TWI328032B - Polishing composition - Google Patents

Description

1328032 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種研磨組合物（p 〇 1 i s h i n g composition)，且特別有關於一種研磨組合物其適用於例 如形成半導體元件之導線的研磨步驟中。 【先前技術】 在半導體元件的製作過程中，研磨的步驟係已依照所 5胃的化學機械研磨（Chemical Mechanical Polishing ; CMP)執行。依照化學機械研磨於導線形成的方法中，導線 溝渠（wiring trenches)係形成於絕緣層（insulation layer)中，之後再將一金屬層形成於該絕緣層之上以致將 該導線溝渠完全填滿，而該金屬層於之後經研磨去除使得 該絕緣層暴露出其上方之表面，而導線則經由遺留於導線 溝渠中之該金屬層形成。

Japanese National Phase Laid-Open Patent Publication No. 2000-501771中揭露一種於先前技術中 所使用之研磨組合物，該研磨組合物係將過硫酸敍 (ammonium persulfate)、過蛾酸斜（po t ass i um periodate)以及氫氧化鈉（sodium hydroxide)加入至氧化 在呂研漿（alumina slurry)中製成，該氧化銘研漿機械性地 研磨金屬層，而經由過硫酸銨以及過碘酸鉀的協力作用則 可增進導電層（conductive layer)的研磨效率。 然而現在所使用的研磨組合物不僅可增加導電層的研 磨效率，且同時也增強了對絕緣層的研磨效率，於是當使

2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 第7頁 1328032 、發明說明（2) 用目前正廣泛使用之研磨組合物執行導線區的金屬層與絕 緣f最終的研磨時，該絕緣層位於導線區的上方表面之水 平南度相較於其他區域低，表示有局部侵蝕的現象發生。 【發明内 本發 半導體的 易產生。 的之一 產製程 即提供一種研磨組合物，其適用於 之研磨步驟中，並使得侵蝕現象不 為達 一種使用 組合物， 緣層，以 物的成分 石夕、過填 0之間。 為讓 顯易懂， 細說明如 上述與 於半導 其他目 體元件 其中該半導體 及一導電層形 係包括其中含 酸、氨水、硝 之上述 舉出較 的’本發明方法之一點主要係關於 生產製程中最終之研磨步驟的研磨 元件係包含一表面形成有溝渠之絕 成於該絕緣層之上，而該研磨組合 置佔每公升50_160公克之膠質氧化 酸録以及水’且其pH值介於1.8-4. 和其他目的、特徵、和優點能更明 佳實施例，並配合所附圖式，作詳 【實施方式】 首先闡述一種形成半導體元件之 1圖，首先於半導體基板（圖中未示）上來点一方法。參看第 而該絕緣層11之上方表面廍德 成一絕緣層11， 有已規定設計圖案之導線溝一之要未；一含 霉渠12糟由已知的微影以及圖案 2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 1328032 五、發明說明（3) Ί虫刻技術形成於該絕緣層11之上，而該絕緣層例如為二氧 化矽薄膜、四乙氧基矽烷（tetraethoxysilane ;TE0S)薄 膜、蝴石夕玻璃（borosilicate glass ;BSG)薄膜、摻墙石夕 玻璃（phosphosilicate glass ;PSG)薄膜或硼磷石夕玻璃 (borophosphosilicate glass ;BPSG)薄膜、貌化氧化石夕 (Si 0F)薄膜或含碳氧化矽（Si 0C)薄膜。 接著於絕緣層11之上形成一守电層孰一金屬層 少將導線溝渠1 2完全填滿’導電層1 3可藉由例如物理氣和 沉積法（Physical Vapor Deposition ;PVD)形成，而導 |

層13可由導電金屬形成’例如：鎢（tungsten ;w)、釕 (ruthenium ;RU)、鉑（piatinum ;pt)、金（g〇ld ;Au)、 铪（hafnium ;Hf)、鈷（cobalt ;c〇)或鎳（nickle ;Ni); 2金屬使用鎢、釕、鉑或金較佳，因其可增強導電層之 導電性，而鎢或釕更佳，鎢則最佳。 以厗5 ί Ϊ Τ ί層1 3以及絕緣層11受到最終之研磨直至绳 緣層11暴露出, • 、，j 上方表面，如同第2圖所示，導線

