TWI268955B - Slurry for CMP, polishing method and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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TWI268955B
TWI268955B TW093114958A TW93114958A TWI268955B TW I268955 B TWI268955 B TW I268955B TW 093114958 A TW093114958 A TW 093114958A TW 93114958 A TW93114958 A TW 93114958A TW I268955 B TWI268955 B TW I268955B
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Inventor
Gaku Minamihaba
Yukiteru Matsui
Hiroyuki Yano
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
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Description

1268955 九、發明說明: 相關申請案交互參考 本申請案係依據2003年6月18日所申請之第2〇〇3_173263 號先前日本專利申請案並要求該申請案之優先權利,其全 部内容以引用的方式併入於此。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於—種欲用於化學機械平面化(Chemical
Me— Planarizati〇n)之研磨1、一種使用該研磨漿之 拋光方法,以及一種製造一半導體裝置之方法。 【先前技術】 預期下一代高性能LSI中的半導體元件之整合將不可避 免地進一步增強。例如,預期欲由化學機械平面化形成之 鑲,導線之設計❹m變得十分嚴格μ得導線之線寬度 將定義於0.07至30 _之範®’而導線之膜厚度將定義於不 超過100 nm。 因此在5X汁用於化學機械平面化之一研磨漿時,需要 考慮該些條件並採料磨顆粒,該#研磨顆粒相對於導線 之線寬度而言小得足以€其可實行精細且巧彡之抛光。例 如,已建議採用包含其主要微粒直徑受控制之二或更多勝 狀石夕土之-研磨漿。該些研磨漿能夠對—拋光表面進行抛 光,同時,若該拋光表面由一軟材料或由一唯一材料組成, 該些研磨漿便抑制腐#與刮擦之產生,從而使得該些研磨 漿能呈現極好的化學機械平面化性能。但是,若該抛光表 面由諸如Ta或SiG2之類的—硬材料組成,則該些研磨浆不 9320l.doc 1268955 月b夠以一足夠高之拋光速度來實行該拋光。進一步,有一 問題係’若該拋光表面由二或更多材料組成,則難以調整 该抛光平衡來使得能夠以彼此相同之拋光速率來拋光複數 個材料。 【發明内容】 一種依據本發明之一方面之化學機械平面化之研磨漿包 含一種化學機械平面化之研磨漿,其包含··一第一膠狀微 粒’其具有範圍從5 nm至30 nm之一主要微粒直徑與一 dl 之平均微粒直徑,該第一膠狀微粒以按重量計為wl之一量 併入;以及一第二膠狀微粒,其具有比該第一膠狀微粒之 主要微粒直徑更大之一主要微粒直徑與一 d2之平均微粒直 徑,该第二膠狀微粒係由與該第一膠狀微粒材料相同之材 料形成並以按重量計為〜2之一量併入,其中將以、d2、wl 