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TWI472601B - 化學機械拋光漿體組成物及使用該組成物之拋光方法 - Google Patents

化學機械拋光漿體組成物及使用該組成物之拋光方法 Download PDF

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TWI472601B
TWI472601B TW99147263A TW99147263A TWI472601B TW I472601 B TWI472601 B TW I472601B TW 99147263 A TW99147263 A TW 99147263A TW 99147263 A TW99147263 A TW 99147263A TW I472601 B TWI472601 B TW I472601B
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acid
polishing
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cmp slurry
adsorption
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金兌映
金亨洙
崔炳鎬
洪昌基
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第一毛織股份有限公司
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Description

化學機械拋光漿體組成物及使用該組成物之拋光方法 發明領域
本發明係有關於一種用於化學機械拋光(CMP)的漿體組成物，其在一半導體製造製程中用於一半導體晶圓的平坦化，以及一種使用該漿體組成物之拋光方法。
 發明背景
近幾年來，半導體元件之功能的改善與增加的整合性已經造成導線圖案之線寬的再縮減以及具有更多層之多層結構。每一製程中之層平坦化係在光蝕刻法之準確的改善上扮演一重要角色。化學機械拋光(CMP)係一在習知技藝中最為人熟知的平坦化技術，且可根據目標材料被分類為氧化層CMP、金屬CMP、與多晶矽CMP。
一利用CMP以拋光一氧化層之半導體製程之範例包括一層間介電層(ILD)製程與一淺溝槽絕緣(STI)製程。該ILD製程係一用於自一形成作為層間絕緣之氧化矽層移除過量物的製程，而該STI製程係一用於經由溝槽的形成而將元件彼此絕緣的製程，以用於晶片之間的絕緣。
雖然氧化矽(SiO2 )漿體已在初始拋光氧化層時被通常地使用，但當拋光氧化層以達到為了設計規則與元件厚度之減少之高度平坦化時，二氧化鈰(CeO2 )漿體係一般地被使用。二氧化鈰漿體係表現高拋光選擇性，使得它們對於包含異質性薄膜之晶圓來說係理想的。即，因為該二氧化鈰漿體就一氧化矽層而言係具有一非常高拋光效率，且就一氮化矽(Si3 N2 )層而言係具有一非常低拋光效率，當使用在拋光該具有間距部分形成於其上之氧化矽層與氮化矽層時，該二氧化鈰漿體係在對於一已拋光之氧化矽部分沒有任何影響之下，使得一異質性層之氮化矽部分之拋光成為可能。當應用至氧化層CMP時，該二氧化鈰漿體係使達到寬的平坦化與拋光厚度之準確控制成為可能。
就一不具有溝槽或突起之平的氧化矽層(即，一平的晶圓)而言，該二氧化鈰漿體係具有一高於氧化矽漿體之拋光速率。然而，當該二氧化鈰漿體係應用至拋光一具有溝槽或突起之圖案化氧化矽層時，該圖案化氧化矽層之起始拋光速率係非常低，且接著隨著該間距部分被逐漸自該氧化層移除而增加。即，當拋光該圖案化氧化層時，該二氧化鈰漿體係具有一低起始拋光速率之問題。