Πυ Ϊ電層13形成並將導線溝渠12填滿。本發明 ;磨：：=關一研磨步驟所使用之研磨組合物，而錢 y &物係用於導電層13以及絕緣層u最終之研磨步 實施例中所使用之研磨組合物 A :膠質氧化矽； 卜之.，且成成刀 為合物擇自過碘酸及其所含鹽類（此後通 為過雄酸化合物）組成之族群中；

1328032 五、發明說明（4) 氨水； 硝酸銨； 水。 該組成成分A或膠質氧化矽主要係將研磨表面進行 械性研磨。儘管膠質氧化矽可經由多種不同方法人成 本實施例中以溶膠凝膠法（sol_gel pr〇cess)所產σ生之但 質氧化矽較佳，尤其是經由將曱基矽酸酯（methyi " silicate)排入含甲醇（methan〇1)、氨水以及水的溶 水解相同的方法所合成之膠質氧化矽特別較佳 法=生成之膠質氧化石夕具有含極少量雜質元素的特性而J 雜貝元素的含量並不重要時，可使用離子交換 田 (ion-exchange)所生成之膠質氧化矽，此即」般 子交換法所製得之膠質氧化矽β 離 膠質氧化石夕之較佳顆粒直徑將於此後敘述 有兩種顆粒直徑型式：-為依據比表面積測量法(ΒΕ;中 method)所量測之比表面積計算而得的平均顆粒直 該表面積測量法係利用粉末的氣體吸二面，而 而另-則為依據光散射⑴ght scattering) : f工 ί ΪD:。膠質氧化石夕之平均顆粒直徑°1較佳為千 不”，且6 0 -1 0 0奈米之間更佳；而該膠質氧化矽 :均顆粒直徑d2較佳為8。，。奈米，且15。_25〇質奈=之 ^膠質氧化石夕之平均顆粒直徑^小於4G奈米或平均 月仫小於80奈米，則研磨組合物之 f = 過向，導致膠質氧切之分散穩定性惡化，並 第10頁 2188-5895-PF(Nl)；R〇beca.ptd 1328032 五、發明說明（5) 粒沉澱及分離於研磨組合物中。 該組成成分B或過峨酸化合物主要係對於導電層及絕 緣層進行化學性的研磨，並可同樣增加對該導電層及絕緣 層研磨的速率。如過礙酸一般，也可使用如正過蛾酸 (orthoperiodic acid ;Η5Ι06)、偏過碘酸（metaperiodic acid，ΗΙ04)、二中過峨酸（dimesoperiodic acid ; H4I2〇9)、中過碘酸（mesoperiodic acid ;H3I05)以及二過 碘酸（diorthoperiodic acid ;H8I20n)等；然而上述化合 物中，使用正過峨酸較佳’因其化學組成穩定且容易取 得。如過碘酸化合物般’所有包含上述之過碘酸的鹽類均 可使用；然而使用過碘酸銨、過碘酸鉀或過碘酸鈉較佳， 因其容易取得。 過峨酸化合物於每公升該研磨組合物中之含量較佳為 4-16公克之間，於6-12公克之間更佳。如過碘酸化合物於 該研磨組合物中之濃度低於每公升4公克，則其增進研磨 的效力減低，且造成對導電層以及絕緣層的研磨速率不 足；反之若過碘酸化合物於研磨組合物中濃度高於每公升 16公克，則造成對導電層以及絕緣層的研磨速 得研磨操作變成難以控制。 ^ ^ 該組成成分c或氨水，不僅是用於調整研磨組合物pH 值的成分，且同樣可用於控制對絕緣層及導電層的研磨 率至幾近相同。氨水含量越高，對絕緣層的研磨速率增加 越多，而調整氨水於研磨組合物中的含量可降低如第3曰圖 中所示之侵蝕深度e(erosi〇n depth)。

