TWI323280B

TWI323280B - Abrasive for silicon oxide, additive liquid and polishing method

Info

Publication number: TWI323280B
Application number: TW095141629A
Authority: TW
Inventors: Masaya Nishiyama; Kazuhiro Enomoto; Masato Fukasawa; Toshiaki Akutsu; Yuuto Ootsuki; Toranosuke Ashizawa
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2010-04-11
Also published as: JPWO2007055278A1; CN100587918C; JP5370421B2; US20070175104A1; KR101260621B1; EP2410558A3; JP2012044197A; CN102965025B; KR101029929B1; TW200724658A; CN102965025A; EP1956642A4; KR101243423B1; WO2007055278A1; JP2011223018A; KR20080067665A; CN101560373A; CN101305450A; EP2410558A2; SG173357A1

Description

1323280 22529pif 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明是關於一種研磨劑’其適用於作為半導體元件製造技術之基板表面絕緣膜平坦化製程中，尤其是關於一種用以研磨多晶矽（polysilicon)上的氧化矽用的研磨劑、用於該研磨劑之添加液、以及使用該研磨劑之研磨方法。【先前技術】在目前的ULSI半導體元件製程中，正研究開發有利於高密度、小型化的加工技術’其中之一的化學機械研磨 (CMP : Chemical Mechanical Polishing )技術已成為半導體元件製程中，在進行層間絕緣膜的平坦化、淺溝槽 (shadow trench)元件隔離層形成、插塞（plug)及埋入式金屬配線形成等時的必需技術。用於半導體元件的製程中以使無機絕緣膜層平坦化的化學機械研磨劑中，目前一般研究有燻矽（fumedsilica) 研磨劑、膠態氧化梦（colloidal silica)研磨劑、氧化飾 (cerium oxide )研磨劑。此處的無機絕緣膜層例如是以電漿化學氣相>儿積、低壓化學氣相沉積等方法所形成的氧化矽絕緣膜等。燻矽，是以將四氯化矽熱分解等的方法進行微粒成長而製造’用作研磨劑中的研磨粒（abrasjve grain)。膠態氧化矽以前是以水玻璃為原料而製造，然而此方法有水玻璃中所含的鹼過剩，將其用於半導體時金屬雜質較多的問題。之後，自從以醇鹽（alkoxide)為原料的製造方法成功以來’即可獲得高純度的膠態氧化石夕，而作 22529pif =:=研磨粒之膠_也已實用化。為將這氧化物的研Ϊ ρΗ於值!^氧化石夕、卿酸鹽等半導體用石夕 p值，·二吊凋整至鹼性以提昇研磨速率。相比，有硬:低==與二氧化矽粒子或氧化絲子齡子對氧二::磨易表又’因氧化並無特別限制。近年來:t =適用的值範圍號公^ 用。例如，日本專利公開第平10 化料磨液有為了控制氧咖吻）而加入添平坦度U】-本專利公開第平防97=:此種技術例如揭示於日化。件f構的進展’ CMP製程也變得多樣的元件隔離是使用淺〇:25:的世代中，積體電路内氣化石夕膜而進行化=了除去在基板上成膜時的多餘止，氧化石夕膜下而1機為了使化學機械研磨停 (st0DDe f丨^ ㈢先形成有研磨速率較低之中止膜之間較』有:研磨材f為氮化矽等’其與氧化矽膜塞形成；製5 ff淺溝渠隔離製程以外，例如，於插餘部分而使之平^項利用化學機械研磨以除去膜層的多足十—化，亦可使用中止膜。 22529pif 【發明内容】淺;=石夕因其硬度較高、研磨速率易控制，故以立作為配線的阻障金屬rb可減低研磨速率的膜即可。例如，Cu 揮中止研磨之功A metal)在化學機械研磨中也可發的力月b。與這些不同的是，多晶矽（多έ士曰能 H研磨物可有龜，則也可導電性材料，因此(trans_)的閘極(_)等的磨技術，則多曰矽_^ 將多晶石夕用作中止膜之化學研化石可用於與氣化石夕不同的用途。缺而二低至可=中姻難以將多晶”研磨:速率Ϊ -間有率:即難以使被研磨膜層與多晶率比本=化贿曰霜足一研磨齊為巾止叙㈣乡料切氧化石夕= 使用邊研磨劑研磨半導體基板等、本發明是關於⑴—種氧切用研磨劑=磨方法。石上=氧化销，包括研磨粒、多晶㈣ =晶 _，上述第⑴項所述之=石=研 /、氧化矽與多晶矽之研磨速率比大於等於述之Μ本發明是關於[3]如上述_項或上述第⑵堪酿胺、甲劑’其中多晶梦研磨抑制劑為以由‘ m 胺及其α-取代衍生物所組成之族群：者的叫取代衍生物或Ν，Ν.二取代衍生物作== 壬 1323280 22529pif 水溶性高分子。又，本發明是關於[4]如上述第[3]項所述之氧化矽用研磨劑，其中上述水溶性高分子為一聚合物或共聚物，其包含選自由以下述通式(I)所表示的聚合性單體及以下述通式(II)所表示的聚合性單體所組成之族群中的至少一種聚合性單體的單元： R1 h2c=c (l) /R2

〇/ N r3 (通式(I)中，K表示氫原子、曱基、苯基、苄基、氣基、二氟曱基，三氟甲基或氰基，R2、R3各自獨立表示氫原子、之烷基鏈、羥曱基或乙醯基，但不包括兩者皆為氫原子之情形）

(II) (通式(Π)中，艮表示氫原子、曱基、苯基、苄基、氯基、二氟曱基、三氟曱基或氰基，R4表示嗎啉基 (morpholinyl)、硫代嗎°林基（thiomorpholinyl)、°比°各口定基（pyrrolidinyl)或旅°定基（piperidinyl)) 又，本發明是關於[5]如上述第[1]項或上述第[2]項所 323280 22529pif 述之氧化矽用研磨劑’其中多晶矽研磨抑制劑取又，本發明是關於[6]如上述第[1]項或乙二醇。述之氧化矽用研磨劑，其中多晶矽研磨抑制⑼i^第[2]項所的乳乙稀（oxyethylene )加成物。 ”：'、、、、系—酉早又，本發明是關於⑺如上述第[1]項或上、才# 述之氧化矽用研磨劑，其中多晶矽研磨抑制乂第[2]項所 (m)所表示的化合物及下述通式(IV)所表八二為下述通式至少一種：不化合物中的 R1—⑽ 取 (通式(III)中，Ri表示氫原子或者碳數丨〜5 代烧p,，R2表示碳數4〜10的取代或未取代燒基)代或未 R3-：C' CIII G I R4-.c -R7j-OH rr\ (IV) R'^oh (通式(I\〇中，r3〜r6各自獨立表示氫原子或碳數代或未取姐基，R7、R8各自獨絲示錢丨勺取未取代的伸文完基，m、n各自獨立表示Q或—正數）< 或又二本發明是關於[8]如上述第⑴項或者上述項所夕用研磨劑’其中多晶石夕研磨抑制劑為烷氧化直鍵細秩醇。又，本發明是關於[9]如上述第⑴項至第[η項中任一項所^氧化抑研磨劑，其含有大於等於兩種的多晶石夕研磨抑制劑。 1323280 22529pif 研磨氧:，成物、= 直键月旨族醇所組成的族群中所選擇者a合物以及垸氧化 ^本，明是關於[u]如上述第[3]項一項戶斤此之氧化矽用研磨劑，盆中多曰、、中任量在0.005〜2 wt%的範圍内。〃日日彡汗磨抑制劑的含

