TWI403574B - Grinding slurry - Google Patents
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Description
本發明係關於一種使用於CMP(Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨)之研磨用漿料。
現在，CMP成為對於例如層間絕緣膜之平坦化、通孔內之栓柱之形成、埋入金屬配線之形成等不可欠缺之技術(例如，參照日本專利特開2004－193495號公報)。
關於使用有CMP之埋入金屬配線之形成，根據圖14A－B加以說明。
如圖14A所示，於形成於半導體基板上之氧化膜等絕緣膜10上形成配線形成用之凹狀溝後，於絕緣膜10之整個面上堆積含有氮化鈦(TiN)等之障壁金屬膜11，其後，於障壁金屬膜11上，以埋入溝之方式，於整個面上堆積含有鎢(W)等之配線用金屬膜12。
繼而，如圖14B所示，對於配線用金屬膜12，藉由CMP研磨除去不必要區域之配線用金屬膜12與其下層之障壁金屬膜11，僅於溝之內部殘留配線用金屬膜12，藉此形成金屬配線。
然而，於使用有相關CMP之金屬配線之形成中，為縮短研磨時間、尋求產量提高，作為研磨用漿料，使用對配線用金屬膜之研磨速度(研磨率)較高之漿料，例如，使用含有氣相二氧化矽作為研磨砥粒之漿料進行研磨，故而如圖15所示，於溝寬度較大之區域中，研磨有寬幅之埋入配線12之中央部，產生所謂凹陷，或者於溝密集之區域中，同時研磨有窄寬度之埋入配線12及其周圍之絕緣膜10，產生所謂磨蝕。
存有如下課題：由於相關凹陷或磨蝕所導致之表面階差，易於多層配線之上層之絕緣膜產生階差，於形成上層之配線膜時產生配線用金屬膜之研磨殘留引起之電性短路等問題。
本發明係鑒於如上所述之課題而成者，其目的在於提供一種可降低凹陷或磨蝕之研磨用漿料。
於本發明中，為達成上述目的，而如下構成。
即，本發明之研磨用漿料係使用於化學機械研磨者，其係含有氧化劑以及兩種以上研磨砥粒，上述氧化劑為碘酸鉀者。
該研磨砥粒較好的是二氧化矽砥粒，至於上述兩種以上研磨砥粒，較好的是含有氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽。
於此，較好的是氣相二氧化矽含有2次粒子，膠體二氧化矽含有1次粒子。
根據上述構成，含有氧化劑，且含有兩種以上研磨砥粒，例如，氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽，故而藉由選擇對金屬膜之研磨率較高之氣相二氧化矽與對絕緣膜(氧化膜)之研磨率較高之膠體二氧化矽的混合比，可選擇對於金屬膜以及絕緣膜(氧化膜)研磨率比(選擇比)，因此，與先前例相比，可降低凹陷或磨蝕。
於較好之實施態樣中，含有酸，pH值為1以上、6以下。更好的是，pH值為2以上、4以下。
藉由該實施態樣，可充分發揮對絕緣膜之膠體二氧化矽之研磨能力。
於其他實施態樣中，相對於上述氣相二氧化矽以及上述膠體二氧化矽之兩種二氧化矽的總量之上述膠體二氧化矽之混合比率為1%以上、99%以下。較好的是上述混合比率為10%以上、90%以下，更好的是20%以上、70%以下。又，亦可將上述混合比率之下限設為50%以上。
根據該實施態樣，根據相對於氣相二氧化矽之上述膠體二氧化矽之混合比，可選擇研磨率比(選擇比)，可控制對金屬膜或絕緣膜之研磨率。
進而於其他實施態樣中，係使用於形成有絕緣膜以及金屬膜之基板之研磨者。
根據該實施態樣，藉由使用於形成有絕緣膜以及金屬膜之基板之研磨，與先前例相比，可降低凹陷或磨蝕。
參考以下圖式，詳細說明本發明較好之實施例。
以下，根據圖式就本發明之實施形態加以詳細說明。
