TWI359191B

TWI359191B - Polishing composition

Info

Publication number: TWI359191B
Application number: TW093126652A
Authority: TW
Inventors: Shuhei Yamada
Original assignee: Fujimi Inc
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2012-03-01
Also published as: CN1613941A; DE602004032093D1; US7204865B2; KR20120041727A; JP4668528B2; EP1512732A1; US20050054203A1; TW200517481A; JP2005085858A; KR20050025090A; KR101163071B1; EP2236574A1; CN100366693C; EP1512732B1

Description

1359191 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種研磨用組成物，用來研磨半導體基板，例如一矽晶圓。【先前技術】因為半導體裝置在基板上的設計規則—年比—年需要更細微的圖案化與製程，因而逐漸愈益要求裸矽晶圓應僅有少許瑕疵且有高平坦度。-_面缺陷，稱之晶體所生粒子(erystai㈣謙d particle，C0P)，或霾(haze)已經被慣用於評估晶圓表面特性之一指數COP發生在一石夕晶圓表面上，是因為作為一石夕晶圓材料之單晶石夕的晶體缺陷，或是因為—研磨用試綱導致的顺。靈是當在暗至中，強光照射到晶圓表面時，用肉眼可以觀察到的乳白霧。在日本專利公開號2001_110760中所揭露的一種研磨用組成物’對像這樣的需求有改善的回應。此研磨驗祕包含一種研磨用材料如矽溶膠(c〇n〇idal siHca)、一研磨助劑、以及水，其中研磨助劑包含目麟峨’代統學式為HGKPQ)d_(EC>)e_(pc^H。此化予式中，p〇基為—氧化丙稀基團，E〇為—氧化乙稀基團，心 e及f白為1或更大的整數。以此研磨用組成物研磨到一定程度後就可觀祭到石夕晶圓表面上霾的降低。這是由於研磨用組成物

40NDA/〇4〇〇8TW/FUJIMI 5 1359191 、張力口為研磨助劑的作用而改變，使其適用於研磨一晶圓。 β對於植上述這種研磨用組成物的效能並不足以滿足使用者的要I要制更多的改善。除纽外，這種研磨用組成物不八有研磨⑦晶圓的—種高度能力。換言之，這種研磨用組成物不Ί1·域研縣晶圓的能力。而且，這種研磨用組成物在研磨之後肖於降低在晶圓表面上所觀測到的⑽^數量幾乎沒有幫助。【發明内容】依據上述，本發明之-目的在於提供—研磨用組成物，較適合用來研磨矽晶圓。依據本發日⑽前述目的及其他各目的，提供—種研磨用組成物以達到上述及其他目標。研朗組祕包含—團塊㈣類、二氧化石夕、-鹼性化合物、紅顧維素與紅烯醇之至少其中之一、以及水’此團塊聚醚類以化學式Ha(E〇)a_(p〇v(E〇VH代表其中E0代表-氧化乙烯基團，E〇代表一氧化丙稀基團，这及c皆代表環氧乙㈣聚合度，b代表環氧秘的聚合度，且a、 b、及c皆為1或更大的整數。本發明提供另-種研磨驗成物。此研磨用組成物由上述之 4ONDA/04008TW/FUJiMi 6 1359191 團塊趟類、二氡化石夕、一驗性化合物、經乙基纖維素與聚乙烯 · 醇二者中之至少一者、以及水所組成。 m 本發明也提供一種方法，係使用這些研磨用組成物之其中之· 一’以研磨半導體基板。除此以外，本發明也提供一半導體基板，此基板的產生係藉由研磨半導體基板之半成品的製程，並使用這些研磨用組成物的鲁^ 其中之一。從以下本發明原理的實例解說，可以清楚瞭解本發明的其他態樣及優點。【實施方式】茲說明本發明的一實施例。 $ 本發明之研磨用組成物係由團塊聚醚類、二氧化矽、一鹼性化合物、羥乙基纖維素與聚乙烯醇之至少其中之一、以及水所組成，團塊聚醚類以化學式1 ·· HO-(EO)a-(P〇)b-(EO)c_H代表。在化學式1中’E0代表-氧化乙烯基團，Pq代表—氧化丙烯基團，3 與c皆代表環氧乙烷的聚合度，b代表環氧丙烷的聚合度且a、 b、及c皆為1或更大的整數。 40NDA/04008TW/FUJIMI 7 1359191 〇本剌之研磨籠成物_來研磨—半導縣板，例如石夕晶固。換言之’ 職雜_來研料導體紐料成品，例 ^:因峨得-半導體基板作為—已磨好的產品。發晶圓通常、切割-單晶梦晶棒所形成。—晶圓先經歷—磨平步驟以調整其外型。磨平之後’晶圓再經歷—蝴步驟，以消除磨平步驟時，在其表面層所生成的受損層(affe⑽―）。然後再締歷-研磨步驟以研磨其表面。像這樣的研磨步驟可以分成兩個或

