二氧化鈰粉末、制備該粉末的方法以及包含該粉末的cmp漿料的制作方法

專利名稱：：二氧化鈰粉末、制備該粉末的方法以及包含該粉末的cmp漿料的制作方法
技術領域：
：本發明涉及用于CMP磨料的二氧化鈰粉末，該粉末可以在半導體制造工藝中化學機械拋光期間改善二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和/或晶片內不均勻性(wrwNU)。本發明還涉及包含該二象化鈰粉末的CMP漿料。
背景技術：
：通常，在當前的半導體制造工藝中傾向于增大晶片直徑來實現ULSI(超大規模集成電路)的高度集成化。同樣，當前的半導體制造要服從包括最小行寬要求為0.13pm或更小的更嚴格標準。此外，為了提高半導體器件的品質，本質上需要在晶片上形成多重互連(multipleinterconnection)或多層互連結構的步驟。然而，在實施上述技術中的一種之后出現的非平坦化引起了許多問題，如后續步驟中的余地變小或晶體管或器件的質量下降。因此，平坦化加工已被應用于各種步驟中，以便解決這些問題。這些平坦化技術中的一種為CMP(化學機械拋光)。在CMP加,工的過程中，將晶片表面壓在相對于該表面旋轉的拋光墊上，并在拋光處理過程中向拋光墊加入化學活性漿料。該CMP技術通過化學和物理作用實現了晶片表面的平坦化。該CMP技術可被用于淺溝槽隔離(STI)加工，且特別是在沉積絕緣二氧化硅層104之后在拋光絕緣二氧化硅層104直到暴露出氮化硅蝕刻停止層(etch-stopayer)102以使晶片上的溝槽103可嵌入其內的步驟中(見圖1中(b)和(c))。于此，與二氧化^5圭層相比，氮化硅層的強度和硬度高約三倍，因而二氧化硅層的拋光速率高于氮化硅層的拋光速率。優選不去除氮化硅層。換句話說，理想的是二氧化硅層對氮化硅層的拋光速率(在下文中也被稱為'絕緣二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性')是無窮大的。然而，常規CMP漿料的絕緣二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性較低，約為4:1。因此，在實際的CMP加工中，氮化硅層被拋光的程度超出了可接受的范圍。結果，在CMP加工過程中，可能依據晶片上的位置而非均勻地去除氮化硅層圖案。因此，氮化硅蝕刻停止層在整個晶片范圍內具有顯著可變的厚度。在STI加工過程中，這引起在其上形成有溝槽的最終結構中作用區和場效應區之間的水平差，導致用于制備半導體器件的后續步驟的余地變小，并使晶體管和器件的質量下降。特別是，在半導體晶片同時具有不同密度的圖案的情況下，這是一個嚴重的問題。除局部平坦化的上述問題之外，常規CMP加工顯示出較低的晶片內不均勻性(WIWNU)。換句話說，在根據常規CMP加工的拋光過程中，晶片的中央部與其周邊部相比被顯著拋光，導致形成具有U狀或W狀整體形狀的縱截面。人們認為這是因為加壓晶片和拋光墊的機械壓力分布不均勻，從而使拋光漿料或拋光顆粒不能均勻分布并且晶片的中央部要經過相對較高的拋光速率。為了解決與WIWNU相關的上述問題，實際的半導體制造工藝采用用于氮化硅層的較大加工余地以便確保CMP的可靠終止。例如，氮化硅層具有較大的初始厚度以補償在拋光之后晶片的中央部與周邊部6之間的氮化硅層的厚度差。然而，這樣導致該工藝的成本效率下降。
發明內容技術問題因此，鑒于上述問題，已經完成本發明。本發明的發明人發現，當使用由煅燒碳酸鈰制得的二氧化鈰粉末作為CMP漿料的磨料時，在CMP加工過程中碳酸鈰的晶體結構顯著影響二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性或WIWNU。本發明的發明人還發現，當使用由具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體制得的二氧化鈰粉末作為CMP漿料的磨料時，可以改善二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU中的任一或兩者。本發明基于這些發現。