圖1係使用本發明之實施形態相關之研磨用漿料的CMP研磨裝置之概略結構圖。
於設置於定盤1表面之研磨墊2上，自漿料供給用之噴嘴4連續地供給本發明相關之研磨用漿料3。將作為被研磨物之半導體晶圓5介以包裝膜7保持於研磨頭6。於研磨頭6上
施加荷重，藉此將半導體晶圓5押附於研磨墊2上。
供給至研磨墊2上之研磨用漿料3於研磨墊2上擴散，到達半導體晶圓5。定盤1與研磨頭6如以箭頭A所示之同方向旋轉，相對地移動，研磨用漿料3侵入研磨墊2與半導體晶圓5之間而實行研磨。再者，8為用於磨礪研磨墊2表面之修整器。
圖2A係表示作為被研磨物之半導體晶圓5之一例的部分剖面圖。於該半導體晶圓5中，於晶圓基板之上，形成作為氧化膜之含有二氧化矽SiO2
之絕緣膜10，於該絕緣膜10選擇性地形成溝(或通孔)，於絕緣膜10上，堆積含有鈦Ti以及氮化鈦TiN之障壁金屬膜11。其後，於障壁金屬膜11上，以埋入溝之方式堆積含有作為配線用金屬之鎢W之配線金屬膜12。
將如此形成之半導體晶圓5，以使配線金屬膜12側朝下之方式，安裝於圖1之研磨頭6，進行研磨。
於此，就使用於該實施形態之研磨用漿料加以詳細說明。
該實施形態之研磨用漿料，其係含有氧化劑，且作為兩種以上之研磨砥粒而含有氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽之水系媒體之漿料。
至於氧化劑，可列舉過氧化氫或過氯酸銨等過氧化化合物，碘酸，碘酸鉀或碘酸鈉等碘酸鹽化合物等。氧化劑較好的是相對於研磨用漿料含有0.1重量%以上、7重量%以下，更好的是0.5重量%以上、4重量%以下。
該研磨用漿料較好的是含有用以調整pH值之酸，至於該酸並無特別限定，可使用眾所周知之無機酸以及有機酸。其中，自使研磨用漿料之研磨能力進一步提高之觀點考慮，較好的是鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸、碳酸等無機酸以及醋酸、檸檬酸、丙二酸、己二酸等有機酸，尤其好的是鹽酸等。無機酸以及有機酸，既可分別單獨使用一種，亦可併用兩種以上。又，亦可併用無機酸之一種或兩種以上與有機酸之一種或兩種以上。
該研磨用漿料，其pH值較好的是1~6，更好的是2~4，尤其好的是2~3。pH值若為1~6之酸性域，則可最大限度地發揮使用膠體二氧化矽之研磨能力。該pH值範圍，藉由適當改變酸之含量，可容易地達成。
氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽，作為組合兩者之研磨砥粒，較好的是相對於研磨用漿料含有1重量%以上、50重量%以下，更好的是1重量%以上、40重量%以下，進而更好的是2重量%以上、15重量%以下。
又，相對於氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽之兩種二氧化矽的總量之上述膠體二氧化矽之混合比率(重量比率)較好的是1%以上、99%以下，更好的是上述混合比率為10%以上、90%以下，進而更好的是20%以上、70%以下。又，亦可將上述混合比率之下限設為50%以上。
至於研磨砥粒，除二氧化矽以外，亦可添加氧化鋁、氧化鈰、二氧化鈦等其他研磨砥粒。
又，為防止研磨砥粒凝集，亦可添加磷酸鉀等緩衝劑。
該研磨用漿料，於不損及其較好之特性之範圍內，亦可含有自先前常用於CMP加工之研磨用漿料之各種添加劑之一種或兩種以上。至於該添加劑之具體例，例如，可列舉聚羧酸銨等分散劑，乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、甘油等水溶性醇，界面活性劑，黏度調節劑，硝酸鐵等。
該研磨用漿料含有氧化劑，且含有氣相二氧化矽作為研磨砥粒，故而對鎢或銅等金屬膜之研磨率較高，另一方面，因含有膠體二氧化矽作為研磨砥粒，故而對SiO2
