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

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 (1)

1. 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