如此之問題係被稱為起始負荷效應。於實際的實施中，拋光係通常地在其上具有溝槽或突起之圖案化氧化薄膜上執行，藉此造成一有關於一起始負荷效應之問題。為了解決此一在拋光圖案化氧化層之問題，不會造成與一起始負荷效應有關之問題之氧化矽漿體係於最初被使用，接著再使用二氧化鈰漿體。然而，當該氧化矽漿體與該二氧化鈰漿體二者皆被使用於拋光該圖案化氧化層時，其係有一由於在拋光過程中漿體之更換而造成拋光效率劣化之問題。
在另一用於改善拋光效率之方法中，用於增進一起始負荷效應之化學添加劑係被添加至CMP漿體中。然而，在此情況下，其係存在一問題，即，該添加劑增加一鑽石碟調整器(可增加該拋光墊之活動)中之鑽石顆粒之磨耗，藉此降低該調整器之壽命。
此外，為了改善該起始負荷效應，Sang-Ick Lee等人提議一用於調節該二氧化鈰漿體粒子之粒子尺寸至100nm或更小之技術(CMP-MIC,P163(2000))。然而，儘管該圖案化拋光速率與平坦拋光速率之比值增加，此技術係由於一非常低之絕對拋光速率而不適合用於實際應用。
 發明概要
本發明之一態樣係提供一種CMP漿體組成物，其包括：二氧化鈰粒子；一用於吸附該二氧化鈰粒子至一拋光墊之吸附劑；一用於調節該吸附劑之吸附功能之吸附調節劑；以及一pH調節劑。
該吸附劑可為一具有至少一選自於由氧(O)、氮(N)與硫(S)所構成之組群之異原子之雜芳基化合物。
本發明之另一態樣係提供一種拋光方法，其包括使用該CMP漿體組成物拋光一半導體晶圓。
圖式簡單說明
第1圖係為一二氧化鈰粒子未穩固地黏著於其上之拋光墊的側視斷面圖；第2圖係二氧化鈰粒子穩固地黏著於其上之該拋光墊的側視斷面圖；第3圖係一於拋光時用於增進一拋光墊活動之鑽石碟調整器的透視圖；第4圖顯示該鑽石碟調整器與一CMP漿體組成物，一吸附調節劑係自其省略；以及第5圖顯示該鑽石碟調節器與一CMP漿體組成物，一吸附調節劑係加入其中。
 詳細說明
本發明之具體實施例將參考伴隨之圖式作詳細的闡述。
本發明之一態樣係提供一種CMP漿體組成物，其包括：二氧化鈰粒子；一吸附劑；一吸附調節劑；以及一pH調節劑。
1.　二氧化鈰粒子
該CMP漿體組成物包括用於拋光一氧化層之二氧化鈰(CeO2 )粒子。任何用於準備金屬氧化物粒子之習知方法可被使用以製備該二氧化鈰粒子。作為非限制之範例，一固相方法、一液相方法、與一汽相方法可被使用。特別地，該二氧化鈰粒子可藉由在約600-1000℃下熱處理碳酸鈰達幾分鐘至數小時而被製備。
基於該CMP漿體組成物之總重量，該二氧化鈰粒子可以約0.01-10之重量百分比(wt%)之一數量存在，較佳地約0.01-3 wt%。
該CMP漿體組成物可再包括至少一選自於氧化矽(SiO2 )、氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鋯(ZrO2 )與二氧化鈦(TiO2 )之拋光粒子。
2.　吸附劑
該CMP漿體組成物包括一用於吸附該二氧化鈰粒子至一拋光墊之吸附劑。該吸附劑增進該二氧化鈰粒子之活動，且幫助該二氧化鈰粒子表現對該拋光墊而言適當的吸附強度。結果，該CMP漿體組成物可增加就一圖案化氧化層而言之拋光速率。
當該二氧化鈰粒子1係不穩固地附著至一拋光墊2時，如第1圖所示，在該圖案化氧化層之拋光期間，當一包括該拋光墊2與該有圖案化氧化層3之晶圓(未顯示)係為了拋光而被轉動時，該二氧化鈰粒子1係會移動且不會被引導至一位於該拋光墊2與該圖案化氧化層3之間的間隙G，藉此使圖案拋光效率下降。
在此情況下，如第2圖所示，該吸附劑係允許該二氧化鈰粒子1被穩固地附著至該拋光墊2，故二氧化鈰粒子係存在於一位於該拋光墊與該圖案化氧化層之間的間隙G’，藉此增進該圖案化氧化層3之拋光效率。
該吸附劑可為一結合至金屬氧化物(例如，二氧化鈰粒子)之螫合劑，且對一主要由聚胺酯等所組成的拋光墊表現高度親合力。該二氧化鈰粒子係經由該吸附劑被穩固地吸附至該拋光墊，藉此增加拋光速率。例如，該吸附劑可為一具有至少一選自於由氧(O)、氮(N)與硫(S)所構成之組群之異原子之雜芳基化合物。