及w2選取為同時滿足以下條件(A)與(B),以、、wl&w2 同時滿足以下條件(C)與(D)之情況除外: (A) (B) d2/dl ^ 8 0.7 ^ wl/(wl + w2) ^ 0.97 3^d2/dl^5 ⑹ 0.7 ^ wl/(wl + w2)^ 0.9 (D) 一種依據本發明之一方面之拋光方法包含一種拋光方 法,其包含:以附著於一旋轉台之一拋光墊接觸該半導體 基板之一拋光表面;並將一化學機械平面化之研磨漿滴到 該拋光墊上以拋光該拋光表面,該化學機械平面化之研磨 漿包含··一第一膠狀微粒,其具有從5nm至3〇nm範圍之一 93201.doc 1268955 =粒直仫與一 di之平均微粒直徑,該第一膠狀微粒以 按重量計為wl之一量併入,以及一第二膠狀微粒…有 比該第—膠狀微粒之主要微粒直徑更大之一主要微粒直徑 與d2之平均微粒直徑,該第二勝狀微粒係由與該第_膜 狀微粒材料相同之材料 、 ^ 夕 材枓形成亚以按重量計為w2之一量併 入將dl d2、〜1及评2選取為同時滿足以下條件⑷與⑻, 、们、waw2同時滿足以下條件(c)與⑼之情況除外: 3~d2/d1^8 (A) 0.7^ wl/(wl + w2)^ 0.97 ⑻ 3 $ d2/d 1 $ 5 (C) 0.7^ wl/(wl + w2)^ 0.9 ⑼ 一種依據本發明之一方面之製造一半導體裝置之方法包 含一種製造一半導體裝置之方法,其包含:在一半導體基 板上幵y成絶緣膜,在該絕緣膜内形成一凹陷部分;經由 一阻障膜而在該凹陷部分内以及在該絕緣膜上沈積一導線 材料以形成一導電層;並藉由化學機械平面化而使用一化 學機械平面化之研磨漿來移除沈積於該絕緣膜上之導電層 以曝露該絕緣膜之表面,同時選擇性地留下該凹陷部分内 之導電層,該化學機械平面化之研磨漿包含:一第一膠狀 微粒,其具有範圍從5 11111至30 nm2 一主要微粒直徑與一 dl 之平均微粒直徑,該第一膠狀微粒以按重量計為wl之一量 併入,以及一第二膠狀微粒,其具有比該第一膠狀微粒之 主要微粒直徑更大之一主要微粒直徑與一 d2之平均微粒直 徑’該第二膠狀微粒係由與該第一膠狀微粒材料相同之材 93201.doc 1268955 料形成並以按重量計為〜2之一量併入,其中將以、们、wi 及w2選取為同時滿足以下條件(A)與(B),di、们、〜及^2 同時滿足以下條件(C)與(D)之情況除外: 3^d2/dl^8 (A) 0.7 ^ wl/(wl + w2) ^0.97 (B) 3^d2/dl^5 (C) 〇.7^wl/(wl + w2)^〇,9 (D) 【實施方式】 接下來,將對本發明之特定具體實施例作如下解說。 在依據本發明之具體實施例用於化學機械平面化之研磨 漿(以下亦稱為化學機械平面化之研磨漿)中,膠狀微粒之範 例包括膠狀矽土微粒。此膠狀矽土微粒可藉由水解、藉由 溶膠-凝膠方法而從諸如si(〇C2H5)4、Si(sec_〇C4H9)4、 Si(OCH3)4及之類的矽醇鹽化合物獲得。至於該 等膠狀微粒,可採用膠狀氧化鋁。 在忒些膠狀微粒中,可採用主要微粒直徑範圍從5 至 30 nm之膠狀微粒作為一第一膠狀微粒。若該膠狀微粒之主 要微粒直徑小於5 nm,則包含此類膠狀微粒以作為一研磨 顆粒之研磨漿之拋光特性將會降級。另一方面,若該膠狀 微粒之主要微粒直徑大於3〇nm,則在藉由使用包含此類膠 狀微粒以作為一研磨顆粒之研磨漿來拋光該拋光表面之情 况下會在一拋光表面上引起腐蝕與刮擦。該第一膠狀微粒 之主要微粒直徑較佳定義於lOnm至20 nm之範圍内。 