一种研磨浆液
阅读：152发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种研磨浆液专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种用于 半导体 及集成 电路 制造过程 的新型 研磨 浆液 ,其包含 氧 化铈、氢氧化镁、 碳 酸铂及 水 。，下面是一种研磨浆液专利的具体信息内容。
一种研磨浆液
技术领域
背景技术
[0002] 氧化铈由于对二氧化硅具有非常高的磨除率，在传统应用中，用于玻璃的研磨。在集成电路制造过程的二氧化硅介电层之研磨中，传统上以煅制硅石或胶态硅石所制得之研磨液进行绝缘介电层之研磨，此等研磨液中均需加入氢氧化钾以提高其研磨速度。由于添加氢氧化钾会产生碱金属离子扩散的问题及无法提供对二氧化硅/氮化硅可接受的磨除选择率，此种传统上所使用的研磨液，并不适用于集成电路制造过程中浅沟槽绝缘层的研磨。因此，本领域中欲寻求一种可有效应用于集成电路及半导体制造过程中，并能提供较高二氧化硅/氮化硅磨除选择的研磨组合物。
[0004] 美国专利5,759,917提示一种用于半导体及集成电路制造过程中研磨二氧化硅及氮化硅，且能获得较高SiO2/Si3N4研磨选择率的化学机械研磨组合物，该组合物包含一种盐类、可溶性铈化合物及一种羧酸，并且该组合物的pH值介于3-11之间.美国专利5,891,205涉及一种使用化学机械磨光浆液以将半导体器件的氧化物层磨光的方法，其所使用的磨光浆液包含氧化铈与二氧化硅混合磨粒的碱性含水分散液。
[0006] 美国专利5,938,505提示了一种用于半导体制造过程的STI处理中的用于提高氧化硅/氮化硅磨除选择率的研磨浆液，其包含四甲基铵的盐类、碱及过氧化氢，其中，该四甲基铵的盐类优选氟化四甲基铵，且研磨浆液优选具有11至13的pH值。
[0007] 当应用于STI平坦化方法中作为研磨浆液之磨料时，氧化铈本身由于具有较高之密度，因此非常容易于浆液中沉淀。然而在现有技术中，完全未教示或提及任何可增进氧化铈悬浮性质的有效方法。现有技术虽已教示使用表面活性剂以增加研磨浆液之悬浮性，然而，在贮存过程中，研磨颗粒因受重力影响而产生沉降，此时由于颗粒具有极佳之流动性而导致颗粒重排，并形成不可逆之致密饼状物。因此，本发明之目的即在于提供一种可克服氧化铈沉淀问题、并具有有利的氧化硅/氮化硅磨除选择率之研磨浆液。
发明内容
[0009] 以下对本发明进行详细的说明。
[0010] 本发明提供一种用于半导体或集成电路制造过程之研磨浆液，其包含氧化铈、氢氧化镁、碳酸铂及水。本发明的研磨浆液特别适用于半导体及集成电路制造过程之STI处理中作为绝缘介电层之研磨剂。
[0011] 本发明研磨浆液中所包含的氢氧化镁，可增进氧化铈的悬浮性，其主要原因在于，氢氧化镁可在氧化铈表面形成一包覆层，而使氧化铈可均匀地悬浮于水性介质中。表面上具有氢氧化镁包覆层的氧化铈颗粒，由于具有促变行为，颗粒之间因彼此作用力之存在，而使颗粒间彼此相互牵制，因而不致产生沉淀或可产生可逆式之凝集。本案发明人发现，当氧化铈表面包覆氢氧化镁时，会降低氧化铈对二氧化硅之活性，而导致所得浆液之研磨速率下降，另外碳酸铂的加入，可有效提高二氧化硅/氮化硅之磨除选择率。根据下文所述实例可知，本发明研磨浆液可提供高于5的二氧化硅/氮化硅磨除选择率。
[0012] 因此，本发明研磨浆液中所包含的氢氧化镁，为增进氧化铈悬浮性。根据本发明的优选实施方案，当本发明的研磨浆液包含100重量份水时，氢氧化镁的用量范围为6至7重量份。
[0013] 本发明的研磨浆液所包含的氧化铈，以100重量份水为基准，可包含1至3重量份该氧化铈。
[0014] 本发明的研磨浆液所包含的碳酸铂，以100重量份水为基准，可包含2.5至4重量份碳酸铂。
[0015] 以下实例将对本发明作进一步说明，唯其非用以限制本发明之范围，任何本领域的熟练人员可轻易达成之修饰及改变，均涵盖于本发明之范围内。
[0016] 研磨测试A．仪器：IPEC/Westech472
B．条件：压力：3psi
背压：0psi
温度：25℃
主轴转速：50rpm
台板转速：60rpm
垫座型式：集成电路1400
浆液流速：200毫升/分钟
C．晶片：氧化硅薄膜及氮化硅薄膜，购自Sil集成电路on Valley
M集成电路roelecton集成电路s,Inc.,是以LPCVD技术于6英寸硅
晶圆上淀积0.85微米±5％之氧化硅薄膜及氮化硅薄膜。
B．条件：压力：3psi
背压：0psi
温度：25℃
主轴转速：50rpm
台板转速：60rpm
垫座型式：集成电路1400
浆液流速：200毫升/分钟
C．晶片：氧化硅薄膜及氮化硅薄膜，购自Sil集成电路on Valley
M集成电路roelecton集成电路s,Inc.,是以LPCVD技术于6英寸硅
晶圆上淀积0.85微米±5％之氧化硅薄膜及氮化硅薄膜。
[0017] 研磨测试流程：在研磨前后，均须以膜厚测定仪测定膜之厚度。本发明采用KLA- Tencor公司的SM300型机器测定介电层之膜厚。磨光速率之测定方法系先以上述RS300型机器测得介电层膜厚T1，分别以实例中之浆液研磨1分钟后，以固态仪器公司(Solid State Equipment Corporation)的 Evergreen Model 10X型机器清洗晶圆，之后，将晶圆吹干。再以SM300 型机器测定介电层之膜厚T2。将T1-T2即为介电层之磨光速率。
[0018] 实例1将1重量份氧化铈加入100重量份去离子中以制备研磨浆液。所得浆液的研磨测试结果，如表1所示。
[0019] 表1实例2
将为同重量份的氧化铈与不同重量份的氢氧化镁加入100重量份之去离子水中，并加入不同重量份的碳酸铂。所得研磨浆液之研磨测试结果，如表2所示。
将为同重量份的氧化铈与不同重量份的氢氧化镁加入100重量份之去离子水中，并加入不同重量份的碳酸铂。所得研磨浆液之研磨测试结果，如表2所示。
[0020] 表2
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