膜等絕緣膜(氧化膜)之研磨率較高，藉由選擇氣相二氧化矽與膠體二氧化矽之混合比，例如可將研磨率比(選擇比)大致設為1，藉此，較之絕緣膜，可降低過度研磨配線用之金屬膜所產生之凹陷或磨蝕。
如下所述研究該氣相二氧化矽與膠體二氧化矽之混合比對研磨特性之影響。
以下，揭示使用過氧化氫作為氧化劑之情形之研究例。
即，分別以3：1、2：1、1：1、1：2之比率混合有固形物5重量%之氣相二氧化矽水溶液與相同固形物5重量%之膠體二氧化矽水溶液製成研磨用漿料，將該等研磨用漿料分別加以調整；同時並不混合上述水溶液，分別調整僅將氣相二氧化矽以及僅將膠體二氧化矽製成研磨砥粒之研磨用漿料，分別實行於表面形成有鎢膜W、氧化矽膜SiO2
之晶圓之研磨試驗。
再者，各研磨用漿料，至於氧化劑含有4重量%之過氧化氫、1%之1(mol/L)之鹽酸，並將pH值製成2。
研磨條件設為：荷重300 g/cm2
，定盤旋轉數50 rpm，研磨頭(載體)旋轉數50 rpm，研磨用漿料流量300 ml/min。
又，鎢膜之研磨率，使用比抵抗測定器(RS35c，Tencor公司製造)進行複數點測定，自其平均值算出鎢膜之膜厚，自該膜厚變化進行測定。SiO2
膜之研磨率，使用光學式膜厚測定器(Nano spec/AFT5100，Nanometrics公司製造)進行複數點測定，自其平均值算出SiO2
膜之膜厚，自其膜厚變化進行測定。將測定結果表示於圖3。再者，該圖3之橫軸表示相對於氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽之二氧化矽砥粒全體的膠體二氧化矽之混合比率(%)，左側之縱軸表示研磨率(nm/min)，右側之縱軸表示選擇比(W之研磨率/SiO2
之研磨率)。
如該圖3所示，將氣相二氧化矽與膠體二氧化矽設為3：1，即，將相對於二氧化矽砥粒全體之膠體二氧化矽之混合比率設為25%時，選擇比成為4，將氣相二氧化矽與膠體二氧化矽設為1：2，即，將上述混合比率設為66.7%時，選擇比成為2，如此，藉由使相對於二氧化矽砥粒全體之膠體二氧化矽之混合比率自25%變化至66.7%為止，可使選擇比自4變化至2為止。
又，於下述表1中，表示使用如下研磨用漿料進行研磨之情形之磨蝕測定結果：將氣相二氧化矽單獨之研磨用漿料，與氣相二氧化矽與膠體二氧化矽之混合比設為1：2，即，將相對於二氧化矽砥粒全體之膠體二氧化矽之混合比率設為67%。
如該表1所示，可將50 nm以上之磨蝕降低至30 nm以下。
其如圖4所示，於酸性區域，特別是於pH值＝2附近，因膠體二氧化矽與氣相二氧化矽相比，絕緣膜之SiO2
膜之研磨率變高，故而藉由將SiO2
膜研磨約30 nm左右，可緩和鎢等金屬膜之過度磨損所造成之50 nm以上之磨蝕之階差。
再者，圖4係表示根據pH值之氣相二氧化矽與膠體二氧化矽對SiO2
膜之研磨率者。
如上所述，藉由該實施形態之研磨用漿料，可控制對鎢等金屬膜之研磨率與對絕緣膜(氧化膜)之研磨率的比即選擇比，故而與絕緣膜相比可降低過度磨損金屬膜所產生之凹陷或磨蝕，藉此，可有效防止於形成上層之配線膜時配線用金屬膜之研磨殘留所引起的電性短路等之產生，獲得高品質之半導體元件。
又，由於使用二氧化矽砥粒，故而可實現無於使用氧化鋁砥粒之情形時所產生之刮痕的平坦之研磨。
以下表示使用碘酸鉀作為氧化劑之情形之研究例。
如下製備使用於本研究例之研磨用漿料。
使氣相二氧化矽與水混合，製備固形物20重量%之高分散之氣相二氧化矽分散液，使膠體二氧化矽與水混合，製備固形物20重量%之高分散之膠體二氧化矽分散液。並且，分別以9：1、8：2、7：3、6：4、5：5、1：3之比率混合氣相二氧化矽分散液與膠體二氧化矽分散液，製備相對於二氧化矽砥粒之膠體二氧化矽之混合比率(以下，僅稱為「混合比率」。)為10%、20%、30%、40%、50%、75%之砥粒分散液。再者，氣相二氧化矽分散液為混合比率為0%之砥粒分散液，膠體二氧化矽分散液為混合比率為100%之砥粒分散液。