該使用作為吸附劑之雜芳基化合物可包括，但非被限制於，至少一選自於由3-羥基-1,2-二甲基-4(1H)-吡啶酮、2-羥基-3,5-二硝基吡啶酮、異菸鹼酸、菸鹼酸、2-吡啶甲酸、3-喹啉甲酸、4-喹啉甲酸、2,4-二羥基喹啉、2,6-二羥基喹啉、2,8-二羥基喹啉、4-羥基喹啉、5-羥基喹啉、8-羥基喹啉及4-吡啶酸所構成之組群。
一不含有此類雜芳基之螫合化合物或有機酸可增加平坦拋光速率，但係由於該二氧化鈰粒子至該拋光墊之非常不足之附著而提供一非常低之圖案化拋光速率。然而，因為該雜芳基化合物可增加該二氧化鈰粒子至該拋光墊之附著力，當拋光一圖案化氧化層時，該雜芳基化合物係可能增加拋光速率。
基於該CMP漿體組成物之總重量，該吸附劑可以一約0.0001-1wt%之數量存在。於此範圍內，該漿體組成物不會經歷該圖案化氧化層之拋光速率或該平坦氧化層之拋光速率之降低。於一具體實施例中，該吸附劑可以一約0.001%-0.5wt%之數量存在。
3.　吸附調節劑
該CMP漿體組成物包括一用於調節該二氧化鈰粒子之附著力之吸附調節劑。當該二氧化鈰粒子係藉由該吸附劑穩固地附著至該拋光墊時，該圖案化氧化層之拋光效率係可被增加。然而，一過高的附著力會在拋光製程期間造成在晶圓表面上之刮痕，且促使一拋光墊鑽石碟調整器之鑽石粒子之磨耗，其促動該拋光墊，藉此使該拋光墊之活動下降。
當半導體晶圓係使用該拋光墊被拋光時，該拋光墊之表面逐漸地變為粗糙，且諸如拋光粒子及該拋光墊之沉澱物之殘餘物係累積於該拋光墊上，藉此使該拋光墊之活動下降。於是，在使用該鑽石碟調整器之拋光製程之前、之後或該期間，藉由研磨該拋光墊之表面以增加該拋光墊之活動係為必需的。第3圖顯示一在拋光期間增加該使用鑽石調整器之拋光墊之活動的過程。隨著一晶圓102與一拋光墊101依序地被放置及被轉動於一平台100上拋光墊，一CMP漿體組成物104係滴落至該晶圓102之上，同時壓力係使用一研磨頭103而被施加至該晶圓102上，以研磨該拋光墊101。在此，當該鑽石碟調整器105在該拋光墊101上被轉動時，該拋光墊101係被促動。
若該二氧化鈰粒子至該拋光墊之附著力過高，該作用以移除二氧化鈰粒子之調整器內之鑽石粒子的磨耗速率係增加，藉此降低該調整器之壽命。於此情況下，若該已使用之調整器係不能正確地被管理，該拋光墊之活動係惡化，藉此造成拋光效率之下降。
於是，為了改善該圖案化氧化層之拋光效率，其係期望該二氧化鈰粒子之附著力被適當地控制以允許該二氧化鈰粒子穩固地附著至該拋光墊，同時促進該二氧化鈰粒子之移除且最小化在該拋光墊上之該二氧化鈰粒子與該鑽石粒子之間的碰撞。該CMP漿體組成物包括一吸附調節劑，其係調節該吸附劑之吸附功能，以控制該二氧化鈰粒子至該拋光墊之附著。
該吸附調節劑可包括一就水而言表現優異溶解度之非離子性界面活性劑。具體地，該非離子性界面活性劑可為一以下列化學式1或2所代表之化合物。
化學式1
RO(CH2 CH2 O)n-R'
化學式2
RO(CH2 CHCH3 O)n-R'
(在化學式1與2中，R與R'係各自獨立地為氫或一C1 -C18 烷基，且n係一自3至10之整數)
於一具體實施例中，R與R'係為氫，且n係一自3至8之整數。
因為該非離子性界面活性劑係經由一靜電吸引力而環繞該二氧化鈰粒子，該非離子性界面活性劑可促進該二氧化鈰粒子之移除，同時最小化該二氧化鈰粒子與該調整器之鑽石粒子之間的碰撞。具體地，因為該二氧化鈰粒子在約pH6或更小之情況下具有一正電荷，該非離子性界面活性劑係由於該帶正電荷之二氧化鈰粒子與該非離子性界面活性劑之未共用電子對之間的靜電吸引力而環繞該二氧化鈰粒子。
於是，當該二氧化鈰粒子1係如第4圖所示未被該非離子性界面活性劑環繞時，該二氧化鈰粒子1係直接接觸該調整器105之鑽石粒子106，於此該鑽石粒子之磨耗之發生的速率係增加，且該二氧化鈰粒子1係不易被移除。相反地，於第5圖中，該吸附調節劑107環繞該二氧化鈰粒子1，且最小化該鑽石碟調整器105之鑽石粒子106與該二氧化鈰粒子之間的碰撞，藉此延長該調整器105之壽命。
