本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光液，尤其涉及一種用于sti領(lǐng)域的化學(xué)機(jī)械拋光液。
背景技術(shù)：
淺槽隔離(sti)技術(shù)是目前ic制造中器件隔離的主要方法。sti工藝步驟主要包括：首先，在基材的預(yù)定位置上生成若干槽，通常采用各向異性蝕刻法；其次，在各個(gè)槽中沉積二氧化硅；最后，用cmp法拋光二氧化硅，直到向下拋光到并停止在氮化硅層，即形成sti結(jié)構(gòu)。由于sti技術(shù)產(chǎn)生的器件隔離效率很容易收到影響，所以對(duì)sti的拋光提出了極高的要求，不僅要求很高的hdpoxide(高密度等離子體二氧化硅)的去除速率、很高的氮化硅的拋光速率選擇比，同時(shí)要求非常低的表面缺陷指標(biāo)以及不同密度區(qū)域的拋光均一性。
目前，二氧化硅和二氧化鈰是應(yīng)用最為廣泛的兩種cmp研磨劑，但現(xiàn)有報(bào)道拋光液中，二氧化硅作為研磨劑的其拋光速率普遍較低，且通常具有較低的二氧化硅/氮化硅拋光選擇比(如專(zhuān)利200510116191.9)；而氧化鈰磨料雖然具有較高的hdpoxide拋光速率和sin選擇性，但在拋光過(guò)程中容易引起劃傷(scratch)等缺陷，如專(zhuān)利101065458a中采用氧化鈰作為磨料，在陽(yáng)離子聚合物的協(xié)同作用下可實(shí)現(xiàn)二氧化硅/氮化硅的高拋光選擇比，但該專(zhuān)利并未考慮拋光過(guò)程中teos表面的劃傷問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服以上問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于sti拋光的cmp拋光液，其以納米二氧化硅或二氧化鈰為磨料，通過(guò)添加有機(jī)高分子聚合物和硅烷偶聯(lián)劑，在實(shí)現(xiàn)高的sti拋光選擇比的同時(shí)，降低或避免了拋光過(guò)程中凹陷、劃痕等缺陷的出現(xiàn)，具體為：
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于sti拋光的cmp拋光液，其特征在于，包括納米磨料、高分子聚合物及有機(jī)硅化學(xué)添加劑。
其中，所述高分子聚合物選自聚羧酸類(lèi)化合物、有機(jī)膦酸類(lèi)化合物或聚乙烯吡咯烷酮(pvp)類(lèi)化合物中一種或多種。
其中，所述聚羧酸類(lèi)化合物選自聚環(huán)氧琥珀酸納(pesa)，聚丙烯酸(paa)，馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物(ma-aa)，聚丙烯酸鈉(paas)，水解聚馬來(lái)酸酐(hpma)中的一種或多種；所述有機(jī)膦酸類(lèi)化合物選自氨基三甲叉膦酸(atmp)、羥基乙叉二膦酸(hedp)、乙二胺四甲叉膦酸(edtmpa)、二乙烯三胺五甲叉膦酸(dtpmpa)、乙二胺四甲叉膦酸鈉(edtmps)2-羥基膦酰基乙酸(hpaa)中的一種或多種；所述聚乙烯吡咯烷酮(pvp)類(lèi)化合物為相對(duì)分子量為103-107范圍內(nèi)的一種或多種聚合物；所述聚乙烯吡咯烷酮(pvp)類(lèi)化合物的k值為15、17、25、30和/或90。
其中，所述高分子聚合物在拋光液中的含量為0.01-1.0wt％；
其中，所述的納米磨料可以為氧化鈰研磨顆粒、硅溶膠顆粒中一種或多種，
其中，所述研磨粒子的含量為0.25-5.0wt％。
其中，其中，所述有機(jī)硅類(lèi)化合物為硅烷偶聯(lián)劑。
其中，所述硅烷偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)中可以含有2-3個(gè)水解基團(tuán)，所含水解基團(tuán)優(yōu)選為烷氧基，所述硅烷偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)中所含的烷氧基優(yōu)選為乙氧基，或甲氧基，所述硅烷偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)中可以含有多個(gè)非水解有機(jī)基團(tuán)，所述非水解有機(jī)基團(tuán)可以是甲基、氯烴基、氨烴基、乙烯基及環(huán)氧烴基中一種或多種。