採取主要微粒直徑比該第一膠狀微粒之主要微粒直徑更 93201.doc -10- 1268955 大亚由與該第一膠狀微粒材料相同之材料形成之微粒作為 該第二膠狀微粒。但是,選取該第二膠狀微粒之平均微粒 直徑與混合比率以使其滿足一特定關係。 在本發明之具體實施例中,主要微粒直徑彼此不同之第 一與第二膠狀微粒分別具有與其他膠狀微粒之一很明顯尺 寸分佈不重疊之一很明顯尺寸分佈。圖丨之曲線圖顯示該尺 寸分佈之-範例中該第-膠㈣土之__平均微粒直徑 (dl)為15 nm,該第二膠狀矽土之一平均微粒直徑㈠勾為乃 nm,而微粒直徑差異比率((12/(11)為5。 可藉由一 SEM或TEM進行觀察來決定該膠狀矽土之主要 微粒直徑。例如,在稀釋研磨漿後,將研磨漿均勻地沈積 於一取樣台上並對其進行加熱以蒸發液體成分而形成一 層。然後,例如將金蒸氣沈積於該層上,並藉由一 sem觀 察該所產生層並以100,000至500,000倍之放大率對該所產 生層進行照相。然後,藉由使用測徑器來測量該微粒之最 大從粒直住。然後,藉由相對於該最大微粒直徑而緣製一 垂直等分線來決定一直徑,並且將從由此所決定之直徑而 獲知之一所添加平均值假定為該主要微粒直徑。在已決定 該主要微粒直徑100個值之後,採取該些值來繪製顆粒尺寸 累加曲線,據此曲線而將50%處之一主要微粒直徑假定為 一平均微粒直徑。 可藉由將包含該第一膠狀微粒與該第二膠狀微粒之研磨 顆粒分散於水(例如純水)中來製備依據本發明之具體實施 例之化學機械平面化之研磨漿。包含該第一膠狀微粒與該 93201.doc 1268955 弟一膠狀微粒之研麻φ & 研磨顆粒較佳應以重量比率的〇 · 1 %至2 〇 % 包括於§亥研磨續+ 水甲。右該研磨顆粒之含量小於重量比率的 〇_1%,貝u台冬沐相 匕類研磨顆粒之研磨漿之拋光特性將會降 級。另一方面,^ V; 右5亥研磨顆粒之含量超過重量比率的20%, ' 吏用包g此類膠狀微粒之一研磨漿來拋光該拋光 月况下將會在一拋光表面上引起腐蝕與刮擦。該研 磨顆粒之3里較佳應定義於重量比率的0.5%至10%之範圍 内。 若而要可形成依據本發明之具體實施例之化學機械平 面化之研磨漿而使其包括一氧化劑、一氧化抑制劑、一介 面活性劑等。 至於3氧化劑,其可採用過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化 氫、硝酸鐵、硝酸銨鈽等。該些氧化劑較佳應以重量比率 的0 · 1至5 %包括於該研磨漿内。 至於該氧化抑制劑之特定範例,其包括:有機酸,例如, 哇那啶酸、喹啉酸、丙二酸、草酸、丁二酸等;氨基酸, 例如,氨基乙酸、丙胺酸、色氨酸等;BTA(苯並三唑; benzotriazole)等。其中,在處置方面,使用喹哪啶酸 (quinaldinicacid)、喹啉酸及氨基乙酸更佳。該些氧化抑制 Μ較佳應以重夏比率的0 · 0 1至3 %包括於該研磨漿内。 至於該介面活性劑,其包括,例如,陰離子介面活性劑、 陽離子介面活性劑及非離子介面活性劑。該些介面活性劑 月b夠在抛光6況下使腐钱及刮擦最小化。至於該介面活性 劑之特定範例,其包括十二烷基苯磺酸、聚氧乙烯烷基胺、 93201.doc 1268955 聚氧乙烯十二烧醇驗、乙块二醇基非離子介面活性劑等。 該些介面活性劑較佳應以重量的〇 〇1至1%包括於該研磨浆 内。 至於依據本發明之具體實施例之化學機械平面化之研磨 漿之pH值,沒有任何特定限制,因此,可採用阳值屬於 至12乾圍内的化學機械平面化之研磨漿。可藉由將(例 如)K0H用作—pH值調節體而將該化學機械平面化之研磨 漿之pH值調整至u左右。 