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研磨組合物之pH範圍為1· 8-4 〇夕問 α ^ 9 π . π ^ m L ^ ^ 今.U之間’且較佳為 2.0-3. 0之間。因此氦水需以一定| 心Ϊ巴3於研磨知入^仏 以使得該研磨組合物之pH值維持於】8_4 n ’ 。物中 為2. 0-3. 0之間。 ..之㈢，且較佳 如研磨組合物之pH值低於1>8，由於氨水含量低， 緣層之研磨速率低於該導電層之研磨速率，於此-了邑 該導電層相較於該絕緣層過度研磨，結果造成導^層=’ 方表面高度低於絕緣層之表面高度，使得研磨壓力 ^ 該絕緣層上方表面，導致侵蝕深度6的增加；再者，甲於 磨組合物之pH值低於1. 8則可能對研磨^件造成侵飯若: 此像這樣的組合物實在難以處理的。 另外’如研磨組合物之pH值高於4. 〇，由於氨水含旦 高’研磨組合物之分散穩定度減低，並使得研磨組合3物$ 離與硬化（gelation)。 該組成成分D或琐酸敍’可用以增進過碘酸化合物的 化學研磨作用’並因此增進對導電層的研磨速率。硝酸錢 於每公升研磨組合物中的含量範圍於2. 5 - 2 〇公克之間較 佳’且於5-1 5公克之間更佳。如硝酸銨於每公升研磨組合 物中的濃度低於每公升2. 5公克’則其增進過块酸化合物 之化學研磨作用的效用減低，對於導電層研磨速率的增強 不足；反之即使硝酸銨濃度高於每公升2 〇公克，對於增強 對導電層之研磨速率的效用也不會再提升，因此研磨組合 物中含有高於每公升20公克的硝酸銨是不合經濟的；再 者，過量的硝酸銨會降低研磨組合物的穩定性，並可能造

2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 第12頁 1328032 五、發明說明（7) 成研磨組合物的分離與硬化。 該組成成分E或水，其可作 — 分A至D之溶劑，而含有最少 刀政媒介或該組成成 用之雜質的水為較佳；罝體地：？制該組成成分A至°作 (ion-exchange resin)移除雜 、樹^ 污染物移除的純水、超高純水子且之in慮器將 顧水為較佳料擇。 水⑷叫咖丨伽），或蒸 研磨組合物可含有除組成成分A至E外之添加組成成 分，例如抗腐蝕劑（corrosion inhibit〇r)以及除泡劑 (antifoannng agent)即常用於研磨組合物中。研磨組合 物中所添加之組成成分含量則依一般研磨組合物生產所採 用的方法決定。 研磨組合物中含最少可能之雜質較佳。具體地說，於 研磨組合物中’週期表上II至XH族之每一元素，且鋁 (aluininuin ’ A1)、嫁（gallium，Ga)、姻（indium ; In)、 I它（tha 11 i um ; T1 )、錫（t i η ; Sn)、鉛（1 ead ; Pb)以及叙 (bismuth ; Bi )等元素之濃度較佳為100ppb(十億分之一） 或以下，更佳為50ppb或以下；而銅（copper ;Cu)、鐵 (iron ;Fe)、錄（nickle ;Ni)、鉻（chromium ;Cr)及鎮 (manganese ; Mg)較佳為1 0Oppb或以下，因其於絕緣層（二 氧化矽薄膜）中容易擴散，並會影響到半導體元件的良 率〇 該化學元素族群數字係符合I u PAC無機化學命名法 1 9 89年之修訂版之標記；而雜質濃度的測量則依據感應耦

2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 第13頁 1328032 五、發明說明（8) 合電漿質譜儀（inductively coupled plasma mass spectrometer ; ICP-MS)、感應耦合電漿原子發射光譜分 析（inductively coupled plasma-atomic emission spectroscope ; ICP-AES)、原子吸收光譜儀（atomic adsorption spectrometer)以及全反射式X光螢光光譜分 析（total reflection X-ray fluorescence spectroscope ； TXRF) ° 該研磨組合物係利用例如將該組成成分A、B、C及D加 入至水中’並利用螺旋降型搜拌器（pr〇peHer type stirrer)或超音波分散器（uitrasonic disperser)將該混 合溶液分散以及攪拌後而成，而對於組成成分A、b、C及D 加入水中的順序並沒有加以限制。 接著將敘述一種形成導線的方法。 導電層1 3以及絕緣層11經本實施例之研磨組合物進行 其最終研磨直至暴露出該絕緣層U之上方表面（視第2圖所 不說明）°該導電層之研磨速率較佳為每分鐘1〇〇_3〇〇奈 更佳為每分鐘15〇_25〇奈米之間。如該研磨速率小於 每分知1 0 0奈米’則研磨操作必須延長；反之若研磨速率 大於每分鐘3 0 〇奈米則研磨難以控制。 , 導電層以及絕緣層的研磨速率幾近相似是較佳的情 形。具體來說，該導電層對該絕緣層的研磨速率比較佳為 1 ·0.6至1 :1·3之間，更佳為1 :〇.7至1 :1.1。如該研磨 速率比為1比上小於〇 6 ’當該導電層及絕緣層同時研磨 時’該導電層相較於該絕緣層過度研磨，且造成該導電層