又’本發明是關於[切如上述第[Μ項至一項所选之氧化矽用研磨劑，其pH值為5 〇〜8 〇。、任又’本發明是關於[I3]如上述第⑴項至· 一項所述之氧化矽用研磨劑，其中更句 < ]、中任烯酸鹽以及含有丙烯酸鹽單元的共聚物中的至，二♦丙又，本發明是關於[14]如上述第⑴項至第^項; 一項所述之軋化矽用研磨劑，其中研磨粒外

又，本發明是關於间如上述第⑴項或者^述之氧化矽用研磨劑’其中多晶矽研磨抑制劑包括聚乙烯吡口各烧酉同（polyvinylpyrrolidone )或合 7 π , 乂3乙~吡咯烷酮單元的共聚物。又’本發明是關於Π6]如上述第⑴]項所述之氧化石夕用研磨劑，其中多晶石夕研磨抑制劑含量為〇.〇〇5wt%〜5对〇/ 又，本發明是關於[π]如上述第叫項或者第以]項0所述之氧化矽用研磨劑，其PH值為5.0〜12>()。又，本發日歧Μ於間如上述第叫項至第[17]項中任 1323280 22529pif 一項所述之氧化矽用研磨劑，其中更包括聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽以及含有丙烯酸鹽單元的共聚物中的至少一種。又，本發明是關於[19]如上述第[15]項至第[18]項中任一項所述之氧化矽用研磨劑，其中研磨粒中含有氧化鈽。又’本發明是關於[2〇]如上述第口3]、[M]、[岡或旧] 項所述之氧化4用研磨劑，其中聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽以及含有丙烯酸鹽單元的共聚物中之至少〗種的含量為〇〇1 wt%〜5 wt%。

又，本發明是關於[21]如上述第[η項至第[20]項中任一項之氧化矽用研磨劑，其中研磨粒中含有氧化矽。又，本發明是關於[22] —種半導體基板的研磨方法，其使用如上述第[1]項至第[21]項中任—項所述之氧化石夕用研磨劑。入 ^月疋關於[23] —種研磨劑用添加液，具是用於研磨多㈣上的氧化頻的研磨财，且含有多晶磨抑制劑以及水。

=本發明疋關於[叫如上述第問項所述之研磨劑用 ::、加液，其中多晶矽研磨抑制劑為以由丙烯醯胺、曱基丙及其α·取代衍生物所組叙族群作—者的生物或Ν，Ν__取代衍生物作為骨架之水溶性高人’本發明是關於[25]如j·扯、货r〇/11 ^ H^ , x 上述弟[24]項所述之研磨劑用 4八山^丄L 刀子為一聚合物或共聚物’其包含由下述通式（I)所表示的五 ♦ &性早體以及下述通式（II) 12 1323280 22529pif 所表示的聚合性單體所組成之族群中的至少一種聚合性單體的單元： Βι r3

(通式(I)中，R,表示氫原子、曱基、苯基、苄基、氣基、二氟曱基、三氟甲基或氰基，R2、R3各自獨立表示氫原子、之烷基、羥曱基或乙醯基，但不包括兩者皆為氫原子之情形）

Ri

(通式(II)中，Ri表示氫原子、甲基、苯基、苄基、氯基、二氣曱基、二氣曱基或氣基* R4表不嗎琳基、硫代嗎。林基、 0比°各°定基或σ底咬基）又，本發明是關於[26]如上述第[23]項所述之研磨劑用添加液，其中多晶矽研磨抑制劑為聚乙二醇。又，本發明是關於[27]如上述第[23]項所述之研磨劑用添加液，其中多晶石夕研磨抑制劑為炔系二醇的氧乙稀加成物。又，本發明是關於[2 8 ]如上述第[2 3 ]項所述之研磨劑用 13 (C )

厶J厶〇\J 22529pif 添加液中多晶發研磨抑制劑為下述通式(m)所表示的 :合通式(IV)所表示的化合物中的裏少一種： Η —·.C=C一π (j[j) (通式(III)中，R1表示氫原子或碳數丨〜5之取代或未取代烧基R/表示碳數4〜1Q之取代或未取代炫基） c

OH rn 〇v)

III

G

I R 一 G -(通式(IV)中’R3〜R6各自獨立表示氫原子或碟數U之取代或未取狀基，R7、R8各自獨立表示碳數1〜5之取代或未取代的狀基’ m、4自獨立表示〇或-正數）又’本电明疋關於[29]如上述第[Μ]項所述之研磨劑用添加液’其中多㈣研磨抑制劑為絲化直鏈脂族醇。又=明疋關於[3〇]如上述第叫項所述之研磨劑用添加液，其含有大於等於兩種的多料研磨抑制劑。 y 齡、[31]如上述第[3G]項所述之研磨劑用添加液丄其〇㈣研磨抑制劑中含有大於等於兩種的自上述水洛性向分子、聚乙二醇、炔车_ — 物、上述(III)所表示的化合物、上述ϋ勺乳化乙稀加成及烧氧化直鏈脂族醇所組成的族群;所)：:的化合物以又本U疋齡、[32]如上4第[23]項至第[川項中任項所j研磨^用添加液’其更包括聚丙騎、聚丙烯酸鹽以及含有丙烯酸鹽單元的共聚物中的至少—種。 14 丄 ^3280 22529pif 又，本發明是關於[33] —種研磨方法’其是將研磨對象物以其被研磨面與研磨墊相對的狀態下保持於研磨墊上’在研磨墊與被研磨面之間供給研磨劑’同時令研磨墊與研磨對象物相對滑動以研磨對象物，其中研磨劑是使用上述第[1]項至第[21]項中任一項所述之氧化矽用研磨劑。根據本發明可提供一種研磨劑及研磨方法，其用作研磨氧化秒膜之半導體製程的化學機械研磨技術，可高速研磨多晶矽膜上的氧化矽膜，並且於多晶矽膜露出時，能夠抑制對多晶矽膜的研磨。本申請案的揭示内容與於2005年n月u日提出申請 =日，專利中請案特願第·5_327422號所揭示的主“ 關，其揭示内容以引用的方式併入本案中。【實施方式】㈣坦膜上的氧化中添加抑制對多晶二;：成，水研磨速率，藉此可使兩麵研磨料日石夕膜之發明者進而發現可藉心磨二氧化錦，徑的平均值介於心為： 1323280 22529pif 其原因是存在以下傾向：以TEOS-CVD法等所形成— 石夕臈之研磨用的氧化飾研磨劑，其氧化肺子的―白^化愈大且結㈣形愈少（即結晶性缺），缝㈣進=徑研磨，但卻易造成研磨損傷。此處所謂一次粒子，θτ向逮掃描型電子顯微鏡（SEM)觀察到的與圍在晶 ^以的微晶（crystallite)尺寸相當之粒子。；1周圍本發明中，製作氧化鈽粉末的方法可使用_

飾、猶鈽、硫酸鈽、草_等鈽錄的方法過氧化氫等的氧化法。般燒溫度較佳是介於35(^至9:用之間。以上迷方法製造的氧化#粒子容^凝集，因此對其進行频粉碎，其料難是❹仙研磨機 f的乾式粉碎或使用行星珠磨機（plan mill)等的濕式粉碎方法。上述研磨粒的二次粒徑的中間值較佳是⑽〜m、更佳是G.G5〜G.3"m。若二次粒徑的中間值小於Q的卿，則