使作為氧化劑之碘酸鉀溶解於水調製碘酸鉀濃度為4重量%之氧化劑溶液。又，於製備溶液時添加鹽酸至氧化劑溶液，將其調整為pH值2。
以1：3之比率混合混合比率為10%之砥粒分散液與氧化劑溶液，製備二氧化矽砥粒為5重量%、碘酸鉀為3重量%、pH值為2.2、混合比率為10%之研磨用漿料。
又，混合比率為20%、30%、40%、50%、75%之研磨用漿料，除使用混合比率為20%、30%、40%、50%、75%之砥粒分散液代替使用混合比率為10%之砥粒分散液以外，其他與混合比率為10%之研磨用漿料相同地進行調製。二氧化矽砥粒僅為氣相二氧化矽之研磨用漿料(氣相二氧化矽單體漿料)，除使用氣相二氧化矽分散液代替使用混合比率為10%之砥粒分散液以外，其他與混合比率為10%之研磨用漿料相同地進行調製。二氧化矽砥粒僅為膠體二氧化矽之研磨用漿料(膠體二氧化矽單體漿料)，除使用膠體二氧化矽分散液代替使用混合比率為10%之砥粒分散液以外，其他與混合比率為10%之研磨用漿料相同地進行調製。
再者，由於該等之濃度為研磨時之濃度，故而混合砥粒分散液與氧化劑溶液之時序既可預先混合，亦可於研磨直前混合。
上述各研磨用漿料，如下所述，就研磨評價(研磨率評價，表面狀態評價以及均一性評價)進行研究。使用上述各研磨用漿料，以下述研磨條件，研磨於表面形成有作為金屬膜之鎢(W)膜、鈦(Ti)膜以及作為氧化膜之SiO2
膜之晶圓。
研磨條件設為：研磨裝置(SH－24，Speed FAM公司製造)，研磨墊(IC1400，nittahaas公司製造)，研磨時間60秒鐘，荷重5.0 psi(約34450 Pa)，定盤旋轉數65 rpm，研磨頭(載體)旋轉數65 rpm，研磨用漿料流量125 ml/min。被研磨物為形成有8英吋之SiO2
膜之晶圓以及於該晶圓形成有W膜以及Ti膜之晶圓。
圖5係表示使用研究例2中之各研磨用漿料時的研磨率之圖。圖表之橫軸表示混合比率(%)，圖表之縱軸表示研磨率(/min)。W膜之研磨率，使用比抵抗測定器(RS35c，Tencor公司製造)進行複數點測定，自其平均值，算出W膜之膜厚，自其膜厚變化進行測定。Ti膜之研磨率，使用比抵抗測定器(RS35c，Tencor公司製造)進行複數點測定，自其平均值算出Ti膜之膜厚，自其膜厚變化進行測定。SiO2
膜之研磨率，使用光學式膜厚測定器(Nano spec/AFT5100，Nanometrics公司製造)進行複數點測定，自其平均值算出SiO2
膜之膜厚，自其膜厚變化進行測定。
自圖5可知，其表示如下結果：混合比率越高，作為氧化膜之SiO2
膜以及作為障壁金屬膜之Ti膜之研磨率越高。
又，當使用混合比率為10%之研磨用漿料時，W膜之研磨率較氣相二氧化矽單體漿料增加若干。顯示當使用混合比率高於10%之研磨用漿料時，混合比率越高，W膜之研磨率越低之結果。
故而，藉由選擇混合比率，可控制相對於SiO2
膜之W膜之研磨率的比即選擇比。
圖6係表示使用研究例2中之各研磨用漿料研磨SiO2
膜時所產生之缺陷(缺損)的數量之圖。圖表之橫軸表示混合比率(%)，圖表之縱軸表示每1枚晶圓之大於0.2 μm以上之缺損的數量。缺損使用晶圓表面檢測裝置(LS6600，日立高新技術公司製造)進行測定。
自圖6可知，其表示如下結果：當使用混合有氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽之研磨用漿料研磨SiO2
膜時，微粒(研磨粒子)所造成之缺損以及刮痕(傷痕)所造成之缺損之兩者均較少。