為了確保該二氧化鈰粒子係帶有正電荷，該CMP漿體組成物可具有一約6或更小之pH。具體地，該CMP漿體組成物係具有一約2.5-4.5之pH。
該提供如同該非離子性界面活性劑之吸附調節劑可包括具有一約200-3500 g/mol之重量平均分子量之聚乙二醇或具有一約200-3500 g/mol之重量平均分子量之聚丙二醇。
基於該CMP漿體組成物之總重量，該非離子性界面活性劑可以一約0.01-1wt%之數量存在。在此範圍內，該非離子性界面活性劑可最小化該二氧化鈰粒子與該鑽石碟調整器之鑽石粒子之間的碰撞，同時可防止該圖案化氧化層之拋光速率隨著時間下降。於一具體實施例中，該非離子性界面活性劑可以一約0.05-1wt%之數量存在。
4. pH調節劑
該CMP漿體組成物包括一pH調節劑。該pH調節劑係調節該CMP漿體組成物之pH。該pH調節劑可包括，但非被限制，至少一選自於由諸如甲酸、乙酸、乳酸、丙酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、乙二酸、丁烯二酸、麩胺酸、酒石酸、丙二酸、丁烯二酸、檸檬酸、羥乙酸、丁二酸、丁酸等有機酸；與諸如三甲醇胺、三羥乙基胺、氫氧化三甲基銨、氫氧化三乙基銨、二甲基苯甲胺、乙氧基苯胺及氫氧化鉀等之鹼性物質所構成之組群。
如上所描述，該CMP漿體組成物可藉由該pH調節劑被調節至一約6或更小之pH，以使得所有的二氧化鈰粒子係帶有正電荷且係被該吸附調節劑所保護，更明確地，係被該非離子性界面活性劑所保護。於此pH範圍內，該CMP漿體組成物不會面臨拋光功能與分散穩定度的下降，且改善吸附特性，故該漿體組成物不會由於拋光設備之一表面之汙染而造成晶圓上的刮痕。於一具體實施例中，該CMP漿體組成物係調節至一約2.5-5.0之pH。
基於該CMP漿體組成物之總重量，該pH調節劑可以一約0.0001-1wt%之數量存在。於此範圍內，該CMP漿體組成物不會面臨拋光功能或分散穩定度的下降。於一具體實施例中，該pH調節劑可以一約0.001-0.5wt%之數量存在。
於該CMP漿體組成物中，該二氧化鈰粒子之吸附可藉由該吸附劑與該吸附調節劑被適當地調節。吸附之適當程度可經由如下所描述之實驗被決定。該二氧化鈰粒子至該拋光墊之吸附係較佳地約15%或更少，更佳地約1-15%，又更佳地約5-10%。
若該二氧化鈰粒子至該拋光墊之吸附度係低於1%，該二氧化鈰粒子吸附至該拋光墊之數量係不足的，藉此降低一圖案化晶圓可被拋光的速率。若該二氧化鈰粒子至該拋光墊之吸附度係超過15%，過濾器阻塞會由於該二氧化鈰粒子而發生且造成只有已自其移除粒子之組成物才可通過該過濾器，因此該造成過濾器阻塞之CMP漿體組成物無法被供應至該拋光設備。再者，若該吸附度超過15%，該CMP漿體組成物之附著力係成為過度的，藉此造成該漿體組成物不只被吸附至該拋光墊，也被吸附至該鑽石碟調整器與一用於輸送該CMP漿體組成物之管之一表面。結果，該鑽石粒子之磨耗速率增加，且巨大的粒子係經由該漿體粒子於該管表面之沉積作用而形成於該CMP漿體組成物中，藉此造成諸如在半導體晶圓表面之刮痕等缺陷。
該吸附度可以下列方程式計算。
吸附度(%)=(1-拋光後固體含量/拋光前固體含量)×100%
該吸附度可基於在拋光前後該CMP漿體組成物中之固體含量而被計算，該固體含量可藉由將該CMP漿體組成物過濾通過一由聚丙烯製成之深度型過濾器而得。具體地，當一表現強吸附特性之CMP漿體組成物係過濾通過該深度型過濾器時，在該組成物中的粒子係被吸附至該過濾器之表面，且初步只有一液體部分通過該過濾器。接著，當該過濾器之表面係為粒子飽和時，該漿體係被允許通過。該吸附度之計算係基於此原理。於一實施例中，該用於吸附度之計算之過濾器係一深度型1μm細孔過濾器(Profile II,Pall Co.,Ltd)。於該吸附度之計算中，2公升之CMP漿體組成物係通過該過濾器，接著於一在140℃之烘箱乾燥達二小時。該殘餘之固體含量係接著被量測。