•U 二個步驟’或可分成四個或更多個步驟。本發_研剌組成物，在像這樣彡撕紗財，叫錢的研磨步射制為宜。使用研磨驗成物研磨-W面，在提胸磨馳成物給晶圓表面的同時，將研壓在晶社，而且至少—個研終係可以與晶圓彼此概的_。研磨過程中，晶圓表面之機械式研磨係以含在研磨餘成射的二氧化鶴主，而鲜式研磨係以含在研磨用組成物㈣-驗性化合物為主。換言之，—研磨用組成物研磨-梦晶圓包含二氧化_機械式研磨及—驗性化合物的化學式研磨。因此’以研磨用組成物研磨—梦晶圓的速率，被認為是二氧化_械式研狀速率與-驗性化合物化學式研磨之速率= 總合。圖i⑻及1⑹的剖面圖係分別顯示一石夕晶圓在研磨前的表面部分。如圖所示，#晶圓丨1在研磨之前已含有單晶秒之晶體缺陷 40NDA/04008TW/FUJIMI 8 1359191 所致之多個裂缝12，而且在其表面丨4上也有多個c〇p 13。將研磨墊壓在矽晶圓上時，研磨墊接觸到沒有c〇p丨3的晶圓表面14。因此，藉由二氧化矽的機械式作用，沒有c〇p 13的晶- 圓表面14被以一晶圓厚度的方向研磨(此方向如在圖1(a)中的箭號所示）。如圖1(b)所示，晶圓表面被機械式研磨使c〇p 13減少，而且當晶圓表面被研磨到-COT 13的深度或更深時，c〇p 13就會/肖失了。因此，二氧化石夕之機械式研磨使得c〇pi3的尺寸變小’也使得COP 13的數目降低。在另-方面…驗性化合物之化學式研磨卻造成c〇pi3尺

寸的增加。供應於晶®表面14上以作研磨用的研磨肋成物會參透進入C〇P 13。因此’如®物示，研磨驗成物所含之-驗性化合物係研磨⑽13 _部，所以⑽13的尺寸會增加。如圖_所示，因為晶面14之化學式研磨使CQpi3變大。在晶圓以-研磨肋成物研磨過後，前述以化學式聚_對⑽及紐善的貢獻，可簡現在晶_表面上。城類的作賴認為是提供㈣_含的氧化乙職團及氧橋團。氧化乙烯基團對降低紐度諸強的作用。在二氧$

械式研磨舰t，且係射私基纖維錢聚乙鱗触成之群 40NDA/04008TW/FUJIMI 9 1359191 组的至少其中之-的狀況下，氡化乙烯基團可降低二氧切與晶圓表面之間產生的阻抗。換言之，聚_所含之氧化乙稀基團係令度地抑制二氧切之機械式研磨。因此，當氧化乙烯基團的作用很強的狀況下ϋ磨驗·研磨祝圓，其構成幾乎可將化學式研磨排除。另-方面，含在聚醚中之氧化丙烯基團，對抑制二氧化石夕的機械式研磨及祕化合物的化學柄射很__，而且也有降低霾程度的作用。氧化丙烯基團抑制機械化研磨的程度比氧化乙稀基團抑纖械化研磨的程度要大，此，抑制研磨用組成物之研磨4晶圓’氧化丙烯顧係要比氧化乙縣團更強。除此以外，被氧㈣職騎抑歡化學柄磨的域，與比被相同的基所抑制之機械式研磨比較’前者的程度是較大的。所以，當氧化丙婦基團的作用很強時，以一研磨用組成物研磨石夕晶圓，立，成係傾向為辭可將賴柄磨排除。依上所述研磨之後，石夕晶圓表面上觀察到的C0P可獲改善。表一顯示㈣類所含之氧化乙烯基ϋ及氧化_基團之上述作用的總結。表―(Α)到(c)攔位t往下箭號的數目代表研磨速率的減少程度，秘線代表-研磨稱料減少。如表-所示，氧化乙細基團只有二氧切_械研磨速轉減少。相對味，氧化

40NDA/04008TW/FUJIMI 10 1359191 丙烯基團不僅二氧化_機械式研磨速率有減少 ^學式觸鲜也械少。*且如上所述，氧麵職團有改善及缠的作用，而氧化乙烯基團對霾的改善則有明顯的作用。 (A)以研磨用会域^f磨之速率的;妙程度 (BK匕學式研磨速率的渺 (〇m^f 磨速率的齡 P)改善cop 之作用

(E)改善霾之作用 ¥

乂化予式1代表之聚趟類’其每―分子的兩端並不具有氧化丙烯基團’岐吨化乙職賴單元。因此，像這樣的㈣類其氧化乙麟_作暇比氧化丙烯細的作用還強。以化學式2 ·· HO-(P〇)d-ff0)e_(P〇)rfm表之團塊聚嶋，其令代表-氧化丙稀基團，E0代表一氧化乙稀基團，每個d&f代表該環氧丙烧的聚合度’ e代表環氧乙㈣聚合度，以及每個廿、❺、