研磨速率錢低；若超過Q5〃m，則易使被研磨生研磨損傷。將該等研磨粒分散於水中即得研聚（slurry)，盆分散方法除❹通常攪拌機的分散處理以外，亦可使用均質機 (h〇m〇geniZer )、超音波分散機、濕式球磨機_ 等。研磨劑中的研磨粒濃度並無限定，但就分散液（研衆）的操作容易性而言，較佳是在Q1〜2Qwt%的範圍内，更佳是在0.2〜1〇 wt%的範圍内，特佳是在〇 $〜$ wt%的範圍内。研聚中也可含有研磨粒的分散劑。因使用於研磨半導 22529pif 内1故研磨粒分散劑中的納離子及自素、硫的含量較佳降低到小於離子專驗金屬以佳的是含有丙雜銨鹽作為共聚八啊。例如’較就研磨劑中的粒子分散性“防:^子分散劑。 :損傷與分散劑添加量的關係而言，相；甚至研 ^粒子的分散劑添加量較佳是在重量份研内。分散劑的重量平均分子量好/〗⑽.n重讀的範圍

二:’則在研磨氧化帅夺難以獲得足夠二量超過_°，則黏度變高、研磨Ϊ 補。另外’重量平均分子量是以凝膠滲以 ;;=tionchr_—^

口所1作的本發明之氧化々用研磨劑（以下簡稱研磨別）中的研磨粒具有粒徑分佈，故較佳的是全體的99體積 %的對應粒#(D99)小於等於u陣。若D99超過i 〇㈣，' 則擦傷（scratch，即研磨損傷）的產生會增多。研磨劑中的研磨粒的二次粒徑的中間值可以光散亂法進行測疋’其例如疋使用粒度分佈計（Maivern instruments 製造，Mastersizer Micro Plus 等）。另外，研磨劑中的固體全體中的大於等於的粗大粒子的含量以少者為佳。當固體全體中大於等於知m的粒子含量小於等於500 ppm時’擦傷減低效果明顯，故較佳；小於等於200 ppm時，擦傷減低效果較大，故更佳；小於 1323280 22529pif 等於100 pPm時，擦傷減低效果又更大，故特佳。 =等们声的絲子的含量，可對以孔徑3辦過 =(驗）過濾而被捕㈣粒子進行質 =:量的方法’可利用-、分級等方法，然而 *八Ϊ發：Ϊ多晶矽膜研磨抑制劑較佳是非離子系水溶性寺別是，若測定本發明之研磨劑的研磨對進行之===：===抑制研磨面較容易被非離子“ 〜R L合11同刀子的重置平均分子量較佳在500〜3〇〇萬的乾圍内，更佳在！，_〜萬的 ^的 ==大時，其附著於多晶销表二= 效果越而。然而，若重量平均分子量過大抑制劑黏度提高、研磨粒沈澱等不良情、：研磨 ====== 等於，，更佳小於等於2萬，特小* 夕晶矽膜研磨抑制劑的首例是：萬。丙稀酿胺及其α-取代衍生物所組==酸胺、甲基單取代娜二取代衍生物作為骨架 1323280 22529pif

該等水溶性高分子中，較佳的是使用自下述通式(i)以及(II)所表示的聚合性單體中選出的至少一種而得之聚合物或共聚物。又，也可以是使用通式(I)所表示的聚合性單體及通式(II)所表示的聚合性單體兩者而得之共聚物。又，也可以是與通式⑴及(II)所表示的聚合性單體以外的、例如丙烯酸、CcCu的丙烯酸酯、曱基丙烯酸、C丨〜Ci8的曱基丙稀酸醋、丙稀酿胺、乙稀醇（vinyl alcohol)、丙稀腈、乙稀基°比σ各烧酮（vinyl pyrrolidone)、乙稀基。比°定、醋酸乙稀醋、順丁稀二酸（maleic acid )、反丁稀二酸（fumaric acid )、伊康酸（itaconic acid )、對乙烯基苯曱酸（p-styrene carboxylic acid )等可聚合單體進行共聚合而成者。聚合物或者共聚物以重量平均分子量大於等於500，且可藉由自由基聚合等方法而獲得者為佳。

Ri H,C=C ,、 ^ ( I ) r2

〇/ N r3

Ri (M)

H2C=C

在通式(I)中，Ri表示氫原子、曱基、苯基、苄基、氯基、二氟曱基、三氟曱基或氰基，R2、R3各自獨立表示氫 19 (S ) 22529pif 原子c丨〜c丨g的院基鍵、經甲其十7於甘皆氣原子之情形。在通式·;m士但不包括兩者苯基，、氣基、二氟嗎。林基、硫代嗎。林基、料蝴㈣Γ 4 架的=====代衍生物骨丁基丙_胺、N-異丁基丙稀酿胺、二三、一“2續、N•庚基丙觸胺、队辛基⑽_、N-:，及辛基丙«胺、Ν·十二院基__、N_十八统 =，甲基丙稀_、N韻基丙稀酿胺、N二胺安、N_f基甲基丙稀酿胺、N-乙基甲基丙_ ί田宜甲基丙烯酿胺、N-異m丙烯酿胺、时 f甲基丙稀_、N-異丁基甲基丙烯_、N_三級丁基甲基，胺、N-庚基甲基丙烯醯胺、沁辛基甲基丙稀酿 =-級辛基甲基丙_胺，N•十二絲甲基丙稀醒，：十八烷基甲基丙烯醯胺’沐羥甲基甲基丙烯醯胺、二乙甲基丙稀酿胺、N_二丙嗣甲基丙稀酿胺等具有N_ 單取代衍生物之骨架的化合物類；以及 N，N-一甲基丙烯醯胺（RNjimethy acM_ide )、Ν，Ν· 二乙基丙烯醯胺、Ν，Ν_二丙基丙烯醯胺、Ν，Ν_二異丙基丙烯醯胺二Ν，Ν-二丁基丙稀醯胺、Ν，Ν_二異丁基丙烯醯胺、 Ν，Ν_一二級丁基丙烯醯胺、Ν，Ν-二庚基丙烯醯胺、Ν，Ν_: 辛基丙烯醯胺、Ν，Ν_二三級辛基丙烯醯胺、Ν，Ν-二十’二烷 20 1323280 22529pif 基丙烯fc胺 -----丄、，丄、一,-〜/土、rva,, 口皿"X 一性1T 巷内細酿胺、N，N-一乙基丙細酿胺、N，N-二丙嗣丙稀酿胺、 N，N-二甲基甲基丙烯醯胺、Ν,Ν-二乙基甲基丙烯醯胺、 N，N-二丙基甲基丙烯醯胺、n，N-二異丙基甲基丙烯醯胺、 N，N-二丁基甲基丙烯醯胺、N，N_二異丁基曱基丙烯醯胺、 N，N-二二級丁基甲基丙烯醯胺、N，N-二庚基曱基丙烯醯胺、N，N-二辛基甲基丙烯醯胺、N，N_二三級辛基甲基丙烯醯胺、N，N-二十二烷基甲基丙烯醯胺、N，N_二十八烷基甲基丙烯醯胺、n，n-二羥甲基甲基丙烯醯胺、N，N_二乙ς甲基丙烯酿胺、Ν，Ν-二丙Μ基丙稀酿胺、丙稀酿基派。定 (acryloyi piperidine)、丙烯醯基嗎啉（acryloyl 爾―）、丙烯醒基硫代嗎啉（aCryloyl r:Ph°line)、丙_基鱗咬（㈣。yl pym)脑㈣獨使合物類。料化合物可單水溶膜研磨抑制劑的另-例子是同為為水:性卩制劑的其他例子包括同是：如，9-四子基_5·癸块_4 氣乙稀加成物例如四甲其s八，一坪-一聚乳乙烯醚、2,4 7 9- 及聽表响—就水溶性癸块-一:果氧：:：’—… C S ) 21 1323280 22529pif 另外，其他多晶石夕膜研磨抑制劑例如是下述通式(in) 所表示的化合物及/或下述通式（IV)所表示的具有炔鍵的有機化合物。 R·1—C=C—R2 (in) (通式(III)中’ R1表示氫原子或碳數1〜5的取代或未取代烷基，R2表示碳數4〜1〇的取代或未取代烧基）。

