最後更新:2026年10月23日CMP・平坦化中國大陸:氧化铈抛光液

氧化鈰研磨液是什麼(Ceria Slurry)

Ceria Slurry

氧化鈰研磨液是以氧化鈰微粒作為研磨粒的 CMP 研磨液。氧化鈰會與氧化膜產生化學鍵結來研磨,因此即使研磨粒少也能快速研磨,在 STI 中可達到在氮化膜處停止研磨的高選擇比。另一方面,粒子容易殘留在氧化膜上,CMP 後清洗與刮傷的管理是課題。

目錄6 項
  1. 定義與原理
  2. 圖解
  3. 常見問題
  4. 相關用語
  5. 比較文章
  6. 資料來源

定義與原理

氧化鈰研磨液是以氧化鈰(CeO2,ceria)微粒作為研磨粒的 CMP 研磨液。二氧化矽研磨粒主要以機械方式研磨,而氧化鈰則具有與氧化膜(SiO2)表面化學鍵結後將其剝離的性質(chemical tooth),因此即使研磨粒用量少,也能快速研磨氧化膜。

代表性用途是淺溝槽隔離(STI)的 CMP。調整添加劑後,可以做到氧化膜研磨得快、下方的氮化膜(Si3N4)幾乎不被研磨的高選擇比。研磨在氮化膜露出時會自然停止(自動停止,auto-stop),因此能將膜厚的偏差與碟陷控制得很小。近年也用於 3D NAND 的階梯結構與層間介電層的平坦化。

課題有 2 個。第 1 個是氧化鈰粒子容易牢固附著並殘留在氧化膜上,一般清洗不易去除,CMP 後清洗需要專用的藥液與相應的對策。第 2 個是粗大粒子造成的刮傷。目前已開發出粒徑小而均一的膠體氧化鈰,以及減少研磨粒用量的配方。

圖解

STI 的 CMP 中氧化鈰研磨液在氮化膜處停止的機制與清洗

點擊圖片放大 2 倍

高選擇比的另一面,是粒子容易殘留的課題。

氧化鈰研磨液(Ceria Slurry)的常見問題

氧化鈰為什麼能快速研磨氧化膜?
一般認為是氧化鈰粒子的表面與氧化膜中的矽產生化學鍵結,抓住表面的原子將其剝離所致。它不像二氧化矽研磨粒那樣只靠機械摩擦,因此即使研磨粒用量少,也能得到高研磨速率。
使用氧化鈰研磨液後,清洗為什麼困難?
因為對研磨有效的化學鍵結,也同樣讓粒子牢固地附著在氧化膜表面。僅用一般的 SC1(氨水雙氧水)不易去除,因此需要使用還原性藥液、搭配刷洗等專用的清洗條件。

相關設備・材料

比較文章

所屬主題

資料來源

  1. Resonac:セリアスラリー 高選択研磨用日文(2026年10月10日確認)
  2. Resonac:微細化が進む前工程で高速研磨と低スクラッチを両立するナノセリアCMPスラリー日文(2026年10月10日確認)