及f為1或更大的整數。此與化學式丨相_較，化學式2代表之聚每—分子的兩端的單體單元不是氧化乙職團，而是氧化丙婦基團。

因為含有以化學式2，不是以化學式！ ’代表之聚曜員的一研磨用組成物有氧化丙稀基團的強作用，因此有明顯降低研磨速率的危險。㈣地，在含有化學式丨所代表的聚_貞之實施例令， 40N D A/04008TW/FU J liM I 口為虱化乙烯基團的作用比氧姚_細的作用额，藉由氧化乙烯基團與氧化丙稀基團的今图的作用，在不明顯降低研磨速率的狀

下，COP及霾的現象均可改善。附帶-提’與此實施例之研磨驗成物比較，含有化學式I 代表之聚_及化學式2代表之㈣類兩者的—種研磨用組i 物’對於降低研磨速率具有較強的作用。此係被認為受到化學式2 代表之聚_的加入而影響。除此以外，以含有平均分子量/ 30’〇〇〇與5〇’〇0〇，_之間之聚乙烯氧化物的一種研磨用組成物來取代化學式1賊表之㈣類，雖沒有目此鶴的降鱗磨速率，也沒有改善CGP的_。這是因為聚乙稀氧化物沒有氧化丙烯基團。在每個以化子式1代表之聚醚類的分子中，氧化乙稀基團的比例N時，氧化乙浠基團的作用會很強。相對比較之下，當其中所含氧化丙烯基團的比例高時，氧倾烯基__會很強。因此，如圖2所示，當氧化乙烯基團的比例增加，化學式研磨與機械式研磨兩者都增加，而且，以研磨用組成物研磨__碎晶圓的速率也增加。再者，如圖2所示，當氧化乙烯基團的比例增加，改善霾的作用也加強。在原理上可預測，當氧化丙烯基團的比例增加時，改善COP的作用也增加。然而，因為氧化丙烯基團的比例

4ONDA/04008TW/FUJIMI 1359191 =加％研錢輪0，她 (例如圖2令y 对·疋值％· )，改。COP的作用便降低。將m改善c〇p 取大_的-_用組成物之研磨速率，對應到最小的研磨速 ;ς即符合研磨一矽晶圓的需要。因此，以化學式1代表的聚_員中，氧化乙稀基團與氧化丙稀基團之間的_要調個數值㈣合研财晶_宜。更詳、’田而s，在化學式1中a與c的總合以在2(含)到1〇〇〇(含)之間較_ 佳5( 3)到5〇〇(含)之間更佳，1〇⑼到·⑼之間最佳。除此以外’在化學式i中數值b以在2(含)到2〇〇(含)之間較佳，5(含)到 100(含)之間更佳’ 10(含)到5〇(含)之間最佳。當化學式1中a與C 的總合為4或更小時會有研磨用組成物不具高霾改善作用的風險，因為氧化乙烯基團的比例低。此外，以研磨用組成物研磨— 矽晶圓的速率也有降低的風險，因為氧化丙烯基團的比例高。化學式1中數值b為1時，研磨用組成物將有不具高C0p改盖作 φ 用的風險，因為氧化丙烯基團的比例低。當化學式1中a與c的總合為1001或更大時’或化學式1中數值b為201或更大時，研磨用組成物的枯度會有過度增加的風險，因為聚趟類的分子量過高。具有過高粘度的研磨用組成物是很容易膠化，因而造成研磨能力或處理能力的下降。 4ONDA/04008TW/FUJIM1 13 1359191 使用矽溶膠時，以bet方法量測之比表面積，可獲得矽溶膠 . 平均粒子大小DSA，其較佳為5nm(含)到3〇〇nm(含)，更佳為5nm(含）· 到2〇〇nm(含）’最佳為5nm(含)到120nm(含）。此外，以雷射散射法量測所獲得之石夕溶膠的平均粒子大小Dw，其較佳為5nm(含)到· 300nm(含）’更佳為5nm(含)到2〇〇nm(含），最佳為如爪⑼到 150nm(含）。使用财時’鮮平均粒子大小DSA較佳為般10nm(含)到_ 3〇Omn(含）’更佳為1〇nm(含)到細围(含），最佳為伽爪(含)到 12〇nm(含）。此外，燒石夕的平均粒子大小〜，較佳為3〇nm(含)到 nm(含）’更佳為4〇nm(含)到·nm(含），最佳為咖叫含)到 300nm(含）° 矽溶膠或燻矽，其平均叙早勺才子大小Dsa或Dw之任一個若太小，都將不具高研磨能力。相對而言’魏膠或_，其平均粒子之任一個若太大’研磨後切純表面觀_的表面粗度及顺數目會增加。表面粗度造成霾惡化，到庐 i展數目的增加也使cop的現象更嚴 "W ° 如鐵、錄、銅、氧化石夕通常包含金屬雜f，例如過度金屬， 40NDA/04008TW/FUJIMi 1359191 、’辛雀弓以及上述金屬的氫氧化物或氧化物。金屬不純物可能會附在晶圓的表面上，或擴散進入晶圓，因此有可能影響到以此晶圓賴造之轉體元件的電紐# 1備含麗質量比的二氧化财溶液，鐵、鎳、銅、絡、鋅、簡在此水溶液中的含量較佳為3GGppm歧少，更料⑽_歧少，最料〇 ¥ 或更少。含過量金屬雜質的研磨用組成物，很容易因這些金屬污染石夕晶圓。研磨用組成物中二氧化石夕的含量較佳在〇 1%(含)到5〇%(含）的質量比之間，更佳在1%(含)到25%(含则量比之間最佳在 3%(含)到丨5%(含)的質量比之間。當二氧化矽的含量太低時，研磨用組成物有不具高研磨能力的風險。相對地，當二氧化梦的含量太高時，研磨用組成物的黏度有過度增加的風險。前述研磨用組成物所含的鹼性化合物有侵蝕的作用或蝕刻的 · 作用，並以此作用參與矽晶圓之化學式研磨。鹼性化合物的特定貫例可包含：無機鹼金屬如氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、或碳酸鈉；氨；銨鹽，如氫氧化四甲銨、碳酸氫銨(ammonium bicarbonate)、碳酸銨(ammonium carbonate);胺，如曱胺、二曱胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺' 乙二胺、單乙醇胺、N-(/3-胺乙基）乙醇胺、六亞曱二胺、二乙稀基三胺 40N D A/04008T W/FU JIMI 16 1359191 (diethylenetriamine)、二乙稀基四胺(triethylenetetramine)、六氫〇比畊酸酐(piperazine anhydride)、六氫吡畊六結晶水合物(piperazine hexahydrate)、1-(2-胺乙基）六氫σ比π療(i_(2_aminoethyl)piperazine)、或 N-曱基六氫α比畊(N-methyl piperazine)。在這些化合物中，氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、或碳酸鈉、氨、氫氧化四甲銨、碳酸氫銨、碳酸鍵、六氫此畊酸酐、1-(2_胺乙基）六氫α比畊、及N_曱基六氫吨畊是較適且的，因為這些化合物有效地改善研磨用組成物的研磨能力。此外，在這些化合物中，氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨、氫氧化四甲銨、六氫吡畊酸酐、六氫吡畊六結晶水合物是較適宜的，因為這些化合物含小量的金屬雜質，此金屬污染矽晶圓的可能性較低。研磨用組成物可含有兩種或多種形式的鹼性化合物。當研磨用組成物所含的驗性化合物為氫氧化卸、氣氧化納、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸納、氨、氫氧化四〒錢、碳酸氫銨、碳酸銨、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、單乙醇胺、N-(/5-胺乙基)乙醇胺、六亞甲二胺、二乙稀基三胺、三乙縣四胺、研磨用組成物所含驗性化合物的量，貝里比較佳在0.05%(含)及1〇〇/0(含)之間，更佳在〇 1%(含)及(含) 之間’最佳在0.5%(含)及5%(含)之間。當研磨用組成物所含的鹼