B3-C-(-O-Ry-〇'H rn 111 αν) R"-C-^〇-Bbj〇H Re n (通式(IV)中’R3〜R6各自獨立表示氫原子或碳數卜5的取代或未取代烧基，R7、R8各自獨立表示碳數1〜5的取代或未取代的伸烧基，m、n各自獨立表示正數）— 直鏈再其他的多晶矽膜研磨抑制劑例如是烷氧化使用以上所舉例之多晶石夕膜㈣^ ΡΉ值較佳在5.0〜8.0的銘η %苗&卩制…的研磨劑的若ΡΗ值小於5，則銜圍内’ ^土在6.〇〜7.0的範圍内。大^，則對氧化石夕膜的研磨速率會下降。右ΡΗ ，發明之研磨劑的ρΗ 如，橫河電機股份有限公；^歧用PH計（例標準緩衝液（鄰苯二甲J 咖)’且以兩種 4 91·^,, τ Θ义鹽 pH 緩衝液，9<;〇r 4.21’中性磷酸鹽pH緩衝 25 C下PH值為 2點校正’隨後將電極置 Ρί|值為6.86)進行 5d Υ，測定經過2或更多 22 1323280 22529pif 分鐘穩定後的值。Η (ΤΜΑΗ)等鹼成分或酸進行;周整氣水、魏化四甲基銨兩種iCf抑制劑可單獨使用一種’但較佳是併用或更夕種，特佳的是使用含有二或更多種的群（以由丙烯醯胺、曱其上u方矢之族群中任—:二基_胺及其&取代衍生物所組成、子枳—者的Ν-單取代或__二取代街生物狀水溶性高分子化合物，聚乙m = ::成:及，所表示的化合物，通綱所表示:化：物，以及烷乳化直鏈脂族醇）中所選出者。 ° 如以研磨劑的量為100wt%，以上，的添加量較佳在大於等於_5 wt%小;;等=磨= 犯圍内’即佔研磨劑的Q.〇〇5〜2wt%。若不到。。W。。6，則:f晶賴的㈣效果較低；若超過2 wt%，m 導致流動性降低。又夂大或者由於凝膠化而本發明可使用的其他多晶销研聚乙稀鱗_、含有乙烯对如卩，又例如是：將兩者泛稱為聚乙稀轉燒綱類）。=共聚物（以下聚乙烯吡咯烷酮類的添加量較佳、、汗磨劑的總量，内。又，聚乙稀__==〜^°/〇的範圍 10,000〜^，麵。若不到_〇,則平交佳是若超過1，200,000，則研磨粒容易凝隼。特性不足；酮類的研磨劑的pH值較佳在5〇用/《乙烯吡咯烷 W範圍内。若PH值不到更佳在則對多晶矽膜的研 23 1323280 22529pif 磨速率易變大；若pH值超過12，則氧化矽膜的研磨速率 • ^下卩牛。此聚乙稀°比略炫酮類也可與先前所舉例的其他多日日矽膜研磨抑制劑併用。又’本發明之研磨劑也可以併用其他的水溶性高分子"、並热特別限制，例如是：褐藻酸（alginic acid )、果 I 酉义（pectic acid )、缓曱基纖維素（carboxyl methyl cellulose )、瓊脂、卡德蘭膠（curdian )以及支鏈殿粉 (Pulhllan)等多糖類；聚天冬醯胺酸（polyasparagine)、 t榖胺酸（P〇lyglutamine)、聚離胺酸（p〇lylySine)、聚羥基丁一酸（p〇ly(malic acid))、聚曱基丙烯酸、聚曱基丙烯酸敍鹽、聚甲基丙烯酸鈉鹽、聚醯胺酸、聚順丁烯二酸、聚伊康酸（p〇ly(itac〇nic acid))、聚反丁稀二酸、聚（對乙烯基苯曱酸）、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、胺基聚丙稀酿胺、聚丙烯酸銨鹽、聚丙烯酸鈉鹽、聚醯胺酸銨鹽、聚醯胺酸鈉鹽以及聚乙搭酸（gly0XyliC acid)等聚幾酸及其鹽類；聚乙細醇以及聚丙稀搭（p〇lyacr〇lein)等乙稀系聚合物等。 φ 重量平均分子量較佳是大於等於500，而為了避免黏度變高、研磨劑的保存穩定性下降等問題，其值較佳是小於等於 50,000 〇特佳的是，將聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽及含内稀酸鹽單元之共聚物中的至少一種用作提昇氧化膜表面平坦度的添加劑。相對於100 wt%的研磨劑，聚丙烯酸、聚丙稀酸鹽及含丙稀酸鹽單元之共聚物的添加量較佳在0.01〜5 wt%的範圍内。若不到〇.〇 1 wt%，則提昇平坦度的效果降低；若 24 22529pif 超過5 wt%丄則易產生研磨救的凝集。又，该等多晶矽膜研磨抑制劑全面平坦相添加娜用上所舉的提昇磨抑制劍，即使與聚丙/、':亡述水溶性多晶矽膜研元之共聚物等用以提文來丙稀酸鹽或含丙烯酸鹽單問題。用叫计千坦性的添加劑併用，也不會^ ^本發明之研磨劑用添加液氧化矽膜的研磨劑，、研磨多晶矽上的本發明之氧切用IS曰石夕研磨抑制劑以及水。，分為含研磨= 型態來 :丨及水的添力，，·亦可以預含磨抑制保存時，可任意改變二=了式研磨劑之型態待性及研磨速率。在以上.卜^ .比例，以调整平坦化法之一是盥处—液式研磨劑研磨基板時，方合济不同的配管輸送添加液，且使這“ί :::::較佳_-在添== -是可:厂 =研磨電=磨:氧化· 所形成之氧化石夕膜，是使用單石夕^ °利用=⑽法用氧氣（⑻作為氧源，在(^)作為石夕源，使、〇2氧化反應♦並視=1辦㈣溫下進行而要而麵行CVD後於低於 25 1323280 22529pif

