[发明专利]一种化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种抛光液，尤其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，如图1所示。

在图1中看出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HDP/SIN的选择比，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，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，但该类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。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述现有技术中缺陷的化学机械抛光液。

本发明的技术方案如下：本发明公开一种适合于浅槽隔离平坦化的化学机械抛光组合物，该抛光液至少含有一种二氧化铈的磨料，一种有机膦酸，一种pH调节剂，和载体水。

其中，二氧化铈磨料粒径为20-500nm，固含量从0.1wt％到10wt％。最好在60-250nm，磨料作用是去除HDP二氧化硅。

该抛光液选用的氧化铈磨料为pH 8-11的纳米氧化铈粉的水分散体。

其中，有机膦酸为选自2-羟基膦酰基乙酸、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)和N-(膦酰基甲基)氨基乙酸中的一种或多种，其浓度为0.05wt％-1wt％。有机膦酸的作用是抑制氮化硅的去除速率。其中N-(膦酰基甲基)氨基乙酸又名草甘膦(Glyphosate)。

其中，pH调节剂为KOH或者有机胺，抛光液的pH值为7-12。

本发明的有益效果是：

本文采用一种一定粒径分布的碱性的二氧化铈颗粒，具有较高的HDP去除速率，采用选自2-羟基膦酰基乙酸、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)和N-(膦酰基甲基)氨基乙酸中的一种或多种的有机膦酸在合适的HDP氧化硅的抛光速率下，大幅度降低氮化硅的去除速率，以达到高的选择比，在浅槽隔离的平坦化过程中停止在氮化硅层，实现平坦化。

附图说明

图1为现有技术中形成隔离区的工业化方法示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步阐述本发明。

按照表1中的配比制备抛光液，几种组分简单混合即可。

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

表1、实施例1-6配方

HPAA：2-羟基膦酰基乙酸；HEDP：羟基亚乙基二膦酸，Glyphosate：N-(膦酰基甲基)氨基乙酸。

从以上数据可以看出，与未添加有机膦酸的氧化饰磨料相比，氮化硅的去除速率有了大幅度的降低，可以根据专有添加剂的浓度来调整HDP对氮化硅的选择比，氧化硅(HDP)的去除速率随着Glyphosate添加量会有一定程度的降低，选择比仍然可调。使用氧化饰的磨料制备的STI抛光液，比硅溶胶基的抛光液氧化硅去除速率要高，选择比也有较大的调控区间。在STI的平坦化中表现出了一定的技术优势。