[发明专利]一种氧化铈颗粒及含其的抛光浆料

说明书

本发明公开了一种氧化铈颗粒及含其的抛光浆料。具体公开了一种氧化铈颗粒，所述氧化铈颗粒的前驱体材料的第一颗粒尺寸为200‑500μm；所述氧化铈颗粒的拉曼光谱包含在458cm^‑1处的峰和583cm^‑1处的峰，且其中在458cm^‑1处的峰的强度与在583cm^‑1处的峰的强度的比率为峰比率，所述氧化铈颗粒的峰比率为70‑90。本发明还公开了一种抛光浆料，所述抛光浆料包含所述氧化铈颗粒。本发明通过控制氧化铈颗粒的颗粒峰比率、氧化铈颗粒的前驱体材料的颗粒尺寸在一定范围内，使得应用于STI的CMP制程时，具有优良的移除速率和选择性，且具有不引起微划痕或使微划痕数量最小化的能力。

技术领域

本发明涉及一种氧化铈颗粒及含其的抛光浆料。

背景技术

在集成电路及其它电子器件的制造中，多个导电、半导电及介电的材料层沉积至基板表面上或自基板表面移除。随着材料层依序地沉积至基板上及自基板移除，基板的最上部表面可变得非平坦且需要进行平坦化。对表面进行平坦化或对表面进行“抛光”是这样的工艺，其中，自基板的表面移除材料以形成总体上均匀平坦的表面。平坦化可用于移除不合乎期望的表面形貌及表面缺陷，诸如粗糙表面、经团聚的材料、晶格损伤、刮痕、以及受污染的层或材料。平坦化也可用于通过移除过量的沉积材料而在基板上形成特征，该沉积材料用于填充所述特征并提供用于后续的加工及金属化水平的均匀表面。

用于对基板表面进行平坦化或抛光的组合物及方法在本领域中是公知的。化学机械平坦化或化学机械抛光(CMP)是用于使基板平坦化的常用技术。CMP采用被称为CMP组合物或更简单地被称为抛光组合物(也被称作抛光浆料)的化学组合物以用于自基板选择性地移除材料。典型地，通过使基板的表面与饱含抛光组合物的抛光垫(例如，抛光布或抛光盘)接触而将抛光组合物施加至基板。典型地，通过抛光组合物的化学活性和/或悬浮于抛光组合物中或结合到抛光垫(例如，固定研磨剂式抛光垫)中的研磨剂的机械活性而进一步辅助基板的抛光。

抛光浆料的种类按其所要处理对象大致可分为氧化物抛光浆料、金属抛光浆料和多硅晶片抛光浆料等三种。氧化物抛光浆料适用于抛光浅槽隔离(STI，shallow trenchisolation)工艺中中间层绝缘膜的表面以及二氧化硅(SiO₂)层，它大致包括抛光粒子、脱离子水等成分。其中的抛光粒子在抛光制程中所起的作用就是通过抛光机产生的压力而对被加工物表面进行机械抛光处理。抛光粒子的成分可以是二氧化硅(SiO₂)、二氧化铈(CeO₂)或三氧化二铝(Al₂O₃)。

具体地说，在STI工艺中，通常将二氧化铈浆料用于抛光二氧化硅层，此时，可主要采用氮化硅层作为抛光终止层。通常，可将添加剂加入该二氧化铈浆料以减小氮化物层的移除速度，从而改善氧化物层对氮化物层的抛光速度选择性。但是，使用添加剂是不利的，原因在于其可减小氧化物层的移除速度以及氮化物层的移除速度。此外，二氧化铈浆料的抛光剂颗粒通常大于硅石浆料的抛光剂颗粒，而让晶圆表面具有划痕。但是，如果氧化物层对氮化物层的抛光速度选择性较低，则由于过量氧化物层被移除，邻近氮化物层图案被破坏，导致在被加工表面发生凹陷现象。因此，不可能实现均匀的表面平整性。

因此，在STI的CMP制程中所使用的抛光浆料要具备高选择性、高抛光速度、高分散度、高度稳定的微观划痕分布以及高度集中和均匀的粒子粒度分布范围。专利CN1818002B的方法对颗粒尺寸要求较为苛刻，且其选择比、颗粒残留及划痕数仍有待改善。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明旨在发展一种全新的产品，将CMP各方面性能提升，本发明提供了一种氧化铈颗粒及含其的抛光浆料，其通过控制氧化铈颗粒的峰比率，以及氧化铈颗粒的前驱体材料的颗粒尺寸得到特定的氧化铈颗粒，可应用于STI的CMP制程所使用的的抛光浆料中。