40NDA/04008TW/FUJIMI 17 1359191 陡化合物為六氫吡畊酸酐、、μ(2_胺乙基）六氫吡畊、或N_甲基八氫吡畊時，研磨用組成物所含鹼性化合物的量，質量比較佳在 0.005%(含)及3%(含)之間，更佳在〇〇1%(含)及2%⑼之間，最佳在0.1/0(¾)及〇 5%(含)之間。當驗性化合物的含量太低，研磨用組成物有不具高研磨能力的風險。當祕化合物的含量太高研磨用”且成物會很谷易膠化，因此不具經濟效益。此外，已研磨的晶圓表面容易有粗度產生，因為蝕刻力太強。前面有提及_乙基纖維素触乙騎，請研_組成物研磨晶圓後之晶圓表面所觀察咖霾係有改#之貢獻。這個原因被認為是，紅基纖維素與聚乙_在二氧辦之機械化研磨過私中係作為緩衝物，因此抑制晶圓表面細微之不均自物的形成。再者’故乙基雜素與聚乙烯醇增強晶圓表面的舰性，可防止晶圓表面在研磨後乾化。這個作用可以防止外來的物f，例如研磨用組成物所含之二氧化碎’在研磨後附著在晶_表面上，如此可使研絲晶®表面峨察到的賴或突狀的_，即所謂的光點缺陷(1咖_谢_〇>0)，的數目降低。經乙基纖維素對於霾的改善有比聚乙稀醇更強的作用。此外，它也可以明顯地改善晶圓表面關濕性，造成賴或LPD數目⑽低。因此，研磨用組成物中含_乙基纖維素魏含有聚乙騎更適宜。