等於1000°c的溫度下進行熱處理。在為藉由高溫熱流 (reflow )達成表面平坦化而摻雜磷時’較好的是使用 SiH4-OrPH3反應氣體。電漿CVD法具有可在低溫下進行於通常熱平衡條件下需要高溫之化學反應的優點。電漿產生法的例子有電容耦合型與感應耦合型兩種。反應氣體例如是以S1H4為矽源、κο為氧源之SiH4_N2〇系氣體，或疋以四乙氧基矽烷（TEOS )為矽源之TE〇s_〇2系氣體（對應TEOS·電漿CVD法）。基板溫度較佳在25〇〜4〇〇〇c的範圍内’反應壓力較佳在67〜_ pa的範圍内。另如上所述，亦可將破、硼等元素摻入氧化矽膜中。』用一…広叩风夕日口日矽膜時，亦可以SilL A 矽源，於基板溫度600〜1000oc下進行。局魅之研磨方法’是將研磨對象物以其被研磨面與研磨墊相對之狀態而保持於研磨墊上 ς 磨塾與被研磨面之間，同時使研磨墊與研物’其特徵為：研磨劑是使用上述抑明: 乳化石夕用研磨劑。作為研磨對象物之盘』月之關的基板例如是：在多晶賴上形造有就控制研磨停止的容易性而言，在氧化石^石的基板。與多晶销研磨速率的比值（即選擇 ^研磨速率研磨速率/多晶⑪研磨料大㈣於】以氧化石夕率方面，氧化矽膜的研磨速率較佳 '、，’ 土。在研磨速大於等於10〇nm/min更多、荨於50 nm/min，於10 _/min，小;nm/ 研磨速率較佳小於等寺於Μ*咖更佳。研錢置方面 26 1323280 22529pif 可使用具有保持基板的固持器⑽㈣以及可貼附研磨布（墊）且安裝有可變轉速馬達等的平臺的普通研磨研磨布雜類並無__，可制普通領布、發胺酉旨（—η0、多孔質氟樹脂等。又，研磨^交: 經過加工，以在其中形成可留存研磨劑的溝槽。研磨條件亦無限制，為防止基板飛出，平臺的佳是小於等於200 min-i的低轉速；為防止研磨損傷產生,

基板上所施加的壓力較佳小於等於9_8xl〇4Pa。在研磨期間，以泵等工具將研磨劑連續供給至研磨布，其供給量並，限錄佳足賤研磨劑財覆蓋研磨布的表面。接著、々丨L K充刀⑺洗研磨結束後的基板，再使用自旋乾燥 ^spm dryer )等將附於基板上的水滴甩落，然後使之乾燥。 [實例] $ 以下藉由一些實例來說明本發明，但本發不限定於這些實例。祀图亚 (氧化飾粒子之製作）

將2 kg碳酸鈽水合物置於鉑製容器中，於空氣中般燒2小時，而得約1 kg黃白色粉末。以χ線繞射行相鑑定’可確認其為氧化鈽。煅燒粉：粒仏'、。〇#m。以掃描型電子顯微鏡觀察此般燒粉末粒子表面可觀祭到氧化鈽的晶粒邊界。測定圍繞在晶粒邊界周圍的，卜次粒徑，其基於體積分佈的 190，，取大值為500 _。使用喷射研磨機（jet m⑴）對 g氧匕鈽4末進行乾式粉碎後，以掃描電子顯微鏡觀察 27 1323280 22529pjf 粒子4現除與—次粒徑相同尺寸的較小粒子以外， =雜有I’m的大粉碎後殘留粒子及⑴ 的粉殘留粒子。 (氧化鈽研漿之製作）、、六、將以上衣作白勺lkg氧化鈽粒子與23 g聚丙烤酸敍鹽水 :/夜（4〇wt/。）與8977 g去離子水混合，—面撥拌一面實仃超音波分散達1G分鐘。接著以微聖過遽器（—π。·:) 過濾所得研漿’再添加去離子水，以得5 wt%的研漿，其 f值為8·3。為了以雷射繞射式粒度分佈計測量研聚粒 =，而將哺_至適當濃度，測定之結果為：粒徑的中間值為190 nm。 (水溶性高分子之準備）水溶性高分子1 筚K H由和光純藥卫#公司製造的聚乙稀轉細（試水溶性高分子2 藥由；光杨工業公司製造的聚乙稀°比略烧酮（試水溶性高分子3_丨[合成例1] ” =2吨去離子水、2〇g2_丙醇投入！升燒瓶中鼠軋裱丨兄下一面攪拌—面升溫至9〇〇c 取、發劑（和光純藥工章月^八女\⑹讀將u弓I 解於刚8丙_基：商品名_)溶瓶中。其後，於9〇i tl’、f用時將戶斤得溶液注入燒下保1 5小時，隨後進行冷卻並取 28 1323280 22529pif 出之，以準備水溶性高分子溶液。溶液中的水溶性高分子濃度為25.3%。 ' 水溶性高分子3-2 [合成例2] - 以合成例1的方法使50g Ν,Ν-二乙基丙烯醯胺、50g . 丙烯醯基嗎啉進行合成反應，並準備水溶性高分子溶液。溶液中的水溶性高分子濃度為25.1%。水溶性高分子3-3 [合成例3] 以合成例1方法使50gN,N-二乙基丙烯醯胺、50gN,N-• 二曱基丙烯醯胺進行合成反應，並準備水溶性高分子溶液。溶液中的水溶性高分子的濃度為25.0%。水溶性高分子3-4 [合成例4] 以合成例1的方法使l〇〇g Ν,Ν-二曱基丙烯醯胺進行合成反應，並準備水溶性高分子溶液。溶液中水溶性高分子的濃度為25.1%。水溶性高分子4 準備由第一工業製藥公司製造的聚乙二醇（試藥P E G -φ 4000)。水溶性高分子5 準備2,4,7,9-四曱基-5-癸炔-4,7-二醇，是為一種炔系二醇。水溶性高分子6 準備由BASF公司製造的試藥LF-401，是為一種烷氧化直鏈脂族醇。水溶性高分子7 29 (S ) 1323280 22529pif 準備聚丙烯酸（日本純藥股份有限公司製，商品名： Jurymer AC-10S )。 (研磨劑之製作）研磨劑1 將以上準備的氧化鈽研漿（固形分5 wt%)取6〇〇g與作為多晶矽膜研磨抑制劑之水溶性高分子丨的聚乙烯吡嘻:ί元酮及2399g去離子水混合，以製作研磨劑（氧化鋪} wt/〇) ’再使用微量硝酸將研磨劑的值調整為6 5。研磨劑2 將以上準備的氧化·糧（固形分5wt%)取600 g與 2 g作為Μ賴研磨抑制劑之水溶性高分子2的聚乙焊吼 7酮ϋ3,去離子水混合，以製作研磨劑（氧化錦1 ::再使用微量確酸將研磨劑的阳靖^ 將以上準備的氧化鈽研漿（固形分5赠〇.5g作為多晶魏研磨抑侧之水溶 g與吡咯烷酮、7〇g作為氧化刀十1的聚乙烯的冷液及2329.5g去離子水混合，以^々子7 1 wt%)，再使用微量氨水將研磨義=(氧化錦研磨劑4 值5周整為6.5。將以上準備的氧化鈽研漿（固形分5你 2〇g作為多晶石夕研磨抑制劑之水溶性高。取_g與的溶液與及23心去離子水混合，以=(合成例！）

1 Wt%) J pH 30 1323280 22529pif 研磨劑5 除使用水溶性高分子3-2 (合成例2)的溶液代替作為多晶石夕研磨抑制劑之水溶性高分子3-1 (合成例1 )的溶液以外，研磨劑5的製作方法與研磨劑4相同。研磨劑6 除使用水溶性高分子3-3 (合成例3)的溶液代替作為多晶矽研磨抑制劑之水溶性高分子3-1 (合成例1)的溶液以外，研磨劑6的製作方法與研磨劑4相同。研磨劑7 除使用水溶性高分子3-4 (合成例4)溶液代替作為多晶石夕研磨抑制劑之水溶性高分子3-1 (合成例1 )以外，研磨劑7的製作方法與研磨劑4相同。研磨劑8 將以上準備的氧化鈽研漿（固形分5wt%)取600g與 10g作為多晶矽研磨抑制劑之水溶性高分子3-1(合成例1) 的溶液、70g作為氧化膜高平坦化劑之水溶性高分子7的溶液及2320g去離子水混合，以製作研磨劑（氧化鈽 lwt%)，再使用微量氨水將研磨劑的pH值調整為6.5。研磨劑9 除使用水溶性高分子3-4 (合成例4)的溶液代替作為多晶矽研磨抑制劑之水溶性高分子3-1 (合成例1)以外，研磨劑9的製作方法與研磨劑8相同。研磨劑10 將以上準備的氧化鈽研漿（固形分5wt%)取600g與 22529pif 作為氧化膜高平垣化l制劑之水溶性高分子4的溶液、70g 去離子水混合，以制Μ之水溶性高分子7的溶液及2325g 量氨水將研磨劑=研磨劑（氧化# 1 Wt%)，再使用微研磨劑η的阳值調整為以。 C 5wt%) ^ 600^ ^ 作為氧二研