使用氣相二氧化矽單體漿料研磨SiO2
膜之情形時，顯示如下結果：於研磨後之SiO2
膜上殘留較多傷痕，刮痕所造成之缺損較多。因此，可以說氣相二氧化矽單體漿料造成傷痕，難以實施研磨。
於使用膠體二氧化矽單體漿料研磨SiO2
膜之情形時，顯示如下結果：於研磨後之SiO2
膜上殘留較多傷痕以及研磨粒子，刮痕所造成之缺損以及微粒所造成之缺損較多。一般認為其原因在於：膠體二氧化矽單體漿料，ζ電位轉移至正側，研磨粒子易吸著於SiO2
膜表面，故而研磨粒子殘留，又，由於該研磨粒子而產生傷痕。
又，自圖6可知，混合比率為20%以上50%以下之研磨用漿料，微粒所造成至缺損以及刮痕所造成至缺損尤其少，故而特別好。
圖7係表示使用研究例2中之各研磨用漿料而研磨W膜時之W膜的均一性之圖。圖表之橫軸表示混合比率(%)，圖表之縱軸表示研磨後之W膜之均一性。均一性係於研磨之矽晶圓之複數個部位，例如於49處所測定厚度，以百分率表示相對於矽晶圓之厚度中之平均值的最大值與最小值之差者，故而值越小，被研磨物之厚度之均一性越優良。
自圖7可知，表示如下結果：當使用混合有氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽之研磨用漿料研磨W膜時，研磨後之W膜之均一性較高。
又，自圖7可知，當使用混合比率為20%之研磨用漿料研磨W膜時，研磨後之W膜之均一性最高。
繼而，就均一性最高之混合比率為20%之研磨用漿料、氣相二氧化矽單體漿料以及膠體二氧化矽單體漿料之研磨率進行研究。
圖8係表示研磨率與距離晶圓之中心之距離的關係(曲線)之圖。圖表之橫軸表示距離晶圓之中心之距離(測定位置)(mm)，縱軸表示研磨率(/min)。平滑線21係使用混合比率為20%之研磨用漿料之情形的曲線。平滑線22係使用氣相二氧化矽單體漿料之情形之曲線。平滑線23係使用膠體二氧化矽單體漿料之情形之曲線。
自圖8可知，於使用混合比率為20%之研磨用漿料之情形時，與測定位置無關，研磨率大致固定。可知於使用氣相二氧化矽單體漿料之情形時，於晶圓之中心附近研磨率比較高，於晶圓之邊緣附近研磨率比較低。可知於使用膠體二氧化矽單體漿料之情形時，於晶圓之中心附近研磨率比較低，於晶圓之邊緣附近研磨率比較高。
自該等可知，於使用混合有氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽之研磨用漿料即混合比率為20%之研磨用漿料之情形時，與測定位置無關，研磨率大致固定，研磨後之晶圓之均一性變高。
如上所述，當使用作為本實施形態之研磨用漿料時，可控制相對於SiO2
膜之研磨率之W膜之研磨率的比即選擇比。又，可防止研磨後之微粒殘留以及刮痕殘留，可獲得均一性較高之晶圓。故而，與作為絕緣膜之SiO2
膜相比，可降低過度磨損作為金屬膜之W膜所產生之凹陷或磨蝕，藉此，可有效防止於形成上層之配線膜時配線用金屬膜之研磨殘留所引起之電性短路等之產生，獲得高品質之半導體元件。
繼而，進行本實施形態之研磨用漿料(實施例)與先前之金屬研磨用漿料(比較例)的比較研究。
於研究例2中所使用之混合比率為20%之研磨用漿料。
過氧化氫4重量%、鐵觸媒(硝酸鐵)0.05重量%以及氣相二氧化矽5重量%之研磨用漿料(SSW2000，Cabot公司製造)。
實施例以及比較例如下就研磨評價(研磨率評價、表面狀態評價、凹陷評價、磨蝕評價以及凹槽評價)進行研究。使用上述各研磨用漿料，以下述研磨條件，研磨於表面形成有作為金屬膜之鎢(W)膜、鈦(Ti)膜以及作為氧化膜之SiO2
膜的晶圓。
研磨條件如下設置：研磨裝置(SH－24，Speed FAM公司製造)，研磨墊(IC1400，nittahaas公司製造)，研磨時間60秒鐘，荷重4.5 psi(約31000 Pa)，定盤旋轉數65 rpm，研磨頭(載體)旋轉數65 rpm，研磨用漿料流量125 ml/min。被研磨物係形成有8英吋之SiO2