該CMP漿體組成物可增加該圖案化氧化層之拋光速率。具體地，該圖案化氧化層之拋光速率係被增加，以使得該圖案化氧化層之一拋光速率B與一平坦氧化層之一拋光速率A之比值(B/A)係變為約0.15或更多。於一具體實施例中，該比值(B/A)係約0.15-0.25。
雖然該CMP漿體組成物可被應用至半導體拋光製程之任何階段，該漿體組成物可有助益地被應用於一層間介電層(IDL)製程或淺溝槽絕緣(STI)製程，其等係用於拋光一氧化層之製程。
拋光方法
本發明之另一態樣係提供一包括使用該根據本發明之具體實施例之CMP漿體組成物拋光一半導體晶圓之拋光方法。於此情況下，因為該CMP漿體組成物對於一圖案化氧化層而言係表現優良拋光效率，該欲被拋光之半導體晶圓係有助益地包括一圖案化氧化層。
以下，本發明將參考實施例與試驗例而被更詳細地解釋。對於熟習此技藝者為顯而易見之細節，為了清楚，將於此被省略。
比較例1
具有一100nm之平均粒子尺寸之15.0克的二氧化鈰粒子(自Rhodia獲得)係分散於2979克之去離子水，且0.6克之聚丙烯酸(Mw=15,000 g/mol，固體含量50%，自Aldrich獲得)係添加至該分散液且為了均勻混合而與該分散液被攪拌。接著，所得之漿體係使用乳酸(自TCI獲得)被調整至pH4.0，藉此製備一CMP漿體組成物。
比較例2
具有一100nm之平均粒子尺寸之15.0克的二氧化鈰粒子(自Rhodia獲得)係分散於2979克之去離子水。接著，所得之漿體係使用乳酸被調整至pH4.0，藉此製備一CMP漿體組成物。
比較例3
具有一100nm之平均粒子尺寸之15.0克的二氧化鈰粒子(自Rhodia獲得)係分散於2979克之去離子水，且0.6克之對胺基苯甲酸係添加至該分散液且為了均勻混合而與該分散液被攪拌。接著，所得之漿體係使用乳酸(自TCI獲得)被調整至pH4.0，藉此製備一CMP漿體組成物。
實施例1
實施例1之CMP漿體組成物係以與比較例3相同之方法製備，除了0.3克之3-羥基-1,2-二甲基-4(1H)-吡啶酮(自TCI獲得)係被添加以取代該對胺基苯甲酸。
實施例2
實施例2之CMP漿體組成物係以與比較例3相同之方法製備，除了0.3克之5-羥基喹啉(自TCI獲得)係被添加以取代該對胺基苯甲酸。
實施例3
實施例3之CMP漿體組成物係以與比較例3相同之方法製備，除了0.3克之8-羥基喹啉(自TCI獲得)係被添加以取代該對胺基苯甲酸。
實施例4
實施例4之CMP漿體組成物係以與比較例3相同之方法製備，除了0.3克之異菸鹼酸(自TCI獲得)係被添加以取代該對胺基苯甲酸。
實施例5
實施例5之CMP漿體組成物係以與比較例3相同之方法製備，除了0.3克之菸鹼酸(自TCI獲得)係被添加以取代該對胺基苯甲酸。
實施例6
實施例6之CMP漿體組成物係以與實施例1相同之方法製備，除了3.0克之聚乙二醇(分子量：200 g/mol)係在pH調整之後被添加。
實施例7
實施例7之CMP漿體組成物係以與實施例4相同之方法製備，除了3.0克之聚乙二醇(分子量：200 g/mol)係在pH調整之後被添加。
實施例8
實施例8之CMP漿體組成物係以與實施例5相同之方法製備，除了3.0克之聚乙二醇(分子量：200 g/mol)係在pH調整之後被添加。
試驗：拋光速率與吸附度之量測
1.　平坦晶圓之拋光速率之量測
一PE-TESO晶圓(8英吋、SiO2 -平坦晶圓)係於下列條件下，使用在實施例1至8與比較例1至3中製備之每一CMP漿體組成物而被拋光達1分鐘。拋光速率係藉由量測因拋光而致之晶圓厚度的降低而被計算。該平坦晶圓之拋光速率係使用一原子力顯微鏡(AFM)量測該晶圓拋光前後之厚度的降低。結果係顯示於表1。
<平坦晶圓之拋光條件>
-拋光機器：AMAT Mirra(AMAT Co.,Ltd.)