40NDA/04008TW/FUJIMI 1359191 關於所要用的羥乙基纖維素，其平均分子量較佳在3〇〇,〇〇〇(含）及3,000,000(含)之間’更佳在6〇〇,〇〇〇(含)及2 〇〇〇〇〇〇(含)之間，最佳在900,000(含)及1，500,000(含)之間。所要用的聚乙烯醇，其· 平均分子量較佳在1,000(含)及1，_,000(含)之間，更佳在5，_(含）及500,000(含)之間，最佳在丨〇,〇〇〇(含)及3〇〇,〇〇〇(含)之間。含有羥乙基纖維素之研磨用組成物，此羥乙基纖維素在此研磨用組成. 物甲的含量雛為質量比0.01 %(含)及3%(含)之間，更佳為質量比 0.05%(含)及2%(含)之間，最佳為質量比〇1%(含)及丨。(含)之間。馨含有聚乙稀醇之研磨驗祕，崎乙稀醇在此研磨用組成物中的含量較佳為質量比0.002%(含)及4%(含)之間，更佳為質量比 0.01%(含)及2%(含)之間，最佳為質量比〇〇5%(含)及1%(含)之間。故乙基纖維素或聚乙烯醇的平均分子量如果太低，或是經乙基纖維素或聚乙烯醇的含量太低’研磨用組成物就有不具高霜改善作用的風險’或是研磨驗成物的黏度有過度增加的風險。 Φ 前述在研磨用組成物中所含的水係扮演一媒介的角色，使在此研磨用組成物中除了水之外的其他成分可以分散或溶解。水可以是純水、超純水、蒸财、離子交換的水、經過軒錢以過濾所得的水。水中儘可能含越少量的不純物越好。研磨用組成物的製備係混合以化學式i代表之聚_，經乙 4〇NDA/04008TW/FUJIMi 19 1359191 基纖維素«乙解之其中之—，及心為了混合上述成分，可使用翼狀翻^或超音波分散II。這些成分混合時，加入每個成分的次序並沒有制的關。所有成分也可關時加入。本實施例提供以下的優點。本實施例的研磨驗成物包含二氧切，係具有機械式研磨 -物品的作用，以及—驗性化合物，係具有化學式研磨物品的作用。因此’研磨帛組祕對於研磨物品，制是半導體基板如石夕晶圓，有很好的能力。換言之’研磨驗成财能力快速研磨一物品’特別是半導體基板如矽晶圓。本實施例㈣磨賴成物包含紅基纖維素或聚乙稀醇。因此’研磨後在晶圓表面上所觀察到的霾程度會降低。此外，藉由改善晶圓表面的濕潤性，研磨後在晶圓表面上峨察到的L^數目也會降低。本實施例之研磨用組成物包含以化學式丨代表之聚_。在此聚_中’氧化乙雜_作用比氧化丙烯基贿要強。因此，含有此聚醚類之研磨用組成物’藉由氧化乙稀基團及氧化丙缔基團的作用改善了 COP及《’而沒有明顯降低研磨的速率。

40NDA/04008TVV/FUJIMJ 20 當化學式i中a與c的總合在2 (含)與】，_(含)之間且相同之式子中數值b在2 (含)與2,00(含)之間時，或在以化學式^代表的聚_中，氧化乙縣_總質量對氧化丙縣團_質量比义. 例在3咖賴5之間時，此研磨用組成物更能改善咖以及靈。. 熟知此項技藝人士應可明瞭，本發明可以許多其他特定形式來實施’科違背本發雜如本^尤其是，應瞭解本發明^ 依以下形式來實施。依上所述之實施例’研磨用組成物中所含以化學式ι代表之聚_可以是-種由多個聚_所組成的混合物，其中化學式丄的a與c的總合或數值b是不同的。此外，它也可以是一種由多個聚醋類所組成的混合物’其中氧化乙職團的總質量對氧化丙烯基團的總質量的比例是不同的。依上述實施例’研磨驗成物可包麵乙基纖維素或聚乙歸醇兩者。依上述實施例研磨用組成物更可包含一螯合劑(chelating agent)、界面活性劑、抗菌劑等。上述實施例之研磨用組成物的製備係以水來稀釋一貯存液