技術方案根據本發明的一個技術方案，提供了一種制備二氧化鈰粉末的方法，該方法使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體。根據本發明的另一技術方案，提供了包含至少50volo/。的六方片狀顆粒的二氧化鈰粉末，所述顆粒的至少一邊具有120。士20。的角；包含用所述二氧化鈰粉末作為磨料的CMP漿料；以及特征在于使用所述CMP漿料作為拋光漿料的用于半導體器件的淺溝槽隔離方法。根據本發明的又一技術方案，提供了一種控制二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU中的任一或兩者的方法，該方法使用由具有六方晶系結構的碳酸鈰制備的二氧化鈰作為CMP漿料的磨料。7在下文中，將更加詳細說明本發明。通常，CMP漿料包含磨料、分散劑和水。迄今為止，經由使用分散穩定劑或添加劑改變CMP漿料的化學組成，人們已經進行了許多嘗試來改善CMP漿料的拋光特性，包括二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU。同時，通常認為，基于如二氧化鈰的常規磨料的拋光是通過作為主要拋光機制的機械拋光進行的，所述機械拋光是通過重復一系列步驟完成的，所述步驟包括(i)水合要被拋光的表面(其生成物為'-Si(OH)3，)；(ii)用磨料將水合層機械去除；和(iii)在溶液中分散和溶解所去除的硅水合物(Si(OH)4)。另外，在已知的論文中公開了當使用二氧化鈰作為磨料時，該二氧化鈰可以化學作用于二氧化硅層(JournalofNon-CrystallineSolids,283(2001)pp129-136)。也就是說，二氧化鈰可以通過以下機制化學拋光二氧化硅層其中由于二氧化鈰與二氧化硅之間的高反應性而發生Si-O-Ce化學鍵接以及二氧化鈰以扯掉二氧化硅團塊的方式從二氧化硅層的表面去除二氧化硅。換句話說，當使用二氧化鈰作為磨料時，二氧化鈰的理化性質可影響氮化硅層的拋光速率和二氧化硅層的拋光速率。同樣，二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU取決于氮化硅層和二氧化硅層的拋光速率。因此，為了改善二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性或WIWNU,改進二氧化鈰的理化性質是必要的。在這種改進的一部分中，在經由固相法制備二氧化鈰的過程中可改變煅燒條件。通過在高溫下煅燒碳酸鈰可制備二氧化鈰，并且所生成的二氧化鈰的理化性質可根據煅燒條件而變化，如煅燒溫度或煅燒方法。因此，可以預計通過經由改變碳酸鈰的煅燒條件而調節氮化硅層和二氧化硅層的拋光速率可以控制二氧化硅層對氮化硅層的拋光選才李性和WIWNU。然而，根據本發明的發明人進行的實驗，二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU受到碳酸鈰的晶體結構而不是碳酸鈰的煅燒條件的影響。也就是說，從實驗結果可以看出，當氮化硅層和二氧化硅層的拋光速率隨著碳酸鈰的煅燒溫度增加而增大時，二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU不顯著取決于碳酸鈰的煅燒溫度而是顯著受到碳酸鈰的晶體結構的影響。因此，本發明的發明人認為，用于制備二氧化鈰粉末的作為前體的碳酸鈰的晶體結構是影響二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU的最重要的因素。結果，本發明提供了一種二氧化鈰粉末，其作為CMP漿料的磨料能夠賦予極好的二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU。更具體而言，本發明的特征在于使用二氧化鈰粉末作為用于CMP漿料的磨料，所述二氧化鈰粉末通過使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體而制備。根據碳酸鹽官能團及吸附到該處的羥基的數量，作為二氧化鈰的前體的碳酸鈰具有不同的晶體結構。