-拋光墊：IC1010 k-groove(Roddel Co.,Ltd.)
-拋光時間：60秒
-平台rpm：103 rpm
-研磨頭rpm：97 rpm
-流率：200ml/min
-壓力：3 psi
2.　圖案化晶圓之量測
一圖案化HDP薄膜晶圓係使用在實施例1至8與比較例1至3中製備之每一CMP漿體組成物而被拋光。於此，該圖案化晶圓係具有突起，該突起係連續地形成於其上至充滿該晶圓之總表面積的50%，且每一突起係具有一5×5μm之尺寸與一3000之高度。該拋光條件係與該拋光平坦晶圓之條件相同，除了拋光壓力為2psi且拋光時間為20秒之外。
該圖案化晶圓之拋光速度係使用一原子力顯微鏡(AFM)量測該晶圓拋光前後之厚度的降低。結果係顯示於表1。
3.　吸附度之量測
於量測在實施例1至8與比較例1至3中製備之每一CMP漿體組成物之固體含量之後，2公升之該等CMP漿體組成物係被通過一由聚丙烯(PP)製成之深度型1μm細孔過濾器(Profile II,Pall Co.,Ltd)。在過濾完成之後，4克之CMP漿體組成物係於一在一140℃之恆溫之烘箱中被乾燥達2小時，接著量測該保持於該過濾器上之固體含量。接著，吸附度係藉由將過濾前後之固體含量代入下列方程式而獲得。結果係顯示於表1。
吸附度(%)=(1-拋光後固體含量/拋光前固體含量×100)
4.　鑽石碟調整器之鑽石粒子之磨耗速率之量測
一SiO2 平坦晶圓之拋光與研磨墊調整係於該拋光機器(AMAT Mirra,AMAT Co.,Ltd.)同時被執行，該拋光機器係使用在實施例1至8與比較例1至3中製備之CMP漿體組成物與一鑽石調整器。於每小時之拋光之後，該拋光與研磨墊調整之操作係被停止，該調整器係自該拋光機器被拆卸，且只有研磨墊調整係使用純水與一置於另一拋光機器上之新置之研磨墊被執行(該拋光設備包括二獨立操作之拋光機器，其一係被提供於使用該CMP漿體組成物之拋光，而其另一係被提供於只使用純水(去離子水)之拋光)。於此情況下，由於調整之該研磨墊之重量降低係藉由量測該新置拋光墊之調整前後之重量而被測定。於此，”研磨墊磨削速率(PCR)”之觀念意謂達5小時之調整期間內，該新置研磨墊於每小時之調整之後的重量變化。因此，以此方法測定之重量變化(PCR)係顯示於表1。
於表1中，其係可發現於漿體組成物之製備中使用聚丙烯酸之比較例1，由於一遠低於實施例1至8之圖案化拋光速率，而表現差的拋光效率。此可歸因於該二氧化鈰粒子對該拋光墊之吸附度係非常低。
關於比較例2之不包括吸附劑之漿體組成物，該圖案化拋光速率係相對地非常低，藉此當拋光一包括一圖案化氧化層之晶圓時係會增加拋光時間，其係表示差的拋光效率。
關於比較例3之漿體組成物，該圖案化拋光速率係類似於實施例1至8之拋光速率，但是該吸附度(接近40%)係非常高。此高吸附度不只導致該拋光墊之汙染，同時由於該二氧化鈰粒子吸附至該鑽石碟表面與該管上而導致其等之汙染，藉此造成該晶圓之刮痕。此現象可由比較例3之PCR被證實。
關於實施例6至8之包括如上述之吸附調節劑的漿體組成物，其可被證實該二氧化鈰粒子至該拋光墊之吸附度係被調節(即，與實施例1至5比較，其等係獲得較好之吸附度)。其係可被證實該被包含於實施例6至8之該漿體組成物內的吸附調節劑係改善該藉由量測鑽石粒子之磨耗速率而被量測的PCR，藉此改善該鑽石碟調整器之磨耗。