40NDA/04008TW/FUJ1MI 1359191 (stock S〇lu_。加到貯存液作稀釋用之水的量較佳為貯存液之體積的1到5〇倍’更佳為1到4〇倍，最佳為1到25倍。使用沒有大虿浪細的貯存液’儲存及運送過程將會有高的成本。然另一方· 面，過度浪lis的貯存液也报容易有膠化的問題。 . 以下貫例及比較實例將進一步詳細描述本發明。實例1到11係混合化學式1代表之聚醚類、二氧化矽、鹼性（§瞻化合物、水溶性聚合物、以及水，以製備研磨用組合物的貯存液。表2顯不實例1到11中’每個貯存液中所含有關聚越類、驗性化合物、水溶性聚合物的細節。比較實例丨到8中，混合二氧化矽、鹼性化合物、及水，然後，以化學式丨代表的聚_類、一種聚醚類用以取代化學式1代表的聚醚類、或一水溶性聚合物係進一步視需要加入其中，如此以製備研磨用組成物之貯存液。表2顯示比較實例1到8中，每個貯存液中所含有關聚醚類、一種用以取鬱代聚醚類之化合物、鹼性化合物、水溶性聚合物的細節。實例1到11及比較實例1到8中每個貯存液所含的二氧化石夕為石夕溶膠。石夕溶膠在每個貯存液中所含的質量比為10〇/〇。使用石夕溶膠來製備含20%之質量比的矽溶膠水溶液，此水溶液中所含鐵、錄、銅、絡、鋅、及i弓的總量為20ppb或更少。此外，以 Micromeritics所製造的“FlowSorb I丨2300”量測，石夕溶膠的平均 40NDA/04008TW/FUJIMI 22 1359191 粒子大小 Dsa為 35nm，以 Beckman Coulter, Inc.製造的“N4 Plus Submicron Particles Sizer” 量測，DNA 為 70nm。以化學式1表示之聚醚類用以取代化學式1所表示之聚醚類的化合物(含量(質量％)) 基本化飾 (含量(質量％)) 水溶性聚合物 (含量(質量％)) a與c m\ 數値 b EO:PO 含量 (質量％) 實例.1 164 31 80:20 0.01% - 氨（1%) HEC (0.3%) 實例.2 164 31 80:20 0.05% - 氣（1%) HEC (0.3%) 實例.3 164 31 80:20 0.01% - 氨（1%) HEC (0.3%) 實例.4 500 95 80:20 0.01% - 氨（1%) HEC (0.3%) 實例.5 500 95 80:20 0.05% - 氨（1%) HEC (0.3%) 實例.6 27 31 40:60 0.01% - 氨（1%) HEC (0.3%) 實例.7 27 31 40:60 0.05% - 氨（1%) HEC (0.3%) 實例.8 164 31 80:20 0.05% - 氨（1%) HEC/PVA(0.3%/0.2%) 實例.9 164 31 80:20 0.05% - 氫氧化鉀(1%) HEC (0.3%) 實例.10 164 31 80:20 0.05% • TMAH(1%) HEC (0.3%) 實例.11 164 31 80:20 0.05% - 六氫吡畊酸酐 HEC (0.3%) 比較實例.1 - - - - • 氨（1%) HEC (0.3%) 比較實例.2 - - - - PEP (0.01%) 氨（1%) HEC (0.3%) 比較實例.3 譽 - - - PEP (0.05%) 氨（1%) HEC (0.3%) 比較實例.4 - - - - . 氨（1%) HEC/PVA(0.3%/0.2%) 比較實例.5 - - - - PEO (0.05%) 氨（1%) HEC (0.3%) 比較實例-6 - - - - PEP (0.01%) 氫氧化鉀（1%) 比較實例.7 — 164 31 80:20 0.05% PEP (0.01%) 氨（1%) HEC (0.3%) 比較實例.8 | 164 31 80:20 0.05% PEP (0.05%) 氣（1%) HEC (0.3%) 表2中標題為“取代化學式丨聚醚類而使用的化合物，，的攔位中，“PEO”之用語係代表具有一粘度平均分子量為3〇〇〇〇的聚乙烯氧化物’ “PEP”之用語代表化學式2中所示之聚_員，其_ d與 f的總合為30，數值e為5。表2的驗性化合物，用語“氨，，代表水溶液中含有29%質量比之氨，躲“TMAH，，代表四？基氨氣氧化物。表2“水溶性聚合物”的欄位中，用語“pVA”代表聚乙稀醇，

40NDA/04008TW/FUJIMI 23 1359191 其具一數均分子量105,000及一皂化指數98〇/〇。實例1到11及比較實例1到8中每個貯存液都以超純水稀釋’因此最後的體積會變成原來的20倍，以此製備研磨用組成物。實例1到11及比較實例1到8中的每個實例都是使用這樣獲得的研磨用組成物，在以下之研磨條件下研磨矽晶圓的表面。【研磨條件】研磨儀器：Fujikoshi Machinery Corp.製造之A單面研磨器’’SPM-15”，其配備有四個晶圓支撐器，每隔支撐器能夠支撐四片晶圓。要研磨的物品：6吋晶圓16片(p-型，晶向<1〇〇>，電阻率少於ΟΌΙΩ/cm，或自o.iQ/cm或更多，到少於ΙΟΟΩ/cm，其製程係經過一磨邊步驟，然後使用Fujimi Incorporated製造的研磨用組成物“ GLANZOX-11 〇2”預磨到一厚度約12 " m。研磨負載：9.4kPa。表面盤之轉速：30rpm。 . 晶圓支樓架的轉速：30 rpm。研磨塾：Fujimi Incorporated 製造的“ Surfm 000FM”。研磨用組成物的供應速度：500 ml/min(用後拋棄 (throwaway))。 40NDA/04008TW/FUJIMI 24 1359191 研磨時間：30分鐘。研磨用組成物的溫度：2〇。〇。研磨後，用純水將電阻率少於〇〇lQ/cm的矽晶圓擦洗約1〇秒。之後，進一步以SC-1溶液清洗，此SC-1溶液含29%質量的氨水溶液、31%質量的過氧化氫水溶液、以及純水，其體積比分別為1 : 1 : 15。之後’使用ADE公司製造的“AMS-AWIS3110”量測矽晶圓表面存在的霾程度。量測結果顯示在表3的霾攔位中。_ 研磨後，電阻率為自Ο.ΙΩ/cm或更多，到少於ΙΟΟΩ/cm的矽晶圓以純水清洗約10秒，然後再用sc>1溶液清洗。之後，使用與上述相同之ADE公司製造的“AMS_AWIS3丨1〇”，量測矽晶圓表面存在的COP。量測結果顯示在表3的COP欄位中。使用 “AMS-AWIS3110”也可量測清洗後存在矽晶圓表面之大小為〇〇8 /zm或更大的粒子數目。當量測粒子的數目少於時，此晶圓被· 評定為‘‘優(excellent)”，當量測粒子的數目在2〇到5〇之間時，此晶圓被評定為“佳(good)”，當量測粒子的數目為5〇或更多時，此晶圓被評定為‘‘差(poor)’’。每片晶圓以這三階段來評定。評定結果顯示在表3的“粒子”的欄位中。電阻率為自Ο.ΙΩ/cm或更多’到少於1〇〇Q/cm的矽晶圓係在上述研磨條件下研磨。研磨前後都有量測晶圓厚度。研磨前後所