去離子m以性高分子7的溶液及232巧旦 I作研磨劑（氧化鈽1 wt%)，再使用微里乳水將研磨劑的pH值調整為6.5。研磨劑12 將以上準備的氧化鈽研漿（固形分5wt%)取600 g與 '作，$，研磨抑制劑之水溶性高分子6的溶液、70g 作為氧化膜高平坦化劑之水雜高分子7的溶液及2325g 子水混合，以製作研磨劑（氧化鈽1 wt%)，再使用微量氨水將研磨劑的pH值調整為6.5。

研磨劑13 將以上準備的氧化鈽研漿（固形分5wt%)取600g與 2400g去離子水混合，以製作研磨劑（氧化鈽i加％)，再使用微量氨水將研磨劑的^^值調整為6 5。研磨劑14 將以上準備的氧化鈽研漿（固形分5wt%)取6〇〇g與 70g作為氧化膜高平坦化劑之水溶性高分子7的溶液及 2330g去離子水混合’以製作研磨劑（氡化鈽1 wt%)，再 32 22529pif 22529pif pH值調整為6.5。 :=氨水將研磨劑 12 備的氧化錦研漿（固形分5wt%)取600g與的ί液仏水溶性高分子3·1(合成例1 ) wt〇/ X $ β ω丈'雖子水混合，以製作研磨劑（氧化鈽1 鉼凉° t丨κ 微量氨水將研磨劑的PH值調整為4.5。研磨劑16 μ 1 字S準備的氧化飾研聚（固形分5wt%)取60〇g與曰石夕研磨抑制劑之水溶性高分子3](合成例！）、:Γ至It離子水混合，以製作研磨劑（氧化鈽1 使用彳放里氨水將研磨劑的ρΐί值調整為9.0。。將Γ上準備的氧化錦研1灵（固形分5wt%)取60〇g與你田t旦離子水混合’以製作研磨劑（氧化筛1 wt%)，再使用楗置氨水將研磨劑的？1^值調整為4,5。研磨劑18 將以上準備的氧化錦研漿（固形分5Wt%)取600g與 2400g去離子水混合，以製作研磨劑（氧化鈽〗)，再使用微量氨水將研磨劑的pH值調整為9 ()。各研磨劑的組成及pH值不於表1〜表3。 (研磨評量之實例）實例1 前述研磨齊11，—面滴加於貼附在研磨機平台上、1上，一面以下述的評量用基板及研磨條件進行 1323280 22529pif CMP，再進行下述之評量項目。 <評量用基板> 基板1 :其上形成有厚度0.8/mi之氧化矽膜（P-TEOS) 的8忖包復層基板（bianket substrate)。 - 基板2 :其上依序形成O.l/mi氧化矽膜及膜厚〇.4ym 之多晶石夕膜的8吋包覆層基板。 <評量條件> 研磨裝置：AMAT公司的MIRRA機台，其平台尺寸 •為 600 旋轉式（rotary type)平台研磨墊：NittaHaas公司製的IC-1000/Suba40〇，具有同心圓溝槽之發泡二層墊、研磨壓力：25 kPa 平台轉速：98 mirT1 研磨劑流量：20〇ml/min 研磨時間：1 min <評量項目及評量方法〉 # CMP的氧化矽研磨速率：以光學式膜厚測定裝置求對基板1進行ανιρ前後的膜厚差。 / CMP的多晶矽研磨速率：以光學式膜厚測定裝置求對基板2進行CMP前後的膜厚差。曰評量結果是，氧化矽膜的研磨速率為160nm/min，夕曰曰石夕的研磨速率為〇 7nm/min。氧化石夕/多晶石夕膜二率比為228。 J汁增速實例2 34 丄奶280 22529pif ^例使用前述研磨劑2，以與實例ι相同條矽膜的=多晶石觸磨速率之評量β評量結果是，雜的研磨速率為―η，多晶石夕的研磨逑率/化 *化發/多晶賴的研磨速率比為⑹。.'、、u 貫例3 切磨劑3’以與實例1相同條件進行η 5 石夕膜的研磨速率為9“m/min，多㈣的；；=為氣化 nm/min。氧化砂/多晶矽膜研磨速率比為％。 ’、‘、實例4 本例使用前述研磨劑4,以與實例j相同條〜化矽膜及多晶矽膜的研磨速率之評量。評量結果^，了氧石夕膜的研磨速率為270 nm/min ’多晶⑪的研磨逑率氧化 nm/min。氧化石夕/多晶石夕膜研磨速率比為225。 '' ^ 實例5 本例使用前述研磨劑5，以與實例丨相同條件進〜一化石夕膜及多晶石夕膜的研磨速率之評量。处日氣 |里、、，口禾疋，氧彳卜石夕膜的研磨速率為250 nm/min，多晶矽的研磨逮率為1 nni/rnin。氧化梦/多晶碎膜研磨速率比為。、實例6 本例使用前述研磨劑6，以與實例1相同條件進行一化石夕膜及多晶石夕膜的研磨速率之評量。評 0 至、·、口禾疋，氣化矽膜的研磨速率為200 nm/min，多晶矽的研磨速率為I $ nm/min。氧化矽/多晶矽膜的研磨速率比為〗幻。 . 35 1323280 22529pif 實例7 本例使用前述研磨劑7 化石續及多晶石夕膜的研磨速率了旦们相同條件進行氧石夕膜的研磨速率為190 ηιη/_。結果是，氧化

:。氧一頻的研迷率為U 本例使用研磨劑8，以與實膜及多晶矽臈的研磨速率之評量目：：：進行氧化矽的研磨速率為160 nm/min，。里:果疋，氧化矽膜 =。氧化一膜的研==逮率為。.8 膜及用研磨劑9，以與實例1相同條件進行氧化石々 Μ及夕日日矽膜的研磨速率之評量。評量結，&虱化矽

的研磨速率為m麵/min，多曰曰曰石夕的研 1乳化石夕膜 nm/min。氧化矽/多晶矽膜的研磨速率比為17〇 ( 實例10 本例使用研磨劑10，以與實例1相同條件進行，膜及多晶矽膜的研磨速率之評量。評量結果是，化矽的研磨速率為180 nm/min ’多晶石夕的研磨逮率、月莫 nm/min。氧化矽/多晶矽膜的研磨速率比為ι8〇。 ' : 1 實例11 本例使用研磨劑11，以與實例1相同條件進行，

