制备二氧化铈的方法、由该方法制备的二氧化铈和含有该二氧化铈的ＣＭＰ浆料技术

本发明专利技术涉及一种制备二氧化铈的方法，该方法能制备出显示出改进的抛光性能的二氧化铈；由该方法制备的二氧化铈；及含有该二氧化铈的ＣＭＰ浆料。该制备二氧化铈的方法包括使二氧化铈与伯醇接触从而使二氧化铈的比表面积增加１０％或更多的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备二氧化铈的方法，由该方法制备的二氧化铈和含有该二氧化 铈的CMP浆料。更具体而言，本专利技术涉及一种制备二氧化铈的方法，该方法能制备出显示出 改进的抛光性能的二氧化铈；由该方法制备的二氧化铈；及含有该二氧化铈的CMP浆料。
技术介绍
近年来，半导体制造方法具有晶片直径增加的趋势，并且ULSI (超大规模集成电 路，Ultra Large Scale Integration)需要严格的制造环境，例如器件制造所需的最小线 宽降至0. 13 μ m或更小。并且，为改进器件性能，说到底需要一种在晶片上形成多重互连 (multiple interconnection)或多层互联(multilayer interconnection)的方法。但是， 上述方法之后所得晶片的不平坦化可能会减小之后所用方法的范围或使器件性能变差。为 克服这些问题，在多种制造方法中使用平坦化技术。主要使用CMP (化学机械抛光)作为平坦化技术在该技术中，将晶片表面压在相 对于晶片表面旋转的抛光垫上，并提供CMP浆料至所述抛光垫上，从而通过化学及机械操 作使晶片表面平坦化。在氧化硅层沉积之后，可将CMP技术用在该氧化硅层的抛光步骤中，直至露出抛 光停止层(例如氮化硅层)，从而在通过STI (浅沟槽隔离(shallow trench isolation)) 形成器件隔离层(device isolation layer)的过程中，在晶片上包埋沟槽(trench)。其中，更优选的是，对氧化硅层的移除选择性(removal selectivity)比对氮化硅 层(氧化硅层抛光速率比氮化硅层抛光速率)高。如果对氧化硅层的移除选择性比对氮化 硅层低，则难以均勻除去抛光停止层(例如氮化硅层)的图案，并且抛光停止层在整个晶片 上的厚度变化可能很大。因此，可能导致具有沟槽的最终结构中的活性区域(active area) 和场区域(field area)之间的水平差，从而减小了之后所用方法的范围，由此降低了经济 效益。CMP浆料通常包含一种研磨剂、一种分散剂和水。并且，所述研磨剂的物理化学性 能影响抛光性能，例如氮化硅层抛光速率、氧化硅层抛光速率，与氮化硅层相比对氧化硅层 的移除选择性等。特别地，研磨剂的强度或尺寸与待抛光表面的抛光速率密切相关。研磨剂可通过 机械抛光装置对待抛光的表面进行抛光。并且，高强度和大尺寸的研磨剂能增加氮化硅层 或氧化硅层的抛光速率。同时，在使用二氧化铈作为研磨剂的情况下，已知二氧化铈除能进行机械抛光外 还能进行化学抛光。二氧化铈由于其对氧化硅层的高反应性，因此可形成Si-O-Ce化学键， 由此除去氧化硅层表面的氧化硅团块，来抛光该氧化硅层。与氮化硅层相比，对氧化硅层的 移除选择性，尤其是氧化硅层的抛光速率，可根据二氧化铈的化学活性而变化。因此，需要适当控制用作研磨剂的二氧化铈的物理化学性质，以增加线路的可靠度和改善生产的经济效益。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制备二氧化铈的方法，该方法能制备出显示出合适的物理化学 性质和进一步改进的抛光性能的二氧化铈。此外，本专利技术还提供了由上述方法制备的二氧化铈。此外，本专利技术还提供了含有一种含上述二氧化铈的研磨剂的CMP浆料。此外，本专利技术还提供了一种抛光方法和一种使用上述CMP浆料来形成半导体器件 的器件隔离层的方法。具体地，本专利技术提供了一种制备二氧化铈的方法，该方法包括使二氧化铈与伯醇 接触以使二氧化铈的比表面积增加10%或更多的步骤。