由於依據本發明之具體實施例而將該化學機械平面化之 研磨漿中微粒直徑之差異比率以及二膠狀微粒之混合比率 分別調節至-特定範圍,因&,可經由採用此化學機械平 面化之研磨漿來拋光一拋光表面,同時抑制該拋光表面上 的腐钱或刮擦。此外,現在亦可經由採用此化學機械平面 化之研磨漿而以與在拋光一軟材料中之拋光比率一樣高之 拋光比率來拋光一硬材料表面。 (具體實施例1) 首先,對具有一 15nm之平均微粒直徑(dl)之一第一膠狀 矽土與具有比該第一膠狀矽土平均微粒直徑更大之一平均 微粒直徑(d2)之一第二膠狀矽土進行各種組合以製備各種 研磨漿。 明確言之,在15 nm至135 nm之範圍内對該第二膠狀矽土 之平均微粒直徑(d2)進行各種改變以獲得範圍從1至9之微 粒直役(d2/dl)差異之各種比率。進一步,在至之範 圍内改變與膠狀矽土之總重量(wl+w2)相對的該第一膠狀 93201.doc -13- 1268955 矽土之重量(wl)以製備各種膠狀矽土混合物。 向純水添加2%重量的膠狀矽土混合物、2%重量的過硫酸 銨作為-氧化劑、〇.2%重量的啥哪咬酸、。3%重量的^林 酸、0.3〇/〇重量的氨基乙酸作為一氧化抑制劑以及一添加 劑,以獲得各種溶液,向該等溶液添加K〇H以將其pH值調 整至9以製備各種研磨漿。 藉由使用由此而獲得之該些研磨漿,形成_cu鑲嵌導 線。圖2A及2B係各說明形成該“鑲嵌導線之斷面圖。 首先,如圖2A所示,在具有形成於其上之半導體元件之 一半導體基板ίο上沈積一絕緣膜丨丨,並形成寬「A」〇 i 與深〇·1 之孔。進一步,藉由一喷濺方法與一電鍍方 法,經由一阻障膜,即具有一 1〇 nm厚度之一仏膜12,在具 有該等孔「A」之絕緣膜(Si〇2膜)丨丨之整個表面上沈積用以 形成導線的具有一 150 nm厚度之一 Cu膜1 3。 然後,藉由化學機械平面化移除該^膜^與該以膜13之 多餘部分以曝露該絕緣膜U之表面(如圖2B所示),從而選 擇性地留下該等孔「A」中的1^膜12與(:11膜13。 藉由將IC1000(商標·· Rodel川似有限公司)用作一拋光墊 並使用如上所述製備之研磨漿,實行此藉由化學機械平面 化之拋光如下··即,如圖3所示,當以1〇〇 rpm之一速度旋 轉具有一拋光墊21附著於其上之一旋轉台2〇時,允許固定 一半導體基板22之一頂部環23與一拋光負載為3〇〇 gf/cm2 之旋轉台20接觸。將該頂部環23之旋轉速度設定為1 〇2 rpm ’並自一研磨漿供應噴嘴25以2〇〇 cc/min•之一流動速率 93201.doc 14 1268955 將該研磨聚27饋送至該拋光塾21上。附帶提及,圖3亦顯示 一供水喷嘴24與一修整器26。 藉由使用每一研磨漿,拋光該仏臈12、該仏膜13及該si〇2 膜π以研究該些膜之每一膜之拋光速率、碟形下陷(dishing) 及刮擦,來評估該些研磨漿。即,以一方式分別評估該些 研磨漿,而使得在每一研磨漿均滿足以下所有條件:該 膜13、該Ta膜12及該Si〇2膜11之任何膜之拋光速率均不小 於30 nm/min.,該腐蝕小於20 nm,而該(^膜13與該以〇2膜 11之表面上的刮擦數量少於10/cm2時,便將該研磨漿視為 很好並以一「◎」符號來標記。 當該Cu膜13與該SiCh膜11之表面上的刮擦數量不少於 10/cm2但少於20/cm2時,將該研磨漿視為良好並以一「〇」 符號來標記。當該Cu膜13與該8丨〇2膜11之表面上的刮擦數 量不少於20/cm2但少於40/cm2時,將該研磨漿視為中等並以 一「△」符號來標記。進一步,當該Ta膜12與該8丨〇2膜11之 任一膜之拋光速率小於30 nm/min.時,將該研磨漿視為中等 並以一「△」符號來標§己。當该Ta膜12與該si〇2膜11之抛光 速率均小於30 nm/min.時,將該研磨漿視為差並以一「X」 符號來標記。當該Cu膜13與該8丨〇2膜11之表面上的刮擦數 量不少於40/cm2時’將该研磨漿視為差並以一「X」符藥來 標記。 下表1中總結由此所獲得之結果。 93201.doc 15 1268955 表1