膜及多晶矽膜的研磨速率之評量。評量結果是，氧^化矽的研磨速率為18〇 nm/min，多晶矽的研磨年砂膜 36 1323280 22529pif nm/min。氧化石夕/多晶石夕膜的研磨速率比為90。 . 實例12 本例使用研磨劑12，以與實例1相同條件進行氧化矽膜及多晶矽膜的研磨速率之評量。評量結果是，氧化矽膜 - 的研磨速率為150 nm/min，多晶ί夕的研磨速率為] nm/min。氧化石夕/多晶石夕膜的研磨速率比為150。比較例1 本例使用研磨劑13，以與實例1相同條件進行氧化矽 ® 膜及多晶矽膜的研磨速率之評量。評量結果是，氧化矽膜的研磨速率為410 nm/mim，多晶石夕的研磨速率為90 nm/min。氧化石夕/多晶石夕膜的研磨速率比為4.6。比較例2 本例使用研磨劑14，以與實例1相同條件進行氧化矽膜及多晶矽膜的研磨速率之評量。評量結果是，氧化矽膜的研磨速率為260 nm/min，多晶$夕的研磨速率為60 nm/min。氧化石夕/多晶石夕膜的研磨速率比為4.3。 φ 實例Π 本例使用研磨劑15，以與實例1相同條件進行氧化矽膜及多晶矽膜的研磨速率之評量。評量結果是，氧化矽膜的研磨速率為22 nm/min，多晶石夕的研磨速率為0.8 nm/min。氧化石夕/多晶石夕膜的研磨速率比為27.5。實例14 本例使用研磨劑16，以與實例1相同條件進行氧化矽膜及多晶矽膜的研磨速率之評量。評量結果是，氧化矽膜 37 (S > 35 1323280 22529pif

的研磨逮率為280 nm/min，夕曰 nm/min 〇比較例3 疋手比為8.0 本例使用研磨劑Π，以與實 75 膜及多晶碎膜的研磨速率之評量進行氣化石夕的研磨速率為435 nm/min，多晶二=’氧化石夕模氧切賴的研磨速率比為5.8。

本例使用研磨劑18，以與實例1相同條件進行〜的研磨速率之評量。評量結果是，氧勺研磨連率為432 nm/mm，多晶矽的研磨速率為ΐι〇 nm/min。氧化矽/多晶矽膜的研磨速率比為3·9。各實施例、比較例的研磨速率及研磨速率比列示於表1〜表3中。 [表1] ---------- 實例1 實例2 實例3 實例4 實例5 實例6 實 ίΓΓ] 研磨劑研磨劑1 研磨劑2 研磨劑3 研磨劑4 研磨劑5 研磨劑6 研磨劑7 氧化錦（5wt%) 600 600 600 600 600 600 600 水>谷性向分子1 1 0.5 __ 水溶性高分子2 2 _ 水溶性高分子3-1 20 . _ 水溶性高分子3-2 20 _ - 水溶性高分子3-3 20 - 水>谷性向分子3-4 _ - 20 水溶性高分子7 70 _ _ - - 去離子水 2399 2398 2329.5 2380 2380 2380 2380 pH值 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6Τ5 氧化矽之研磨速率 (nm/分） 160 250 90 270 250 200 190 多晶石夕之研磨速率 (nm/分 Ί 0.7 1.5 3.5 1.2 1 1.5 1.1 氧化矽與多晶矽之 .研磨速率比 228 167 26 225 250 133 173 38 (£ ) 1323280 22529pif

[表2] 實例8 實例9 實例10 實例11 實例12 研磨劑研磨劑8 研磨劑9 研磨劑10 研磨劑11 研磨劑〗2 氧化鈽（5 wt%) 600 600 600 600 600 水溶性高分子1 - 墨 - - - 水溶性高分子2 - - - - - 水溶性高分子3-1 10 - - - - 水溶性高分子3-2 - - - - - 水溶性高分子3-3 - - - - - 水溶性高分子3-4 - 10 - - - 水溶性高分子4 - - 5 - - 水溶性高分子5 - - - 5 - 水溶性高分子6 - - - - 5 水溶性高分子7 70 70 70 70 70 去離子水 2320 2320 2325 2325 2325 pH值 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 氧化石夕研磨速率 160 170 180 180 150 (nm/分）多晶石夕的研磨速率 0.8 1 1 2 1 (nm/分）氧化矽與多晶矽的 200 170 180 90 150 研磨速率比

[表3] 比較例1 比較例2 實施例13 實施例14 比較例3 比較例4 研磨劑研磨劑13 研磨劑14 研磨劑15 研磨劑16 研磨劑17 研磨劑18 氧化飾（5wt%) 600 600 600 600 600 600 水溶性高分子1 - - - - - - 水溶性高分子2 - - - - - - 水溶性高分子3-1 - - 12 60 - - 水溶性高分子3-2 - - - - ~ - 水溶性高分子3-3 - - - - - - 水溶性高分子3-4 - - - - ~ - 水溶性高分子7 - 70 - - - 去離子水 2400 2330 2388 2340 2400 2400 pH值 6.5 6.5 4.5 9.0 4.5 9.0 氧化石夕之研磨速率（nm/分） 410 260 22 280 435 432 多晶矽之研磨速率（nm/分） 90 60 0.8 35 75 110 氧化矽與多晶矽之研磨速率比 4.6 4.3 27.5 8.0 5.8 3.9 (s 39 22529pif 夕本發明之實例1〜l4中，氧化矽膜 … 多晶矽的研磨速率較低，使得氧化砂“磨迷率較高’ 率比變得足夠大，故多晶石夕可用作中止^ i夕日日石夕的研磨速 4.5的實例13中氧化矽膜的研磨逮率^。由於pH值為例U中多晶矽膜之研磨速率稍高，g，’pH值為9的實 PH=5〜8的範圍内實用性較高。另—=可知此種研磨劑在矽研磨抑制劑之比較例丨、3、4中，&面，於不使用多晶較大，但多晶矽的研磨速率也變大，，化=肤的研磨速率中止層。又，於比較例2這種不使 7夕日日矽無法用作使用添加劑之情形時’多晶矽的研磨：:：石:磨抑制劑而化矽臈與多晶矽之研磨速率比變大。、、乂同，無法使氧如上所述，本發明可提供— 化石夕膜之半導體製㈣化學機械㈣㈣膜上的氧高速研磨氧化残，並且在多 =MP)技術中，可晶石夕膜之研磨的研磨劑，以及^方^時賴抑制對多 [產業上之可利用性] 名万法。根據本發明，可提供—種於程的CMP技術中，麻夕汗磨乳化石夕膜之半導體製並且在多晶矽膜露出日士 At鉤生Ul夕晶矽膜上的氧化矽膜，劑，以及研磨方法。^ ° D對多晶⑪膜之研磨的研磨【圖式簡單說明】無【主要元件符號說明

Claims

22529pif 爲第95141629號中文專利範圍無劃線修正本修正曰期:98年7月1日广•〜•一一 ·，晶矽上&氧也一~ ’其中氧化矽與十、申請專利範圍： 1.一種氧化石夕用研磨劑，用以研磨多膜’包括研磨粒、多晶矽研磨抑制劑及水多晶矽之研磨速率比大於等於1〇。 τπ寸π祀固矛i峒呵邋之氧化矽用研磨劑，中該多晶矽研磨抑制劑是以由丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺及其α-取代衍生物所組成之族群中任一者的\_單取代衍= 物或N，N-二取代衍生物作為骨架之水溶性高分子。' 3.如申請專利範圍第2項所述之氧化矽用研磨劑，其中該水溶性高分子為一聚合物或共聚物，其包含由下述通式(I)所表示的聚合性單體及下述通式(11)所示的聚合性單體所組成之族群中選出的至少一種聚合性單體的單元，」1 . ΗξΟ.......C [ (Ο ! (通式(1)中’ R1表示氫原子、甲基、苯基、苄基、氯基、二氟甲基’三氟甲基或氰基’R2、R3各自獨立表示氫原子、 C广C1S的烷基鏈、羥曱基或乙醯基’但不包括兩者皆為氫原子之情形） 22529pif