因此，甚至在施用相同氧化方法來制備二氧化鈰時，根據碳酸鈰的晶體結構，所生成的二氧化鈰可具有不同的結晶度、比表面積、孔隙分布、硬度等。例如，通過使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體制備的二氧化鈰包含彼此微弱結合的具有均一尺寸的晶粒。因此，當使用該二氧9化鈰作為磨料時，該晶粒被從拋光墊施加的機械力碾碎成均一尺寸并拋光要被拋光的表面。因此，能夠在整個晶片范圍內提供極好的WI麗U。另外，當拋光具有較高硬度的氮化硅層時，該二氧化鈰更加容易碾碎，以使其可被轉變成小顆粒并且可顯著降低氮化硅層的拋光速率。同時，因為該二氧化鈰具有寬的孔徑分布和極好的化學表面活性，所以當拋光二氧化硅層時其顯示增加的化學拋光速率，并且保持極好的拋光速率而不引起二氧化硅層的拋光速率的顯著下降。因此，當使用根據本發明的二氧化鈰粉末作為磨料時，可以提高二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性。更具體而言，當根據本發明使用由使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體制備的二氧化鈰作為CMP漿料的磨料時，二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性可為至少30，并且5WIWNU(晶片內不均勻性)(%)可為10%或更小。當與通過使用由具有正交晶結構的碳酸鈰或鑭石-(Ce)碳酸鈰作為前體制備的二氧化鈰粉末得到的CMP結果相比，上述拋光選擇性和WIWNU得到了改善。此處，5WIWNU(。/。)定義為晶片厚度的標準偏差除以拋光后的平均厚度。通常，越低的5WIWNU值表示越高的平坦化程度。同時，根據本發明制得的二氧化鈰具有低硬度并且可容易碾碎，因此解決了由粗顆粒引起的微小刮痕問題。根據本發明通過使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體制得的二氧化鈰粉末可具有六方片狀顆粒形狀。本發明的發明人已對二氧化鈰粉末進行了研究并已發現經由固相法制備的二氧化鈰粉末常常保持用作前體的碳酸鈰顆粒的形狀和尺寸。根據本發明的二氧化鈰粉末是通過使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體而制得，并且該具有六方晶系結構的碳酸鈰常常具有六方片狀顆粒形狀。因此，根據本發明的二氧化鈰粉末可具有六方片狀顆粒形狀。因此，根據本發明的二氧化鈰粉末可包括至少一邊具有120°±20°且優選120。±10。的角的六方片狀顆粒。另外，基于其總體積，所述二氧化鈰粉末可包含至少50vol。/。的六方片狀顆粒。該比例可從掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的照片的多層(multiplesheet)中統計確定。同時，根據本發明的二氧化鈰粉末的晶粒尺寸優選為5nm60nm。如果晶粒尺寸小于5nm,則拋光速率減小。如果晶粒尺寸大于60nm，則要被拋光的表面可被嚴重刮傷。在用X射線衍射儀測量二氧化鈰的主峰的半峰寬之后，通過使用謝樂公式(ScherrerEquation)計算晶粒尺寸。根據本發明制備二氧化鈰粉末的方法沒有特別限定，只要該方法包括將具有六方晶系結構的碳酸鈰進行煅燒的步驟。優選地，根據本發明制備二氧化鈰粉末的方法包括以下步驟(a)將具有六方晶系結構的碳酸鈰進行第一煅燒；和(b)在高于第一煅燒溫度的溫度下，將由第一煅燒步驟制得的粉末進行第二煅燒。步驟(a)是將具有六方晶系結構的碳酸鈰進行第一煅燒(熱處理)以使碳酸鈰經過相變成二氧化鈰的步驟。此處，碳酸鈰沒有特別限定，只要該碳酸鈰具有六方晶系結構。可以使用本領域技術人員通常已知的任何碳酸鈰。該碳酸鈰可通過使用本領域通常使用的常規方法制得。例如，通過硝酸鈰和碳酸銨間進另外，具有六方晶系結構的碳酸鈰的粒度沒有特別限定。優選地，碳酸鈰的平均粒徑為0.1~20|am。如果碳酸鈰的平均直徑小于0.1(im,則最終二氧化鈰粉末的平均直徑會小于50nm,導致拋光速率顯著下降。