微粒直徑差異比率(d2/dl) (CNAviM)/IM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.65 X X X X X X X X X 0.7 X X X X Δ 0 0 0 X 0.75 X X X X Δ 0 0 0 X 0.8 X X X X Δ ◎ ◎ 0 X 0.85 X X X X Δ ◎ ◎ 0 X 0.9 X X Δ Δ Δ ◎ ◎ 0 X 0.91 X X 0 0 ◎ ◎ ◎ 0 X 0.92 X X ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 0 X 0.93 X X ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 0 X 0.94 X X ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 0 X 0.95 X X ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 0 X 0.96 X X ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 0 X 0.97 X X 0 0 0 0 〇 0 X 0.98 X X X X X X X X X 1 X X X X X X X X X 在「◎」之區域中,由於可以不小於3〇mn/min•之一拋3 速率來拋光所有該Cu膜13、該Ta膜12及該Si02膜11,因j 屬於此區域之研磨漿特別適用於形成一以多層導線。由力 可經由採用屬於此區域内之研磨漿,來避免產生由以之- 殘餘物所導致之導線短路,此外還可確保一充分力量以主 光該Si02膜,因此現在可實行該拋光而使得在化學機械j 面化組成一最上層之Cu層的情況下,該下層之階梯呻乂 (STI或W插塞)之形成得以最小化。 ; 即使在「〇」之區域中’由於所產生之大多數刮擦 淺’因此其對於一半導體裝置並非致命。依據本發明之」 體實施例’屬於該「◎」與「0」區域内之研磨聚; 該第一膠狀微粒與該第二膠狀微粒之條件。 - 若該丁3膜12與該^匕臈丨丨 膘之拋先速率小於3 93201.doc -16- 1268955 nm/min·,則不可能以實質上彼此相等之—拋光速率來抛光 諸如一 Cu膜之一軟材料以及前述硬材料。因此,當將該以 膜12與該Cu膜13選擇性地埋藏於該等孔「a」中(如圖窈所 示)時,首先需要移除該以膜^置放於該仏膜12上之一多餘 部分’然後分離地實行該仏膜12之化學機械平面化(修飾步 驟),以曝露該絕緣膜丨丨之表面(如圖4所示)。 在「△」之區域中,即使用所產生之刮擦總數相對較少, 但每一個之深度大得對於一半導體裝置為致命之刮擦仍以 l〇/cm2或更多之一比率而存在。 現在可經由採用依據本發明之具體實施例之化學機械平 面化之研磨漿,藉由一單一拋光步驟來移除該膜之多餘 部分及Ta膜並形成一鑲嵌導線。