(通式(II)中，R〗表示气二氟甲基、三1甲基錢^=笨基、¥基、氯基、 °比洛咬基或腺咬基）。^ 4不馬琳基、硫代嗎淋基、 4. 如申請專利範圍、中該多晶矽研磨抑制劑為之氧化矽用研磨劑’其 5. 如申請專利範圍中=研磨抑制劑為块 6. 如申請專利範圍第！項所述之氡切用研磨劑，其中該多晶料磨抑_為下述通式(m)所表示的化合物及下述通式(IV)所表示的化合物中的至少—種： R1—Q^C—R2 (m) (通式(III)中，R1表示氫原子或碳數1〜5的取代或未取代烷基，R2表示碳數4〜10的取代或未取代烷基） f R3-C-^D— m R4^ (通式(IV)中，R3〜R6各自獨立表示氫原子或碳數1〜5的取代或未取代烷基，R7、R8各自獨立表示碳數1〜5的取代或 42 22529pif 未取代的^基^各自獨立表示㈣夕7請專利範圍第1項所述之氣^:正數)。 "夕4研磨抑制劑為院氧化直鍵=用研磨劑’其合古8.如中請專利範圍第1項所述之氧含有大於等於兩種之多㈣研磨抑制ί夕用研磨劑，其 9.如申請專利範_ 8項所述之氧研騎侧包括大於科兩種之自=== 以由丙烯醯胺、曱基丙烯醯胺及其 ^：：：：；：：：^^ - ™ 聚乙二醇；炔系二醇之氧乙烯加成物；下述通式(III)所表示的化合物： Η1—QSC—R2 (Μ) (通式ρπ)中，R1表示氫原子或碳數1〜5的取代或未取代貌基，R2表示碳數4〜10的取代或未取代烷基）；下述通式(IV)所表示的化合物：

(IV) (通式(IV)中，R3〜R6各自獨立表示氫原子或碳數1〜5的取 43 1323280 22529pif 代或未取代烷基，R7、R8各自獨立表示後數丨〜5 、未取代的伸烷基，m、η各自獨立表示〇赤—τφ/、代或必一正數）；以及烷氧化直鏈脂族醇。 10.如申請專利範圍第2項所述之氧切用研置中該多晶矽研磨抑制劑的含量在0.005〜2wt。/。的範圍” η.如申請專利範圍第2項所述之氧化石;*用 pH值為5.0〜8.0。巧堪到其 12·如申請專利範圍第！項所述之氧切用研，：聚_酸、聚丙烯酸鹽以及含有，酸鹽單二之= 物中的$少—種。〆、 13. 如申請專利範圍第i項所述之氧化矽中該研磨粒中含有氧化#。研磨劑’其 14. 如申請專利範圍第1項所述之氧化矽中該多晶矽研磨抑制劑包括聚乙烯吡咯烷鲷，1 ，、烯吡咯烷酮單元的共聚物。 s者含有乙 15. 如申請專利範圍第14項所述之其中該多晶珍研磨抑制劑之含量為G.GG5〜^%。研磨劑’ 16. 如申請專利範圍第14項所述之其PH值為5.〇〜12.〇。氣化發用研磨劑， 17·如申請專利範圍第14項所述之氧化聚酸種聚丙稀酸鹽以及含有，酸鹽單元:共其令料^切㈣磨劑， 22529pif ^如中請翻翻第12項所述之氧切㈣，、中聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽以及含有丙烯酸鹽單元物中之至少一種的含量為0.01〜5重量百分比。 * 20.如申請專利範圍第i項所述之氧中該研磨粒中含有氧化矽。岍磨劑’其 2L-種半導體基板之研磨方法，其使用如申請專利範項至第20項中任一項所述之氧化石夕用研磨劑。 22. —種研磨劑用添加液，其是用於如申請專利範圍第 1項所述之研磨多晶矽上的氧化矽膜的研磨劑中，含有夕晶矽研磨抑制劑以及水。夕 23. 如申請專利範圍第22項所述之研磨劑用添加液，其中該多晶矽研磨抑制劑是以由丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺及其α-取代衍生物所組成之族群中的任一者的N_單取代衍生物或Ν，Ν·二取代衍生物作為骨架之水溶性高分子。 24. 如申請專利範圍第23項所述之研磨劑用添加液，其中該水ί谷性南分子是一聚合物或共聚物，其包含由下述通式(I)所表示的聚合性單體及下述通式(11)所表示的聚合性單體所組成之族群中的至少一種聚合性單體的單元， Ri

(通式(I)中’ K表示氫原子、甲基、苯基、苄基、氯基、 45 22529pif 二氟甲基、三氟甲基或 c广c】8的烷基鏈、經甲^ ’R2、R3各自獨立表示氫原子、原子之情形） A或乙酿基’但不包括兩者皆為氫

(") Nv (通式(II)中，表示二氟甲基、三氟甲基或、甲基、苯基、苄基、氯基、吡咯啶基或哌啶基乳基，^4表示嗎啉基、硫代嗎啉基、 25.如申請專利範其中該多晶矽研磨抑吿項所述之研磨劑用添加液， 26·如申請專利範劑為聚乙二醇。其中該多晶矽研磨知A，第22項所述之研磨劑用添加液， 27.如申請和二醇之氧乙烯加成物。其中該多晶發研磨抑:22==用添加液，及下述通式_下述通式(ΙΠ)所表示之化合物表不之化合物中的至少一種， R1—c^c‘护 (m 产美，R表示氫原子或碳數1〜5的取代或未取代絲R表示碳數4〜10之取代或未取代垸基） 46 (IV) 22529pif

令’R〜R各自獨立表示氯原子或碳數1〜5之卑 % 基，R7、R8各自獨立表示碳數1〜5之取彻未取代的狀基m各自獨立表示G或-正數）。 ^如中請專利賴第22項所述之研磨_添加液，〃中該夕晶矽研磨抑制劑為烷氧化直鏈脂族醇。 _ ί ·=睛專利範圍第2 2至2 8項中任—項所述之研磨飞，其含有大於等於兩種之多晶矽研磨抑制劑。 30.如巾料觀圍第29項所述之研磨綱添加液，二中多晶梦研磨抑制劑含有大於等於兩種的自以下族群中叮遷擇者：

以由丙烯醯胺、曱基丙烯醯胺及其α-取代衍生物所組 '之族群中任一者的冰單取代衍生物或Ν，Ν_二取代物作為骨架之水溶性高分子；聚乙二醇；炔系一醇的氧化乙稀加成物；下述式(III)所表示的化合物： c^c 一 R2 (1Π) (通式(ΠΙ)中，R1表示氫原子或碳數1〜5的取代或未取代燒基’ R2表示碳數4〜1〇的取代或未取代烷基）； 47 22529pif ^述式(IV)所表示的化合物： Λ m (IV)

s (通式(IV)中’R3〜R6各自猸 # 代或未取代絲，R7、R8=f示氫原子或碳數1〜5的取未取代的伸絲，m、n各自自立麵碳數1〜5的取代或烷氧化直鏈脂族醇。立表示〇或一正數）；以及劑用^"請^_第22〜28項中任一項所述之研磨烯酸鹽單‘之共聚種聚丙烯酸鹽以及含有丙與磨料物以其被研磨面磨塾與該被研磨面之間供;一研磨該研磨對象物相對滑動以研磨對象物，其中該研磨劑是使用如申請專利範圍第1項至第20項中任一項所述之氧化發用研磨劑。 48