如果碳酸鈰的平均直徑大于20fim，則由第二煅燒步驟制得的粉末的粉碎和分散需要長時間，并且最終二氧化鈰粉末具有寬的粒度分布。同時，通過在200400。C的溫度下熱處理碳酸鈰6~100小時可進行第一煅燒步驟。如果第一煅燒溫度低于200。C，則不能實現從碳酸鈰到二氧化鈰的完全相變。如果第一煅燒溫度高于400。C,則最終形成的二氧化鈰具有不合需要的大粒度或不合需要的高硬度，從而氮化硅層會經受高拋光速率(二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性降低)或者要被拋光的表面可產生微小刮痕。另外，當在步驟(b)中將由第一煅燒步驟制得的二氧化鈰進行第二煅燒(熱處理)步驟時，二氧化鈰晶體生長以增加晶粒的尺寸并形成具有寬的孔徑分布的粉末。因此，當使用所生成的二氧化鈰粉末作為磨料時，可以改善二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和/或WIWNU。可在6001,200。C且優選800900。C的溫度下進行第二煅燒(熱處理)步驟30分鐘6小時。如果第二煅燒溫度在上述范圍外，則氮化硅層的拋光速率會增大。雖然第一和第二煅燒步驟可在空氣中進行，但優選在氧氛下進行。另外，煅燒可通過使用常規加熱器進行，例如箱式爐、自動輸送式連續爐或旋轉連續爐。同時，制備二氧化鈰的方法可非必需地進一步包括在步驟(a)和步驟(b)之間碾碎第一煅燒步驟制得的粉末的步驟。在第二煅燒步驟中更加均一地進行后續反應。由該碾碎步驟制得的二氧化鈰粉末的平均直徑為0.030.2pm。可以使用本領域技術人員已知的任何常規碾碎方法而沒有特別限定，并且優選使用干碾碎方法。這種方法的非限定實例包括噴射磨法、盤式磨法、珠式磨(beadsmill)法等。同時，根據本發明的CMP漿料包含磨料、分散劑和水，其中，所述磨料為通過使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體制得的二氧化鈰粉末。二氧化鈰粉末的優選用量為每100重量份的漿料0.150重量份。如果磨料二氧化鈰粉末的用量小于0.1重量份，則二氧化硅層的拋光速率會顯著降低。如果二氧化鈰粉末的用量大于50重量份，則所生成的漿料可具有不合需要的高粘度，因而在分散和拋光步驟過程中不能以穩定的漿料存在。本發明中可使用的分散劑包括非離子聚合物分散劑或陰離子聚合物分散劑。非離子聚合物分散劑包括選自聚乙烯醇(PVA)、乙二醇(EG)、甘油、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一種化合物。陰離子聚合物分散劑包括選自聚丙烯酸、聚丙烯酸銨和聚丙晞酰基馬來酸(polyacrylmaleicacid)中的至少一種化合物。但是，本發明的范圍不限于此。優選分散劑的用量為每100重量份的磨料0.5~10重量份。如果分散劑的用量小于0.5重量份，則漿料具有較低分散性并且產生快速沉淀。因此，當輸送拋光漿料時，由于這種沉淀(固液分離)導致不能均勻供給磨料。如果分散劑的用量大于IO重量份，則在拋光步驟過程中不能實現足夠水平的拋光選擇性。優選地，在二氧化鈰粉末和分散劑與水混合之后滴定CMP漿料至pH68。為滴定，可以使用1NK0H或1NHN03。在完成滴定之后，優選進行分散穩定步驟以提高CMP漿料的分散穩定性和貯存穩定性。優選經由能夠精細和準確控制粒度的濕碾碎/分散法進行分散穩定步驟。這種方法包括球磨法、磨盤式磨法等。此處，在分散穩定步驟后制得的最終形成的CMP漿料中，優選二氧化鈰粉末的最大粒度為小于3pm并且平均粒徑為50~1,000nm。如果二氧化鈰粉末的平均粒徑小于50nm,則要被拋光的表面的拋光速率太低。如果二氧化鈰粉末的平均粒徑大于1,000nm，則氮化硅層的拋光速率增大(拋光選擇性降低)，表面產生微小刮痕，或者漿料具有低貯存穩定性。通過使用粒度分布測量系統(HoribaLA-910)測量上述粒度。根據本發明的CMP漿料包含磨料、分散劑和其它添加劑，每種以預定量存在，并且進一步包含余量的水。同時，根據本發明的CMP漿料可進一步包含用于提高拋光品質的添加劑。