因此,依據本發明之具體 貫施例之化學機械平面化之研磨漿不僅在減少製造步驟數 量而且在減少製造成本方面皆有利。 即使將該阻障膜之材料改變為Ti、Nb、v、w*M〇,也 可獲得與上文所說明纟幾乎相同之效果。,無論該阻障 膜之材料為何,現在均可經由採用依據本發明之具體實施 例之化學機械平面化之研磨漿來拋光與一導線材料一起之 阻障膜。 (具體貫施例2) 依據本發明之具體實施例之化學機械平面化之研磨漿能 夠應用於STI(淺溝渠隔離)之形成。圖5A&5B係各說明形成 該STI之程序之斷面圖。 首先,如圖5A所示,一溝渠形成於具有一化學機械平面 93201.doc -17- 1268955 化終止膜3 1之一半導體基板3 0上,然後,在其上沈積一絕 緣膜32。在此情況下,採用SiN作為該化學機械平面化終止 膜3 1。對於该絕緣膜3 2,可採用諸如一有機s 〇 g之一塗層 型絕緣膜。 然後,藉由化學機械平面化而使用依據本發明之一項具 體實施例之研磨漿來移除該絕緣膜32之一多餘部分,以曝 露該化學機械平面化終止膜3 1之表面(如圖5B所示)。 在此項具體實施例中,藉由使用一第一膠狀矽土(一平均 微粒直徑dl:10 nm)與一第二膠狀矽土(一平均微粒直徑 d2:60nm)來製備該研磨漿。微粒直徑差異比率((12/(11)為6, 並將該些二類膠狀矽土混合在一起而使得將該第一膠狀矽 土之重量比率(wl/(wl+w2))調整至〇·9以製備一研磨顆粒。 將此研磨顆粒分散於純水中以獲得包含此研磨顆粒且濃度 為重量的10%之一溶液,並藉由將K〇H用作_ρΗ值調節體 而將該溶液之pH值調整至11。 然後,藉由使用由此而獲得之研磨漿,在以下條件下拋 光一絕緣膜32。 研磨漿流動速率:300 cc/min ; 拋光墊:1(31000(商標;1^〇(^1犯似有限公司); 負載:300gf/cm2。 將該頂部環與旋轉台之旋轉速度均設定為1〇() rpm,並實 行该拋光3分鐘。由於本文所採用的該研磨漿中之微粒濃度 相對較高,因此該所產生環境使得易於產生刮擦。 由於依據此項具體實施例而採用該研磨漿,因此在該拋 93201.doc -18- 1268955 光後產生於該㈣表面上數量定義於僅二個,而該 腐姓則受抑制為3Gnm或更小。因此’已確認,依據此項且 體實施例之研磨漿有效地獲得與上文所說明者相同之效 果,即使用在沈積於易受刮擦之化學機械平面化終止膜上 的絕緣膜之化學機械平面化中。 能有效地使圖5B中所示之階梯部分「b」平坦化之事實 亦為本發日狀此項具體實施例之化學機械平面化之研磨裝 之特徵之一。在此項具體實施例中,該化學機械平面化中 之刮擦一直往下實行至該化學機械平面化終止膜31。但 疋可以一轾序來貫行使用該化學機械平面化之研磨漿之 化學機械平面化而使得將僅該階梯部分「B」平坦化,而該 化學機械平面化在該絕緣膜32之中途停止。 基於比較之目的,以一方式製備一研磨漿而使得將該第 膠狀矽土之重量比率(wl/(wl+w2》調整至〇·9,該調整係 按照與上文所說明者相同之程序,不同之處僅為選取該第 二膠狀矽土而使得將微粒直徑差異比率(d2/dl)調整為3。 藉由使用由此而獲得之研磨漿,在與上文所說明者相同 之條件下實行該絕緣膜之拋光。因此,在該拋光後產生於 該晶圓表面上之刮擦數量為32〇,並發現該腐蝕約為35nm。 如上文所說明,已確認,若有關該等第一與第二膠狀微 粒之條件超出本發明之具體實施例所定義之範圍,則該拋 光步驟後的所拋光表面之狀態會降級。 