雖然一些具體實施例係於此被揭示，其係應被理解對於熟習此技藝者來說，此等具體實施例係僅被提供用於說明，而於未背離本發明之精神與範圍下，許多調整、改變或變化係可被實施。因此，本發明之範圍應只由隨附之申請專利範圍以及與其等價之範圍而限定。
G．．．間隙
G’．．．間隙
1．．．二氧化鈰粒子
2．．．拋光墊
3．．．圖案化氧化層
100．．．平台
101．．．拋光墊
102．．．晶圓
103．．．研磨頭
104．．．CMP漿體組成物
105．．．鑽石碟調整器
106．．．鑽石粒子
107．．．吸附調節劑
第1圖係一二氧化鈰粒子未穩固地黏著其上之拋光墊的側視斷面圖；
第2圖係二氧化鈰粒子穩固地黏著其上之該拋光墊的側視斷面圖；
第3圖係一於拋光時用於增進一拋光墊之活動之鑽石碟調整器的透視圖；
第4圖顯示該鑽石碟調整器與一CMP漿體組成物，一吸附調節劑係自其省略；以及
第5圖顯示該鑽石碟調節器與一CMP漿體組成物，一吸附調節劑係加入其中。
1．．．二氧化鈰粒子
105．．．鑽石碟調整器
106．．．鑽石粒子
107．．．吸附調節劑

Claims (6)

  1. 一種CMP漿體組成物，包含：二氧化鈰粒子；一用於吸附該二氧化鈰粒子至一拋光墊之吸附劑；一用於調節該吸附劑之吸附功能之吸附調節劑；以及一pH調節劑；其中，當過濾通過一由聚丙烯(PP)製成之深度型1μm細孔過濾器時，該CMP漿體組成物係具有一約15%或更少之吸附度，該吸附度係以下列方程式定義：吸附度(%)=(1-拋光後固體含量/拋光前固體含量)×100其中該吸附劑係至少一選自於由3-羥基-1,2-二甲基-4(1H)-吡啶酮、2-羥基-3,5-二硝基吡啶酮、3-喹啉甲酸、4-喹啉甲酸、2,4-二羥基喹啉、2,6-二羥基喹啉、2,8-二羥基喹啉、4-羥基喹啉、5-羥基喹啉、8-羥基喹啉及4-吡啶酸所構成之組群。
  2. 如申請專利範圍第1項之CMP漿體組成物，其中該吸附調節劑係一以下列化學式1或2代表之非離子性界面活性劑：化學式1 RO(CH2 CH2 O)n-R' 化學式2 RO(CH2 CHCH3 O)n-R'(在化學式1與2中，R與R'係各自獨立地為氫或一C1 -C18 烷基，以及n係一自3至10之整數)。
  3. 如申請專利範圍第1項之CMP漿體組成物，其中該吸附調節劑係具有一約200-3500g/mol之重量平均分子量之聚乙二醇或聚丙二醇。
  4. 如申請專利範圍第1項之CMP漿體組成物，其中一圖案化氧化層之拋光速率(B)與一平坦氧化層之拋光速率(A)之比值係約為0.15或更多。
  5. 如申請專利範圍第1項之CMP漿體組成物，其中該pH調節劑係至少一選自於由甲酸、乙酸、乳酸、丙酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、乙二酸、丁烯二酸、麩胺酸、酒石酸、丙二酸、丁烯二酸、檸檬酸、羥乙酸、丁二酸、丁酸、三甲醇胺、三羥乙基胺、氫氧化三甲基銨、氫氧化三乙基銨、二甲基苯甲胺、乙氧基苯胺及氫氧化鉀所構成之組群。
  6. 一種拋光方法，包含在一層間介電層製程或一淺溝槽絕緣製程中，使用該根據申請專利範圍第1項之CMP漿體組成物拋光一半導體晶圓。
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