該添加劑包括重均分子量為500或更小且包含羥基(OH)和羧基(COOH)中的任一種或兩者的單體物質、重均分子量為2,000~50,000的線性聚合物物質或者重均分子量為1，00020，000的接枝型聚電解質，14但不限于此。此外，本發明提供一種使用上述CMP漿料作為拋光漿料的STI(淺溝槽隔離)方法。根據本領域當前所用的方法可進行該STI方法。例如，該STI方法包括以下步驟(a)在半導體晶片100上連續堆疊二氧化硅(SiO2)層墊101和氮化硅蝕刻停止層102,形成光刻膠圖案，以及通過使用掩膜部分蝕刻光刻膠圖案以形成具有預定深度的溝槽103;(b)沉積絕緣二氧化硅層104以使溝槽嵌入其內；(c)拋光(CMP)絕緣二氧化硅層104直到暴露出氮化硅蝕刻停止層102;和(d)通過蝕刻去除二氧化硅層墊101和氮化硅蝕刻停止層102,并在半導體晶片上形成二氧化硅柵層(gatesiliconoxidelayer)105(見圖1)。此外，本發明提供一種在使用二氧化鈰作為磨料的CMP加工過程中控制二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WIWNU種的任一或兩者的方法，所述二氧化鈰由具有六方晶系結構的碳酸鈰制得。此處，二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性可為至少30，并且5WIWNU(%)為10%或更小。圖1為顯示常規淺溝槽隔離(STI)方法的示意圖；100:半導體晶片15101:二氧化硅(Si02)層墊102:氮化硅蝕刻停止層103:溝槽104:絕緣二氧化硅層105:二氧化硅柵層105。圖2為根據實施例和比較實施例用作二氧化鈰粉末的前體的碳酸鈰的X射線衍射(XRD)圖。圖3為根據實施例和比較實施例制得的二氧化鈰粉末的X射線衍射(XRD)圖。圖4為用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的實施例1中所用的碳酸鈰粉末的照片。圖5為用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的由實施例1制得的二氧化鈰粉末的照片。具體實施例方式現將詳細說明本發明的優選實施方式。可以理解，下列實施例僅為說明性的而本發明不限于此。實施例1<二氧化鈰粉末的制備>首先，將1kg具有六方晶系結構的碳酸鈰粉末(見圖2中XRD數據)裝入氧化鋁坩鍋，在向其中充分供應空氣的氧化氣氛下在350。C煅燒12小時，以及通過使用噴射磨將其碾碎。將碾碎的粉末進一步在750。C煅燒2小時以制得淺黃色二氧化鈰粉末。在通過XRD分析之后，如圖3中所示，可以看出完成了從碳酸鈰到二氧化鈰的完全相變。圖5為用SEM拍攝的二氧化鈰粉末的照片。〈CMP漿料的制備〉通過使用0.5kg如上所述制得的二氧化鈰粉末、25g分散劑(購自Aldrich的聚丙烯酸)和5L純水制備二氧化鈰分散液。用氨水滴定二氧化鈰分散液至pH7.5，并使用球磨機進行分散穩定和粒度改進步驟。此處,在球磨機中使用1kg尺寸為1mm的氧化4告J朱并且球磨機以250rpm的速度運轉2小時。用1iim過濾器過濾二氧化鈰分散液，并且向其中加入純水以使二氧化鈰的含量為每100重量份的總混合物1重量份以提供二氧化鈰漿料。通過使用粒度分布測量系統(HoribaLA-910)測量，二氧化鈰的平均粒徑為180nm且粒度分布為約70300nm。同時，將氫氧化銨(NTHUOH)加入到1wt。/。的葡糖酸水溶液至pH為7.2以形成葡糖酸混合溶液。然后，將2重量份的葡糖酸混合溶液與IOO重量份的二氧化鈰粉末混合以提供最終CMP漿料。實施例2除了在850。C進行第二煅燒步驟2小時之外，以與實施例1中所述的相同方式提供包含相同成分的二氧化鈰粉末和CMP漿料。分散在CMP漿料中的二氧化鈰粉末的平均粒徑為176nm且粒度分布為70300nm。實施例3除了在950。C進行第二煅燒步驟2小時之外，以與實施例1中所述的相同方式提供包含相同成分的二氧化鈰粉末和CMP漿料。分散在CMP漿料中的二氧化鈰粉末的平均粒徑為182nm且粒度分布為70300nm。