如上文所解說,依據本發明之具體實施例,可提供一種 月b夠抑制腐蝕及刮擦產生並亦能夠以一實際上可接受之拋 93201.doc -19- 1268955 光速率且以材料間彼此相等之拋光速率來拋光由二或更多 更度不同之材料組成之一拋光表面之一化學機械平面化支 研磨漿。依據本發明之另一項具體實施例,可提供一種能 夠抑制腐蝕及刮擦產生並亦能夠以一實際上可接受之拋光 速率來拋光該拋光表面之拋光方法。依據本發明之一項進 步之具體實施例,可提供一種製造可靠性極好之一半導 體裝置之方法。 依據本發明之具體實施例,現在可製造一種在下一代導 線中將需要之高性能及高處理速度並具有01 之精細 導線且設計規則更少之一半導體裝置。因此,從一產業觀 點來看,本發明將很有價值。 熟習本技術的人士將容易發現額外優點並且進行修改。 因此,本發明在其較廣方面並不限於本文所顯示並說明之 特定細節及代表性具體實施例。因此,可進行各種修改而 並不背離隨附申請專利範圍及其等效物所定義之一般發明 理念之精神及範疇。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示膠狀微粒之微粒尺寸分佈之一圖式; 圖2A及2B係每一圖逐步說明依據本發明之一項具體實 施例之製造一半導體裝置之方法之斷面圖; 圖3係示意性說明一化學機械平面化之狀態之一透視圖; 圖4係說明I置中採用用於化學機械平面化之傳統研磨 漿之-半導體裝置之製造方法中之一步驟之一斷面圖;以 及 93201.doc -20- 1268955 圖5A及5B係每一圖逐步說明製造依據本發明之另一項 具體實施例之製造一半導體裝置之方法之斷面圖。 【主要元件符號說明】 10 半導體基板 11 絕緣膜 12 Ta膜 13 Cu膜 20 旋轉台 21 拋光墊 22 半導體基板 23 頂部環 24 供水喷嘴 25 研磨漿供應喷嘴 26 修整器 27 研磨漿 30 半導體基板 31 化學機械平面化終止膜 32 絕緣膜 93201.doc -21 -

Claims (1)

1268955 十、申請專利範圍: 1 · 一種化學機械平面化之研磨漿,其包含: 一第一膠狀微粒,其具有範圍從5 ηηι至30 nm之一主要 微粒直徑與一 dl之平均微粒直徑,該第一膠狀微粒以按 重量計為wl之一量併入;以及 一第二膠狀微粒,其具有比該第一膠狀微粒之主要微 粒直#更大之一主要微粒直徑與一 d2之平均微粒直徑, 該第二膠狀微粒由與該第一膠狀微粒材料相同之材料形 成並以按重量計為w2之一量併入; 其中,將dl、d2、wl及w2被選定為同時滿足以下條件 (A)與(B) ’ dl、d2、wl及w2同時滿足以下條件(〇與(〇) 之情況除外: 3 ^ d2/dl ^ 8 (A) 〇 ·7 S w 1 /(w 1 + w2)^ 0.97 (B) 3 ^ d2/dl ^ 5 (C) 〇·7 $ wl/(wl + w2)^ 0.9 (D) 月求項1之化學機械平面化之研磨漿,其中該第一膠狀 U粒與該第二膠狀微粒均由膠狀矽土微粒形成。 月求員1之化學機械平面化之研磨漿,其中該等第一與 第一膠狀微粒之一總含量在該研磨漿重量的0.1%至20% 之範圍内。 4·如明求項1之化學機械平面化之研磨漿,其中該第一膠狀 二之主要彳政粒之該直徑在nm至20 nm之範圍内。 5·如明求項丨之化學機械平面化之研磨漿,其中該等第一與 93201.doc 1268955 第一勝狀微粒之一總含量在該研磨漿重量的〇 5%至 之範圍内。 