4ONDA/04008TW/FUJIMI 丄乃9191 獲得的厚度麵除简磨㈣，即可計算出研錢‘計算所得研磨速率顯示在表3“研磨速率”攔位中。 "'侍霾（ppm) COP -------- ------- (number) 粒子硏磨速率實例,1 0.07 (nm/min) 實例.2 0.05 510 14.0 實例.3 實例.4 實例.5 實例.6 實例.7 實例.8 0.05 0.07 0.05 0.06 0.09 0.05 590 530 580 520 590 570 優優優優優佳 5.9 3.2 6.8 3.6 5.9 3.1 實例.9 實例.10 實例.11 0.07 0.07 0.07 570 550 590 優優優 4.8 3.1 3.5 3 7 匕較實例.1 It較實例.2 比較實例.3 比較實例.4 比較實例.5 0.10 0.08 0.15 0.10 0.04 500 800 880 520 710 優佳佳優優 15.0 2.0 0.0 6.8 62 比較實例.6 0.21 870 差 Ί. 1 比較實例.7 0.17 1270 佳〇 ς 比較實例.8 0.18 1550 佳 0.0 如表3所示，與比較實例1到8中的每個比較實例之研磨用組成物來研磨晶圓相較之下，依據實例丨到n中的每個實例，用以研磨用組成物研磨晶圓，一般係有較低的霾程度及少量的 COP。而且’與比較實例丨到8中的每細以研磨用組成物研磨晶圓的比較實例相較之下，依據實例丨到u中的每個實例有較言的研磨速率。此結果建議，以實例i到u的每個實例之研磨用=

40NDA/04008TW/FUJIMI 26 1359191 成物來研磨％晶圓係較有用的^此外，在依實例丨到實例⑽有有關之研磨驗成物，其評定之結果不是“優，，就是“佳、此沾果建議實例ι_的碧驗祕可使研磨财晶圓^表面所= 察到的LPD數目卩备极。圖3(a)是一圖表，顯示研磨用組成物所含以化學式！代表之 «類中’氧化乙烯細總質量對氧制烯基目總質量與氧化乙稀基團總質4之總合的_，與CC)P數目_係，以及此比例與研磨速率的關係。圖3(b)是—圖表，顯示研磨馳成物所含以化學式1代表之聚_貞中，氧化乙絲團總質量對氧化丙稀基團總質量與氧化乙職團總質量之總合的比例，與練度的關係，以及此比例與研磨料的隱。代表聚峨之化學式1巾的數值!^ 為3卜研磨用組成物中聚醚類質量含量為〇〇5%。如圖3⑷及3作) 所不，氧化乙缔基團總質量對氧化丙烯基團總質量與氧化乙烯基團總質量之總合的比例增加，研磨速率就改善，且霾與c〇p也有明顯地改善ϋ當A化乙烯細總質魏氧化丙縣團總質 1與氧化乙烯基團總質量之總合的比例為丨時，也就是當聚醚類為聚乙烯氧化物時(比較實施例5)，c〇p的數目會增加。

圖4(a)是一圖表，顯示研磨用組成物所含以化學式1代表之水醚類中，a與c的總合與COP數目的關係，以及此總合與研磨 40NDA/04008TW/FUJIMI 27 1359191 逮率的關係。圖4(b)是一圖表，顯示研磨用組成物所含以化學式工代表之聚醚類中，3與(：的總合與霾程度的關係，以及此總合與研磨逮率的關係。氧化乙烯基團總質量對氧化丙烯基團的總質量之比例為80/20，研磨用組成物中聚醚類的含量為〇〇5%質量比。如圖4(a)及4(b)所示，a與c的總合下降’研磨速率就改善，而且 COP也明顯地改#、細，霾程度並不因化學式丨^與c總合的改變而有影響。圖5(a)是-圖表’顯示研磨用組成物中以化學式工代表之聚_的含量與⑽數目的關係，以及此含量與研磨速率的關係圓5(b)疋-圖表，顯示研磨用組成物中以化學式！代表之聚嶋的含量與霾程度的關係，以及此含量與研磨速率的關係。以化學式1代表之聚_中a與c的總合為164。聚峨_氧化乙稀基團總質量對氡化丙烯基團的總質量之比例為麵。如圖5⑻及圖5(b)所示’隨著研磨用組成物中聚醚類含量的增加，研磨速率會下降，但霾係有明顯地改善。【圖式簡單說明】要瞭解本發贼其目倾㈣，糾是參打狀較財施例’及以下所附之圖式，其中： ' 圖丨⑻及物侧物晦—侧械制表面部分; 圖吵)之剖面圖顯示-石夕晶圓機械研磨後的表面部分；