比4交實施例l除了使用具有正交晶結構的碳酸鈰(見圖2中XRD數據)來制備二氧化鈰粉末之外，以與實施例1中所述的相同方式提供包含相同成分的二氧化鈰粉末和CMP漿料。二氧化鈰的XRD分析結果示于圖3中。同時，分散在CMP漿料中的二氧化鈰粉末的平均粒徑為188nm且粒度分布為70300nm。比較實施例2除了在850。C進行第二煅燒步驟2小時之外，以與比較實施例1中所述的相同方式提供包含相同成分的二氧化鈰粉末和CMP漿料。分散在CMP漿料中的二氧化鈰粉末的平均粒徑為181nm且粒度分布為70~300nm。比4交實施例3除了在950。C進行第二煅燒步驟2小時之外，以與比較實施例1中所述的相同方式提供包含相同成分的二氧化鈰粉末和CMP漿料。分散在CMP漿料中的二氧化鈰粉末的平均粒徑為184nm且粒度分布為70~300nm。比較實施例4除了使用鑭石-(Ce)碳酸鈰(見圖2中XRD數據)來制備二氧化鈰粉末之外，以與實施例1中所述的相同方式提供包含相同成分的二氧化鈰粉末和CMP漿料。二氧化鈰的XRD分析結果示于圖3中。同時，分散在CMP漿料中的二氧化鈰粉末的平均粒徑為183nm且粒度分布為70300nm。比4交實施例5除了在850。C進行第二煅燒步驟2小時之外，以與比較實施例4中所述的相同方式提供包含相同成分的二氧化鈰粉末和CMP漿料。分散在CMP漿料中的二氧化鈰4分末的平均粒徑為180nm且粒度分布為70~300腿。比專交實施例6除了在950。C進行第二煅燒步驟2小時之外，以與比較實施例1中所述的相同方式提供包含相同成分的二氧化鈰粉末和CMP漿料。分散在CMP漿料中的二氧化鈰粉末的平均粒徑為181nm且粒度分布為70~300nm。實驗實施例1在下列條件下使用根據實施例13和比較實施例1~6的CMP漿料進行拋光步驟1分鐘。徹底清洗基板以測量拋光后的厚度變化并且評價拋光品質。結果示于下表l中。拋光系統GNPPOLY400(GNP科技)拋光墊聚氨酯墊壓板速度90rpm載體速度90rpm壓力4psi漿料流動速率100ml/min.由PECVD(等離子體增強化學氣相沉積)使其上沉積Si02層至7000A的二氧化硅(Si02)晶片由LPCVD(低壓化學氣相沉積)使其上沉積SiN層至1500A的氮化硅(SiN)晶片通過使用光學厚度測量系統，即Nanospec6100(NanometricsCo.),測量拋光后各層的厚度變化。根據標準偏差不均勻性(ASTM)計算5不均勻性(5晶片內不均勻性)。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>從上述實驗結果可以看出，二氧化硅層的拋光速率和氮化硅層的拋光速率隨著第二煅燒溫度的增加而增大。具體而言，二氧化硅層的拋光速率和氮化硅層的拋光速率不是顯著受碳酸鈰的晶體結構影響，而是受碳酸鈰的第二煅燒溫度影響。同時，WIWNU不是顯著受碳酸鈰的第二煅燒溫度影響，而是顯著受碳酸鈰的晶體結構的影響。具體而言，與比較實施例16的CMP漿料相比，使用根據本發明的由具有六方晶系結構的碳酸鈰制得的二氧化鈰粉末的實施例13的CMP漿料顯示了改進410倍的5WIWNU值。另外，實施例13的CMP漿料顯示了在800。C90(TC范圍的第二煅燒溫度下最低的氮化硅層的拋光速率，導致最高的拋光選^^性。這說明，與由具有不同晶體結構的碳酸鈰制得的其它二氧化鈰粉末相比，當使用由具有六方結構的碳酸鈰作為前體制得的二氧化鈰粉末作為磨料時，二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性對第二煅燒溫度的依賴性較低。工業實用性從以上描述可以看出，根據本發明的二氧化鈰粉末通過使用具有六方晶系結構的碳酸鈰制得。當使用二氧化鈰粉末作為CMP漿料的磨料時，可以提供足夠的二氧化硅層的拋光速率同時顯著降低氮化硅層的拋光速率，從而改善二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和WI麗U。另外，這種改善的晶片平坦化程度用于制造半導體器件可以改善器件的可靠性和產率，并且可以有助于改進超小型半導體器件的集成化程度。