6· 一種拋光方法,其包含: 以附著於一旋轉台之一拋光墊接觸半導體基板之一拋 光表面;以及 將化學機械平面化之研磨漿滴到該拋光墊上以拋光 该抛光表面,該化學機械平面化之研磨漿包含··一第一 二片、彳放粒’其具有範圍從5 nm至30 nm之一主要微粒直徑 14 dl之平均微粒直徑,該第一膠狀微粒以按重量計為 /之里併入;以及一第二膠狀微粒,其具有比該第一 I狀U粒之主要微粒直徑更大之一主要微粒直徑與一 μ ,句U粒直徑,该第二膠狀微粒係由與該第一膠狀微 =材料相同之材料形成並以按重量計為〜2之一量併入, f中將dl、d2、wl&w2被選定為同時滿足以下條件(a) 與(B) ’ dl、d2、wl&w2同時滿足以下條件與 況除外: (A) (B) (C) (D) 3 $ d2/dl $ 8 〇,7'wl/(wl +w2)^〇.97 3 S d2/dl g 5 °·7^ wl/(wi + W2)^ 〇,9 ::員6之拋光方法’其中該第-膠狀微粒與該第二膠 狀破粒均由膠狀矽土微粒形成。 8_如請求項6之拋光方法,苴 一綸 /、T 5亥專弟一與第二膠狀微粒之 、、、’“夏在該研磨漿重量的0·ι〇/。至20%之範圍内。 93201.doc 1268955 9. 10. 11. 12 士 :求項6之拋光方法,其中該第一膠狀微粒之主要微粒 之"亥直從在l〇nm至20nm之範圍内。 如二ί項6之拋光方法,其中該等第一與第二膠狀微粒之 一總含量在該研磨漿重量的0.5%至1〇%之範圍内。 ,員6之拋光方法,其中該拋光表面包含彼此硬度不 同之二材料。 種製造一半導體裝置之方法,其包含: 在一半導體基板上形成一絕緣膜; 在該絕緣膜内形成一凹陷部分; 經由一阻障膜而在該凹陷部分内以及該絕緣膜上沈積 一導線材料以形成一導電層;以及 將藉由化學機械平面化而使用一化學機械平面化之研磨 漿移除沈積於該絕緣膜上之㈣電層㈣露該絕緣膜之 該表面,同時選擇性地留下該凹陷部分内之該導電層, 該化學機械平面化之研磨漿包含:―第-膠狀微粒,其 有範圍從5 nm至30 nm之一主要微粒直徑與一以之平 均微粒直徑,該第一膠狀微粒以按重量計為wl之一量併 入,以及一第二膠狀微粒,其具有比該第一膠狀微粒之 主要微粒直徑更大之^一 主要微粒直徑與一 d2之平均微粒 直I,5亥第一膠狀微粒係、由與f亥第一勝狀微纟材料相同 之材料形成並以按重量計為w2之一量併入,將di、们 wl及w2被選定為同時滿足以下條件(八)與(6),di、犯 wl及W2同時滿足以下條件(c)與(D)之情況除外: (A) 3^d2/dl^ 8 93201.doc 1268955 (B) (C) wl/(wl + w2) ^ 0.97 d2/dl^ 5 wl/(wl + w2) ^ 0.9 ⑺) 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20 如凊求項12之方法,其中該第一膠妝料+ 胗狀U粒與該第二膠狀微 粒均由膠狀矽土微粒形成。 如明求項12之方法’其中該等第_與第二膠狀微粒之一總 含量在該研磨漿重量的0.1%至20%之範圍内。 如請求項丨2之方法,其中該第一膠狀微粒之主要微粒之該 直徑在10 nm至20 nm之範圍内。 如請求項12之方法,其中該等第一與第二膠狀微粒之一總 含量在該研磨漿重量的〇·5%至10%之範圍内。 如請求項12之方法,其中該絕緣膜比該導線材料更硬。 如晴求項17之方法,其中該絕緣膜由si〇2形成。 如晴求項12之方法,其中該阻障膜比該導線材料更硬。 如請求項19之方法,其中該阻障膜由一 Ta膜形成,而該導 線材料由Cu形成。 93201.doc
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