其中，所述硅烷偶聯(lián)劑在拋光液中的含量為0.001-0.1wt％。
其中，所述拋光液進(jìn)一步包括ph值調(diào)節(jié)劑，所述拋光液的ph值范圍為3.0-10.0。
本發(fā)明另一方面，公開(kāi)了上述拋光液在包括氧化硅、氮化硅在內(nèi)的多種介質(zhì)表面拋光中的應(yīng)用。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明的拋光液選用研磨顆粒，結(jié)合所選高分子分子聚合物及化學(xué)添加劑的協(xié)同作用，具有相對(duì)較好的sti拋光速率和拋光表面特征。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅局限于下述實(shí)施例。
按照表1中各實(shí)施例以及對(duì)比實(shí)施例的成分及其比例配制拋光液，混合均勻。另外需要說(shuō)明的是，以下拋光液中使用的磨料為其原始含量為5wt％至50wt％的水分散液。
表1中拋光液的具體調(diào)配方式為：將除研磨顆粒外的組分按照表中所列的含量，在去離子水中混合均勻，用koh調(diào)節(jié)到所需ph值，然后加入研磨顆粒分散液，若ph下降則用koh調(diào)節(jié)到所需的ph值，并用去離子水補(bǔ)足百分含量至100wt％，即可制得化學(xué)機(jī)械拋光液。
表1本發(fā)明實(shí)施例及對(duì)比例的配方
效果實(shí)施例1
為了進(jìn)一步考察該類(lèi)拋光液的拋光情況，本發(fā)明采用了如下技術(shù)手段：分別用上述實(shí)施例中拋光液1-10和對(duì)比例1-4對(duì)空白的hdpoxide(高密度等離子體二氧化硅)和sin晶片進(jìn)行拋光，拋光條件相同，拋光參數(shù)如下：logitech拋光墊，向下壓力3psi，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速/拋光頭轉(zhuǎn)速＝60/80rpm，拋光時(shí)間60s，化學(xué)機(jī)械拋漿料流速100ml/min。拋光所用hdp和sin晶圓切片均由市售(例如美國(guó)svtc公司生產(chǎn)的)8英寸鍍膜晶圓切片而成。拋光所用的hdp和sin晶圓切片上的hdp和sin層厚由napson公司生產(chǎn)的rt-7o/rg-7b測(cè)試儀測(cè)得，用拋光前后測(cè)得的厚度差值除以拋光耗用時(shí)間即得hdp和sin去除速率。拋光時(shí)間為1分鐘。
實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件進(jìn)行。
至于刮痕的評(píng)價(jià)方法為，拋光后，洗滌并干燥hdp和sin晶圓，隨后在暗室的點(diǎn)光源下用肉眼觀察存在或不存在刮痕斑點(diǎn)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：
●用肉眼觀察不到刮痕斑點(diǎn)
○用肉眼觀察不到明顯的刮痕斑點(diǎn)
×用肉眼觀察到一些刮痕斑點(diǎn)，但它們還不至于達(dá)到造成質(zhì)量問(wèn)題的量
△用肉眼觀察到明顯的刮痕斑點(diǎn)，并且達(dá)到造成質(zhì)量問(wèn)題的量
具體結(jié)果如表2所示：
表2實(shí)施例1-10和對(duì)比例1-4的拋光效果
從表2可以看出，實(shí)施例1-5中，通過(guò)氧化鈰磨料以及特定氧化劑，絡(luò)合劑以及腐蝕抑制劑的復(fù)配，和對(duì)比實(shí)施例1-4相比，具有相對(duì)較好的銅拋光速率和拋光表面特征。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明所述wt％均指的是質(zhì)量百分含量。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。