40NDA/04008丁 W/FUJIMI 28 1359191 圖1(d)之剖面圖顯示-石夕晶圓機械_後的表面部分；圖2為-圖表’顯示研磨驗成物所含以化學式1絲之中，氧化乙烯基團與氧化丙烯基團之間的比例與研磨速率的/、係，以及此比例與改善作用的強度之間的關係。圖3⑷為-圖表’顯示研磨用組成物所含以化學式i代表之聚鍵類十，氧化乙晞基團總質量對氧化丙烯基團總質量與氧化乙婦基團總質量之總合的_ ’與C0P數目_係，以及此比例與触速率的關係。圖3(b)為-圖表，顯科磨用組祕所含以化學式丨代表之聚鍵類令’氧化乙雜_質量對氧麵烯基_質量與氧化乙稀基團總質量之總合的比例，與霾程度_係，以及此比例與研磨速率的關係。圖4⑻為-圖表，顯示研磨驗成物所含以化學式丨代表之聚喊類中，a與e的總合與⑽數目的_，以及此總合與研磨速率的關係。圖4(b)為一圖表，顯示研磨用組成物所含以化學式丨代表之聚醚類中，a與e _合與_度_係，以及此總合與研磨速率_ 係。圖5⑷為顯示研磨馳成物中以化學式丨代表之聚嶋的含量與⑺P數目的隱，以及此含量與研磨速率的關係。、圖5(b)為-圖表’顯示研磨用組成物中以化學式1代表之聚趟類 40NDA/04008TW/FUJIMI 29 1359191 的含量與霾程度的關係，以及此含量與研磨速率的關係。【主要元件符號說明】 11砍晶圓 12裂縫 13 COP 14晶圓表面 40NDA/04008TW/FUJIMI 30

Claims

135919」__ 案號：93126652 100年07月丨5曰修正-替換頁 A 70年7所r日修正替換頁十、申請專利範面： 1. 一種研磨用組成物，其特徵在於·· -團塊聚_貞’則(^料HQ_(E())a_(ro)b (E〇)e_H代表其中EO代表一氧化乙稀基團(〇xyethyiene)，p〇代表一氧化丙稀基團(oxypropylene) ’ a及C皆代表該氧化乙烯基團的聚合度， b代表該氧化丙烯基團的聚合度，且a、b、及^皆為丨或更大的整數，而在該團塊聚醚類t，該氧化乙烯基團的總質量對氧化丙烯基團的總質量之比例係介於7〇/3〇(含)到9〇/1〇(含)之間；二氧化矽；一驗性化合物；羥乙基纖維素與聚乙稀醇二者中之至少一者；以及水。士》月求項1所述之研磨用組成物，其特徵在於該研磨用組成物不包含以化學式H0-(P0)d_(E0)e-(P0)rH代表之一團塊聚鍵類’其中P0代表一氧化丙烯基團，E〇代表一氧化乙稀基團， d及f 6代表魏化丙烯基jjj的聚合度，e代表該氧化乙稀基團的聚合度，_I_d、e'及f皆為丨或更大的整數。 3.種研磨用組成物，其特徵在於該研磨用組成物由以下所組成 31 1359191 I · · ---. _月15案曰號修!：65頁2 /0%月修正替紋| (consisting of): 一團塊聚_貞，靴料Ha(Eowro)b_(EO)e_H代表其中E0代表一氧化乙稀基團，p〇代表一氧化丙稀基團，ah 皆代表該氧化乙烯基_聚合度，b代表該氧化丙絲團的聚合度，且a、b、及e皆為丨或更大的整數，而在該團塊聚鍵類中，該氧化乙烯基_總質量對氧麵烯基_總質量之比例係介於70/30(含)到90/10(含)之間；二氧化矽；一鹼性化合物；备乙基纖維素與聚乙烯醇二者中之至少一者；以及水0 4. 如請求項1到3中任一項所述之研磨用組成物，其特徵在於：在該化學式中a與c之總合係介於2(含)到〖，〇〇()(含)之間。 5. 如請求項1到3中任一項所述之研磨用組成物，其特徵在於：在該化學式中b係介於2(含)到200(含)之間。 6. 如請求項1到3中任一項所述之研磨用組成物，其特徵在於：該研磨用組成物中該團塊聚醚類的質量含量係介於〇〇2% (含）到0.1% (含)之間。 32 I3591Q1 >年;/月说修正 100年07月if曰號修】：65頁2 7求们到3中任—項所述之研磨用組成物，其特徵在於：該研磨用組成物係用於研磨一半導體基板。 8· -種研磨-半導體基板的方法，其特徵在於：利用如請求項工到3中任一項所述之研磨用組成物來研磨該基板。 9. -種半導體基板，其特徵在於：該半導體基板係藉由一製程來鲁生產’該製程包含利用如請求項1到3中任一項所述之研磨用組成物，來研磨一半導體基板的一半成品。

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