第14頁 1328032 五、發明說明（9) 之上方表面之高度較該絕緣層為低，於此情形下，研磨壓 力傾向集中於該絕緣層上方表面，導致侵蝕深度e的增 加’而另一方面’如該研磨逮率比為1比上大於13，則該 絕緣層較該導電層易於遭受研磨，而此可能導致研磨表面 之平坦度惡化。 由於膠質氧化矽的機械性研磨作用與過碘酸化合物的 化學研磨作用、以及利用氨水將研磨組合物之pH值調整至 1-8-4.0之各方協力合作下，絕緣層及導電層之研磨速率 幾近相似，此乃表示對於該絕緣層及導電層之研磨速率具 有相當均衡的增進，並且具有較淺的侵蝕深度e，此對於 研磨表面的平坦度有所改善。 、 當導電層由例如鎢形成，該鎢金屬層表面受到過碘酸 =合物氧化而形成三氧化鎢（tungsten tri0Xide)，由於 三氧化鎢質地易碎，因此容易藉由膠質氧化矽的機、 磨作用將其移除。 依據本發明實施例之一可得以下優點。 該研磨組合物係包括膠質氧化矽、過碘酸化合物、及 水、硝酸銨以及水，且pH值介於丨· 8_4 〇之間。由於在膠風 質氧化矽、過碘酸化合物、氨水以及將該研磨組合 > 調整至一適當範圍等各方協力作用下，使得 低。 υ丨又域，衣度e降 因膠質氧化矽以及過碘酸化合物，使得該 緣層的研磨速率均獲得改善。 、《及絕 由於膠質氧化矽於該研磨組合物中所佔濃度為每八升

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5 0- 1 60公克之間’因此導電層及絕緣層之研磨速率相 高，此外則幾乎相同。 权 當週期表上II至XII族之每一元素，且鋁、鎵、銦、 鉈、錫、鉛以及鉍等元素之濃度為1〇〇ppb或以下，雜質元 素所造成之表面缺陷（surface defects)受到約束，且可 遏止半導體元件之電子特性（electricai pr〇perties)受 到惡化；更者’使用現今所使用之研磨組合物後常需使用 稀釋過之氫氟酸（hydrofluoric acid ;HF)作表面的清 潔’而此步驟得以經省略或減短，使得導線丨4的製造成本 降低。 由於當導電層13的研磨速率為1時，絕緣層丨〗的研磨 速率為0.6-1.3之間，因此當導電層13及絕緣層11同時進 行研磨時，侵蝕的現象可獲得減輕。 實施例可經如下修飾。 當導電層13的厚度為例如3〇〇奈米或以上，該層〗3於 第一次研磨後可除去至厚度為2 〇 〇奈米或以下，而較佳為 1 0 0奈米或以下；之後再使用本發明之研磨組合物經第二 次研磨將導電層1 3及絕緣層11研磨至該絕緣層暴露出其上 方表面，而導線1 4也可藉此形成於導線溝渠丨2中。 形成導線溝渠12之後，一由鈦（titanium ;Ti)或氮化 鈦（titanium nitride)所製成之内襯層（front_end layer)可形成於絕緣層11之上。當形成内襯層時，導電層 13形成並將該為内襯層所披覆之導線溝渠完全填滿，而 該金屬層則由該内襯層及導電層13構成。此例中，内襯層

