[发明专利]一种研磨颗粒及其制造方法和化学机械研磨液的制造方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种研磨液的制造方法，更具体地说，提供了一种在超级集成半导体制造工艺中在进行化学机械研磨时使用的研磨颗粒及其制造方法和化学机械研磨液的制造方法。

背景技术

化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)工艺是在制造超级集成半导体时将使用的硅衬底上形成的预定薄膜即研磨对象的表面变平的技术。在化学机械研磨工艺中一般使用由研磨颗粒例如二氧化硅(silica)、氧化铝(alumina)、二氧化铈(ceria)等，去离子水，pH稳定剂以及表面活性剂(surfactant)成份组成的研磨液(slurry)。

在上述化学机械研磨工艺中最关键的因素是研磨速度和研磨表面的质量，其中研磨表面的质量是指在研磨表面上微细划伤(micro scratch)发生率。上述两个因素主要取决于研磨颗粒的分散程度、研磨表面的特性和研磨颗粒的结晶特性等。

随着上述研磨颗粒的大小增大或研磨颗粒的结晶度(degree ofcrystallization)增加，研磨速度也越来越快时，在研磨表面上的维系划伤的发生率也随之增大。因此，为了使研磨后的维系划伤的发生率最少化，需要将研磨颗粒的大小和结晶特性最优化。

此外，近来以二氧化铈为研磨颗粒的二氧化铈研磨液比其他研磨液更为普遍地被使用，这是因为其氧化膜对氮化膜的蚀刻选择率很高。上述形成二氧化铈研磨液的二氧化铈是通过直接煅烧大气中的原料前体和使其氧化的固态烧结方法(solid-state sintering)来制造的。然而，由于通过上述方法制造的二氧化铈具有高结晶性和硬度，因而其具有微细划伤发生率较高的缺点。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种在用来制造超级集成半导体硅衬底化学机械研磨工艺中通过减弱研磨颗粒的结晶性可以使微细划伤最少化的研磨颗粒及其制造方法。

本发明的另一个方面提供了一种包括上述研磨颗粒的化学机械研磨液的制造方法。

为了解决上述发明的技术问题，本发明提供了一种化学机械研磨液用的研磨颗粒的制造方法，其包括：准备原料前体；干燥上述原料前体；和利用与空气相比缺少氧气的气氛形成的煅烧炉来煅烧上述干燥的原料前体。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种化学机械研磨液的制造方法，其包括：在准备原料前体且干燥上述原料前体后，利用与空气相比缺少氧气的气氛形成的煅烧炉来煅烧上述干燥的原料前体以准备研磨颗粒；通过混合上述准备的研磨颗粒、溶剂和分散剂准备研磨液制造用的混合物；混炼上述研磨液制造用的混合物；过滤上述混炼的研磨液制造用的混合物；和在将上述过滤的研磨液制造用的混合物盛载在熟成机中后，熟成上述研磨液制造用的混合物。

其中上述化学机械研磨液的颗粒制造方法可以进一步包括在上述熟成后旋转上述熟成机。

此外，根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种根据所述的方法来制造的且在根据X线衍射的XRD曲线图上主峰值与副峰值的比例为2至3的化学机械研磨液用的研磨颗粒。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的化学机械研磨液用的研磨颗粒的制造过程的流程图；

图2是示出根据本发明实施例的化学机械研磨液的制造过程的流程图；

图3是示出根据本发明的实施例1和比较例2分别制造的二氧化铈颗粒的根据X线衍射的XRD曲线图；

图4是示出根据本发明的实施例1制造的二氧化铈颗粒的透射式电子显微镜的照片；

图5是示出根据本发明的比较例1制造的二氧化铈颗粒的透射式电子显微镜的照片；

图6是示出D1、D50、D99的定义的概念图；

图7是示出根据本发明的实施例5至7的粒度分布图；

图8是示出根据本发明的实施例6而制造的二氧化铈研磨液的透射式电子显微镜的照片。

具体实施方式

下面通过参考附图将详细地说明本发明特定示例性实施例。

图1是示出根据本发明实施例的化学机械研磨液用的研磨颗粒的制造过程的流程图。

参考图1，根据本发明的一个实施例的化学机械研磨液用的研磨颗粒是在操作S100中先准备原料前体后，在操作S110中干燥上述准备的原料前体，然后在操作S120中利用与空气相比缺少氧气的气氛形成的煅烧炉来煅烧上述干燥的原料前体而被制造的。其中，上述研磨颗粒可以是在二氧化硅、氧化铝和二氧化铈中选择的一个，下面以二氧化铈为例进行详细的说明。

[二氧化铈颗粒的制造]