一种化学机械抛光液制造技术

本发明专利技术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、一种水溶性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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化学机械抛光液。
技术介绍
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 PM0S)，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ο
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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50-150nm，最优的为80-120nm。硅基磨料PDI指数为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含氟的阴离子表面活性剂。具有下列通式CF3CF2 (CF2CF2) nCH2CH2S03L,其中η= 2-6，L :H，NH4+。表面活性剂的含量为0. 001-1%，最优的为0. 1-0. 5%。ρΗ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 ；^； 1. 5—2. 5 ο本专利技术采用一种特殊的磨料颗粒，具有较高的HDP去除速率，采用专有含氟阴离子表面活性剂，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。本专利技术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1是现有技术的芯片制造工艺流程图。 具体实施例方式下面通过实施例的方法进一步说明本专利技术，并不因此将本专利技术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"￠1 Γ 4表面活性桐Pm ph hdp | SiN选择稳定性_____调节剂___RR__比(30D)参比抛市售产品1^5 105 10 ^fU光液________115% Si022 1895 950 2未分层IOOnm飞15% Si02 0.1% SURF2 1925 2515 未分层IOOnmL=H15% Si02 0.5% SURF ^L5 2125 165~13 未分层IOOnmL=H5NH4115% Si02 0.001% SURF~~Z5 1906 275 7未分层IOOnmL=NH4~415% Si02 0.2% SURF ^2,2 1885 10518 =^jfMIOOnmL=II, NH4,~6 40%Si021% SURF n^ IS "3 3252 185^18 未分层 __150nm___L=H, NH4,_____~7 5% Si02 0.001% SURF~~^2, 2 965 65 15 未分层 ______ L=H, NH4，____SURF =CF3CF2 (CF2CF2)nCH2CH2SO3L, η = 2-6, L = H, NH4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，加入含氟表面活性剂后，氮化硅的去除速率大幅度下降，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。本专利技术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。权利要求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。2.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的硅基磨料为二氧化硅溶胶。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50-150nm。4.如权利要求3所述的抛光液，其特征在于，所述的硅基磨料的平均粒径为80-120nm。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PDI指数为0.1-0. 2。6.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%。7.如权利要求6所述的抛光液，其特征在于，所述的硅基磨料的含量为10-20wt%。8.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为含氟的阴离子表面活性剂。9.如权利要求8所述的抛光液，其特征在于，所述的含氟的阴离子表面活性剂具有下列通式CF3CF2 (CF2CF2) nCH2CH2S03L, 其中 η = 2-6，L :H, NH4+。10.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. 001-1%。11.如权利要求10所述的抛光液，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂含量为 0. 1-0. 5%。12.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的PH调节剂为无机酸。13.如权利要求12所述的抛光液，其特征在于，所述的ρΗ调节剂选自硫酸，硝酸，盐酸和醋酸中的一种或多种。14.如权利要求12所述的抛光液，其特征在于，所述的ρΗ调节剂为硝酸和/或醋酸。15.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的抛光液的ρΗ值为1-3。16.如权利要求15所述的抛光液，其特征在于，所述的抛光液的ρΗ值为1.5-2. 5。全文摘要本专利技术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、一种水溶性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。文档编号C09G1/02GK102464945SQ20101054138公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日专利技术者姚颖, 宋伟红 申请人:安集微电子(上海)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟红，姚颖，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：