2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 第16頁 1328032 五、發明說明（11) ---- 可促進導電層13與絕緣層附著力，避免導線14剝落。 研磨組合物可製備為濃縮態，為此可加入一 將其稀釋以彌補盆缺額，且道始+ mΛ a J ^ 确，、缺額且/農縮之研磨組合物可易於儲存 及運运。 4 研磨組合物的製備可利用將含膠質氧化矽及水之第一 劑，以及含過碘酸化合物、氨水、硝酸銨及水之第二劑八 開；此例中，當欲使用研磨組合物研磨時則將第一劑及^ 二劑混合。 本發明之下列實作例及比較實作例將於此後敘述。 〈實作例1至1 5以及比較實作例1 _ 7 > 貫作例1中，將由溶膠凝膠法合成之膠質氧化矽（A )、 正過碘酸（B)、硝酸銨（D)以及水加以混合，接著利用濃户 28wt%的氨水溶液（C)調整該混合物pH值以製備實作例/之& 研磨組合物。研磨組合物中每一組成成分之含量以及直 值均於表一中所示。 依據BET決定之比表面積所計算而得之膠質氧化石夕平 均顆粒直徑及顆粒密度為90奈米，而該相同之膠質氧化碎 的平均顆粒直徑經由光散射法決定則為2 5 0奈米。決定$ 膠質氧化矽之比表面積係利用FlowSorb ' w II 2300 (Micrometrics製造）；而以光散射法決定之平均顆 粒直徑則利用N4 Plus Submicron Particle

Sizer(Beckman Coulter, Inc.製造）。 實作例2至15及比較實作例1至7的研磨組合物均使用 如實作例1中所述之方法製備，除了改變該研磨組合物之

2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 第17頁 丄 五、發明說明（12) 組成成分含量以及其pH值。表—由 化合物以及硝酸銨之含晉约以—，膠質氧化矽、過碘酸 (g/uter)表示。里均以母公升中含幾公克 比較實作例6中，使用燻焙_ 取代膠質氧化矽（A)，而該烽烤:三化矽（fumed silica) 積法所計算而得之平均顆粒直^^化/=BET決定之比面 該相同之燦烤二氧切的平== 米’而 則為1 0 0奈米。 ’ k A由光散射法決定 比較實作例7中，使用擔娃_ (ΚΛ ^ ^ ^ . 厲烤一氧化矽取代膠質氧化矽 (Α) ’而該燒烤二氧切經βΕΤ決定之比面積法所計算 ,平均顆粒直徑及顆粒密度為3〇奈米，而該相同之燁烤二 乳化矽的平均顆粒直徑經由光散射決定則為ι〇〇 (1)研磨速率的決定 將鎢晶片以及二氧化矽晶片經實作例丨至15及比較實 作例1至7之研磨組合物於下列條件中研磨一分鐘：

研磨機（polishing machine) : single side CMP polishing machine(Mirra ; Applied Materials 製造）； 研磨襯墊（polishing pad):聚氨酯薄片之研磨襯墊 (polyeurethane laminate polishing pad)(IC-1 000/Suba400 ;R〇del 製造）； 研磨壓力（polishing pressure) :4 psi(約28kPa); 轉盤轉速（turn table revolution):每分鐘60轉 速； 研磨組合物供應速率（polishing composition

2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 第18頁 1328032 五、發明說明（13) supply rate):每分鐘 15〇 毫升； 載轉速（carrier revolution):每分鐘6〇轉速。 每一晶片的厚度於研磨處理過程之前後均利用電阻計 (resistance meter)(VR-120 ；Kokusai Electric System Servi ce Co· , Ltd.製造）測量，而每一鎢晶片及二氧化矽 晶片之研磨速率則依據下列方程式計算。 研磨速率[奈米/分鐘]=(晶片研磨前的厚度[奈米]— 晶片研磨後的厚度[奈米])+研磨時間[分鐘] 而研磨速率比（鎢晶片研磨速率/二氧化石夕晶片研磨速 率）也同樣依據每一實例作計算。 (2 )侵蝕深度的決定 晶片包括：一導線溝渠已形成之絕緣層；以及一形成 於絕緣層上厚度為5 0 0奈米之鎢金屬層，該鎢金屬層經一 預先研磨組合物（pre-p〇lishing composition)研磨以致 其厚度為200奈米。該預先研磨組合物具有與比較實作例6 之研磨組合物相同之組成，除了其正過碘酸濃度為每公升 1 5公克。接著，將該晶片於下列條件下經各實作例及比較 實作例之研磨組合物研磨，而所需研磨的時間即所需將鎢 金屬層移除至暴露出該絕緣層上方表面之時間，其係利用 一終端點監測器（end p〇int detect〇r)估計。導線區之俨 I虫木度係利用一接觸式輪廟器（contact type pr〇filer)(HRP340 ;KLA-Tencor製造）量測，而該導線區 中其鎢金屬層上方表面與絕緣層上方表面之比例為5〇 : 50 〇