本专利技术还提供了由上述方法制备的比表面积为8m2/g 100m2/g的二氧化铈。本专利技术还提供了含有包括上述二氧化铈的研磨剂的CMP浆料。本专利技术还提供了 一种抛光方法，该方法包括用上述CMP浆料对半导体基材 (substrate)上的靶层进行抛光的步骤。本专利技术还提供了一种形成半导体器件的器件隔离层的方法，该方法包括以下步 骤在半导体基材上形成一种给定的氮化硅层图案；使用氮化硅层图案作为掩模对半导体 基材进行蚀刻从而形成沟槽；形成一种氧化硅层以包埋该沟槽；和使用上述CMP浆料对氧 化硅层进行抛光，直至露出氮化硅层图案。具体实施例方式现将根据本专利技术的具体实施方案对制备二氧化铈的方法、由该方法制备的二氧化 铈、含有该二氧化铈的CMP浆料，及使用该浆料进行抛光的方法进行解释说明。根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种制备二氧化铈的方法，该方法包括使二 氧化铈与伯醇接触从而使二氧化铈的比表面积增加10%或更多的步骤。将对制备二氧化铈的方法进行详细说明。在使用二氧化铈作为CMP浆料的研磨剂的情况下，CMP抛光性能受二氧化铈的物 理化学性质的影响，并且二氧化铈的物理化学性质可根据二氧化铈的比表面积而改变。具体地，二氧化铈颗粒的内部具有更完整的晶体结构并因此是化学稳定的，同时 其颗粒表面具有相对不完整的晶体结构并因此具有较高的化学活性，可能接受其他原子或 离子。因此，二氧化铈和氧化硅层之间的Si-O-Ce化学键合主要发生在二氧化铈的表面。因 此，看来，二氧化铈的比表面积越大，二氧化铈的化学抛光活性越大，由此增加了靶层例如 氧化硅层的抛光速率。并且，如果二氧化铈的比表面积很大，则其可通过外部压力容易地被破坏掉，因为 其结构相对较弱。因此，可减少由大颗粒造成的对经抛光表面的划痕。相应地，为适当地控制二氧化铈的物理化学性质以有效改进抛光性能，包括对氧 化硅层的抛光速率、与氮化硅层相比对氧化硅层的移除选择性，和使经抛光表面的划痕最 小化等，可考虑增加二氧化铈的颗粒表面(比表面积)。由本专利技术专利技术人所实施实验的结果证实了，当二氧化铈与伯醇接触时，二氧化铈的比表面积改变。特别地，证实了，通过使二氧化铈与伯醇接触，可使二氧化铈的比表面积 增加10%或更多，优选10-60%。因此，根据本专利技术一个实施方案的制备二氧化铈的方法，能够通过简化的方法来 制备具有增加的比表面积的二氧化铈，由此进一步改进作为CMP研磨剂的二氧化铈的抛光 性能。例如，具有增加的比表面积的二氧化铈，当用作抛光靶层(例如氧化硅层)的CMP浆 料的研磨剂时，可改善对靶层的抛光速率和增加与抛光停止层(例如氮化硅层)相比对靶 层的移除选择性，由此表现出其作为CMP研磨剂的进一步改进的抛光性能。在制备二氧化铈的方法中，二氧化铈的比表面积的增加率可通过二氧化铈与伯醇 的接触重量比(contact weight ratio)或反应条件例如接触温度等而改变，并且其可在 10%或更大、优选10-60%的范围内变化。例如，伯醇与二氧化铈的较高接触比(重量比)能增加二氧化铈的比表面积；但 是，二氧化铈与伯醇的接触重量比优选为1 0. 1至1 4。如果伯醇的接触重量比小于上 述范围，则比表面积增加的效果不显著；而如果其超过上述范围，则比表面积的增加率与伯 醇的量相比较低，由此降低了经济效益。并且，较高的接触温度能增加二氧化铈的比表面积；但是，接触温度优选为 10-70°C。如果接触温度小于10°C，则比表面积增加的效果不显著；而如果其超过70°C，则 伯醇可能被汽化过多，并且二氧化铈可能被烧黑(burned blackly)。并且，二氧化铈与伯醇的较长接触时间能增加二氧化铈的比表面积；但是，接触时 间优选为5分钟至6小时。如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔相洵，吴明焕，曹昇范，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR