composite of silica and silicon nitride
CN101177603A (zh) * 2006-10-31 2008-05-14 福吉米股份有限公司 研磨用组合物和研磨方法
JP4202826B2 (ja) * 2003-06-02 2008-12-24 株式会社東芝 有機膜の化学的機械的研磨方法および半導体装置の製造方法
WO2009072438A1 (ja) * 2007-12-04 2009-06-11 Mimasu Semiconductor Industry Co., Ltd. 多結晶シリコン基板の製造方法及び多結晶シリコン基板
CN102464945A (zh) * 2010-11-12 2012-05-23 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7504044B2 (en) * 2004-11-05 2009-03-17 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition and method for high silicon nitride to silicon oxide removal rate ratios
KR20070041330A (ko) * 2005-10-14 2007-04-18 가오가부시끼가이샤 반도체 기판용 연마액 조성물

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0373501A2 (en) * 1988-12-12 1990-06-20 E.I. Du Pont De Nemours And Company Fine polishing composition for wafers
US6042741A (en) * 1996-09-27 2000-03-28 Rodel Holdings, Inc. Composition for polishing a composite of silica and silicon nitride
EP0930978B1 (en) * 1996-09-27 2003-09-03 Rodel, Inc. Composition and method for polishing a composite
JP4202826B2 (ja) * 2003-06-02 2008-12-24 株式会社東芝 有機膜の化学的機械的研磨方法および半導体装置の製造方法
CN101177603A (zh) * 2006-10-31 2008-05-14 福吉米股份有限公司 研磨用组合物和研磨方法
WO2009072438A1 (ja) * 2007-12-04 2009-06-11 Mimasu Semiconductor Industry Co., Ltd. 多結晶シリコン基板の製造方法及び多結晶シリコン基板
CN102464945A (zh) * 2010-11-12 2012-05-23 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液

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