1328032 五、發明說明（14) 表1 冒作例 (A) (Β) (C) pH 研磨速率 (埃/分鐘丨 研磨率比 侵蝕深度 鎮 二氧化矽 (鎢仁氧化矽) (埃） 1 80 6 10 2.2 2030 2140 0.95 100 2 100 6 10 2.2 2210 2270 0.97 80 3 150 6 10 2.2 2200 2290 0.96 50 4 δ〇 2 10 2.2 1210 1980 0.61 90 5 δο 4 10 2.2 1700 2050 0.83 95 6 δο δ 10 2.2 2240 2090 1.07 110 7 δ〇 10 10 2.2 2500 2120 1.18 120 δ δ〇 12 10 2.2 2750 2120 1.30 145 9 80 6 5 2.2 1970 2140 0.92 120 10 80 6 15 2.2 2140 2140 1.00 115 11 δο 6 20 2.2 2270 2140 1.06 115 12 80 6 10 1.8 1950 2220 0.88 90 13 δο 6 10 2.0 2000 2180 0.94 95 14 δο ό 10 3.0 2130 2120 1.00 110 15 80 6 10 4.0 2220 2010 1.10 120 富作例 (Α) (Β) (C) pH 研磨連率 (埃/分鐘） 研磨率比 侵蝕深度 鎢 二氧化矽 (鎢仁氧化矽) (埃） 1 80 0 10 4.0 20 70 0.29 一 2 50 ό 10 2.2 2040 1500 1.36 165 3 δ〇 ό 〇 2.2 I860 2140 0.87 150 4 so ό 10 6.0 — — — — 5 0 ό 10 2.2 400 10 40.00 550 ό δο ό 10 2.2 2500 70 35.71 500 7 80 ό 10 2.2 2800 50 56.00 590 如表1所示，侵蝕深度因實作例1至1 5之研磨組合物而 降低。 當使用比較實作例1之不含過碘酸化合物的研磨組合 物時，對於鎢以及二氧化矽的研磨速率降低，且具有圖案 之晶片不能受到適當之研磨。 當使用比較實作例2之含量為每公升5 0公克或更低之

2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 第20頁 1328032 五 '發明說明（15) 膠質氧化矽的研磨組合物時，其侵蝕深度增加° 當使用比較實作例3之不含硝酸銨的研磨組合物時， 其侵蝕深度增加。 當使用比較實作例4之p Η值大於4的研磨組合物時，其 膠質氧化矽由於該研磨組合物的不穩定而沉澱，且其不含 圖案之晶片（blanket wafer)以及已圖案化之晶片均不能 受到適當之研磨。 當使用比較實作例5之不含膠質氧化矽的研磨組 物 時’其侵蝕深度增加 當使用比較實作例6及7中用以取代膠質氧化矽之 Γ ί二氧化石夕與燦肖氧化銘（fUIDed alumina)的研磨 ，，且s物時’其侵钱深度增加。 雖然本發明已以數個較佳實施例揭露 用以限定本發明，任何熟習 上然其並非 精神和範圍内，當可作些不脫離本發明之 保護範圍當視後附之申請者=本發明之

1328032 圖式簡單說明 第1圖為一已遵循本發明實施例之一的研磨組合物所 研磨之半導體元件剖面圖； 第2圖為一已遵循本發明實施例之一的研磨組合物所 研磨之半導體元件剖面圖；以及 第3圖為一放大剖面圖，用以顯示部分半導體元件中 侵蝕的產生。 【符號說明】 1 2〜導線溝渠； 1 4〜導線。 1 1〜絕緣層 13〜導電層

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Claims (1)