雖然出于說明目的已經描述了本發明的幾種優選實施方式，本領域技術人員將理解，在沒有偏離如在所附權利要求書中公開的本發明的范圍和實質的情況下，各種改變、添加和替代是可能的。權利要求1、一種制備二氧化鈰粉末的方法，該方法使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體。2、如權利要求l所述的方法，其中，所述二氧化鈰粉末用于化學機械拋光。3、如權利要求l所述的方法，該方法包括以下步驟(a)將具有六方晶系結構的碳酸鈰進行第一煅燒；和(b)在高于第一煅燒溫度的溫度下，將由第一煅燒步驟制得的粉末進行第二煅燒。4、如權利要求l所述的方法，其中，所述具有六方晶系結構的碳酸鈰具有0.120jam的平均粒徑。5、如權利要求3所述的方法，其中，在200400。C的溫度下進行第一煅燒步驟6100小時。6、如權利要求3所述的方法，其中，在6001200。C的溫度下進行第二煅燒步驟30分鐘6小時。7、如權利要求3所述的方法，該方法進一步包括在步驟(a)和步驟(b)之間的碾碎第一煅燒步驟制得的粉末的步驟。8、一種二氧化鈰粉末，該粉末包含至少50vol。/。的六方片狀顆粒，所述顆粒的至少一邊具有120°±20°的角，并且所述二氧化鈰粉末通過使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體而制得。9、如權利要求8所述的二氧化鈰粉末，該粉末通過權利要求17的任一項中所述的方法制得。10、如權利要求8所述的二氧化鈰粉末，該粉末包括平均尺寸為5nm~60nm的晶粒。11、如權利要求8所述的二氧化鈰粉末，該粉末提供至少30的二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性。12、如權利要求8所述的二氧化鈰粉末，該粉末提供10%或更小的5WIWNU(晶片內不均勻性)(％)。13、一種CMP漿料，其包含磨料、分散劑和水，其中，所述磨料包括權利要求8中所定義的二氧化鈰粉末。14、如權利要求13所述的CMP漿料，該漿料包含每100重量份的漿料0.150重量份的二氧化鈰粉末和每100重量份的磨料0.5~10重量份的分散劑。15、如權利要求13所述的CMP漿料，其中，所述分散劑為非離子聚合物或陰離子聚合物。16、如權利要求13所述的CMP漿料，其中，所述分散劑選自聚乙烯醇、乙二醇、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸銨和聚丙烯酰基馬來酸中。17、一種用于半導體器件的淺溝槽隔離(STI)方法，該方法使用權利要求13中所限定的CMP漿料作為拋光漿料。18、一種控制二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和5WIWNU中的任一或兩者的方法，該方法使用根據權利要求1~7的任一項中所限定的方法由具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體而制得的二氧化鈰粉末作為CMP漿料的磨料。19、如權利要求18所述的方法，其中，所述二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性為至少30。20、如權利要求18所述的方法，其中，所述5WIWNU(晶片內不均勻性M。/。)為10%或更小。全文摘要本發明公開了一種用于CMP磨料的二氧化鈰粉末，該粉末可以在半導體制造工藝中化學機械拋光期間改善二氧化硅層對氮化硅層的拋光選擇性和/或晶片內不均勻性(WIWNU)。更具體而言，所述二氧化鈰粉末通過使用具有六方晶系結構的碳酸鈰作為前體而制得。同樣，本發明公開了包含用二氧化鈰粉末作為磨料的CMP漿料以及使用該CMP漿料作為拋光漿料的用于半導體器件的淺溝槽隔離方法。文檔編號C09K3/14GK101495592SQ200780027773公開日2009年7月29日申請日期2007年7月26日優先權日2006年7月28日發明者吳明煥,曹昇范,金種珌,金長烈,魯埈碩申請人:Lg化學株式會社