1. •mi 一種研磨組合 最終之 渠之絕 組合物 氧化石夕 過 氨 硝 水 2. 過峨酸 峨酸、 少一種 3. 研磨步 緣層， 之成分 混合於 之含量 碘酸化 水； 酸錄； ，其中 如申請 係擇自 物，適用於一半導體元件生產製程中 中該半導體元件包含一表面形成有溝 導電層形成於該絕緣層之上，該研磨 係包括： 該研磨組合物中之膠質氧化矽，其中該膠質 係介於每公升5 0 - 1 6 0公克之間； 合物； 驟，其 以及一 化合物 如申請 過峨酸化合物 5-12公克之間 如申請 混合於 4. 硝酸銨 克。 5. 研磨組 表上I I 以及 該研磨 專利範 於正過 酸、過 所組成 專利範 混合於 〇 專利範 該研磨 如申請專利範 合物中包含鋁 至X I I族之任-6.如申請專利範 組合物之pH值係介於1.8-4. 0之間。 圍第1項所述之研磨組合物，其中該 碘酸、偏過碘酸、二中過碘酸、中過 峨酸錢、過峨酸鉀以及過块酸鈉之至 之族群。 圍第1項所述之研磨組合物，其中該 該研磨組合物中之含量係介於每公升 圍第1項所述之研磨組合物，其中該 組合物中之含量係介於每公升5 -1 5公 圍第1項所述之研磨組合物，其中該 、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍，且週期 -元素的含量低於lOOppb。 圍第1項所述之研磨組合物，其中該

   2188-5895-PF(Nl);Robeca.ptd 第23頁 丄 ---— /、、申凊專利範固 研磨組合你#上 d物對該導電層 〇.6至1 : 13之間。 膠質惫：申凊專利範圍 二質氧化矽的平均顆粒 夏之比表面積計算的結 8 ·申請專利範圍第 質氧化矽的平均顆粒直 150-250奈米之間。 9. 一種研磨組合物 =半導體元件生產製程 元件包含一表面形成有 於該絕緣層之上，該研 驟： 將膠質氧化矽、過 及 及該絕緣層之研磨、A 磨迷率比介於1 : 第1項所述之研磨％ 、'a合物，其中該 直徑依據利用粉末義 Iτ β 里入η 1 η η * 氣體吸附法所測 果介於60- 1 00奈米之間。 1項所述之研磨組合仏 0物，其中該膠 徑依據光散射法所舛曾，丄田人人 1 异之結果介於 的製備方法，該研磨組合物適用於 中最終之研磨步驟，其中該半導體 溝渠之絕緣層’以及一導電層形成 磨組合物的製備方法係包括以下步 峨酸化合物、硝酸録與水混合；以 將氨水加入至該混合物中以將其pH值調整至1. 8-4.0 1 0.如申请專利範圍第9項所述之研磨組合物的製備方 法，其中該過碘醆係擇自於正過碘酸、偏過碘酸、二中過 碘&L、中過碘酸、二過碘酸、碘酸銨、過碘酸鉀以及過 峨酸納之至少一種化合物所組成之族群。 11.如申請專利範圍第9 述之研磨組合物的製備方 法’其中該Μ酸化合物 該研磨組合物中之含量係 介於每公升6-12公克之間。σ

   1328032 六、申請專利範圍 1 2.如申請專利範圍第9項所述之研 法，其中該硝酸銨混合於該研磨組合物 公升5-15公克。 磨組合物的製備方 中之含量係介於每 13 法，其 吸附法 間。 14 法，其 算之結 15 件包含 該絕緣 或以下 暴露出 一研磨 氧化矽 過 氨 硝 水 .如申請專利範圍第9項所述之研 中該膠質氧化矽的平均顆粒直徑 所測量之比表面積計算的結果介於6 0 - 1 0 0奈米之 磨組合物的製備方 依據利用粉末氣體 .如申請專利範圍第9項所述之研 中該膠質氧化矽的平均顆粒直徑 果介於150-250奈米之間。 .一種研磨一半導體元件的方法： 一表面形成有溝渠之絕緣層，以 層之上，該研磨該半導體元件之 第一研磨步驟，將該導電層研磨 ；以及 第二研磨步驟，將該導電層及絕 該絕緣層之表面，其中該第二研 組合物，其成分包括： 混合於該研磨組合物中之膠質氧 之含量係介於每公升5 0 - 1 6 0公克 碘酸化合物； 水； 酸銨；以及 ，其中該研磨組合物之pH值係介 磨組合物的製備方 依據光散射法所計 其中該半導體元 及一導電層形成於 方法係包括： 至厚度為200奈米 緣層一起研磨以致 磨步驟係包括使用 化矽 之間 其中該膠質 於1.8-4.0之間

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