膜之晶圓以及於該晶圓上形成有W膜以及Ti膜之晶圓。
圖9係表示使用實施例以及比較例時之研磨率之圖。圖表之縱軸表示研磨率(/min)。研磨率如下測定：W膜使用比抵抗測定器(RS35c，Tencor公司製造)，Ti膜使用比抵抗測定器(RS35c，Tencor公司製造)，SiO2
膜使用光學式膜厚測定器(Nano spec/AFT5100，Nanometrics公司製造)進行複數點測定，並算出其平均值。
自圖9可知，實施例較之比較例，W膜之研磨率以及SiO2
膜之研磨率較高。
一般認為實施例雖含有蝕刻率較低之碘酸鉀，但作為二氧化矽砥粒，不僅含有氣相二氧化矽，亦含有機械研磨力優良之膠體二氧化矽，故而W膜之研磨率以及SiO2
膜之研磨率較高。
圖10係表示使用實施例以及比較例時之缺損數量之圖。圖表之縱軸表示每1枚晶圓之缺損數量。棒31表示研磨SiO2
膜時之每1枚晶圓之大於0.50 μm的微粒所造成之缺損數量。棒32表示研磨SiO2
膜時之每1枚晶圓之大於0.35 μm、0.50 μm以下的微粒所造成之缺損數量。棒33表示研磨SiO2
膜時之每1枚晶圓之大於0.20 μm、0.35 μm以下的微粒所造成之缺損數量。棒34表示研磨SiO2
膜時之每1枚晶圓之大於0.50 μm的刮痕所造成之缺損數量。棒35表示研磨SiO2
膜時之每1枚晶圓之大於0.35 μm、0.50以下的刮痕所造成之缺損數量。棒36表示研磨SiO2
膜時之每1枚晶圓之大於0.20 μm、0.35以下的刮痕所造成之缺損數量。缺損，其使用晶圓表面檢查裝置(LS6600，日立高新技術公司製造)進行測定。
自圖10可知，其表示如下結果：實施例較之比較例，研磨SiO2
膜時所產生之缺損較少。進而，可知實施例中大於0.20 μm、0.35以下之缺損特別少，細小傷痕或研磨粒子殘留變少。根據該等可以說比較例中造成傷痕，幾乎無法研磨SiO2
膜。
圖11係表示使用實施例以及比較例時之凹陷量之圖。圖表之縱軸表示凹陷量()。凹陷量係於研磨於SiO2
膜上設置有配線寬度為10 μm、50 μm以及100 μm的含有W膜之配線之基板時的凹陷量。凹陷量藉由觸針式表面測定器(P－12，Tencor公司製造)進行測定。
自圖11可知，實施例較之比較例，與含有W膜之配線之配線寬度無關，凹陷量較少。一般認為其原因在於碘酸鉀蝕刻作用較低。
圖12係使用實施例以及比較例時之磨蝕量之圖。圖表之縱軸表示磨蝕量()。磨蝕量係於研磨於SiO2
膜上設置有配線密度為50%、70%、90%之含有W膜的配線之基板時之磨蝕量。磨蝕量，其藉由原子間力顯微鏡(AFM－SPA465，Seiko Instruments公司製造)進行測定。
自圖12可知，實施例較之比較例，與含有W膜之配線之配線密度無關，磨蝕量較少。一般認為其原因在於碘酸鉀之蝕刻作用較低。
圖13係表示使用實施例以及比較例時之凹槽量之圖。圖表之縱軸表示凹槽量()。凹槽量係研磨於SiO2
膜上設置有配線密度為10%、30%、50%、70%、90%之含有W膜的配線之基板時之凹槽量。凹槽量，其藉由原子間力顯微鏡(AFM－SPA465，Seiko Instruments公司製造)進行測定。
自圖13可知，實施例較之比較例，與含有W膜之配線之配線密度無關，磨蝕量較少。一般認為其原因在於碘酸鉀之蝕刻作用較低。
如上所述，係含有氧化劑與二氧化矽砥粒之研磨用漿料，藉由含有膠體二氧化矽以及氣相二氧化矽作為二氧化矽砥粒，可降低凹陷、磨蝕以及凹槽。
本發明不脫離其精神或主要特徵可以其他各種形態實施。故而，上述實施形態僅為所有點中之一例示，本發明之範圍係於申請專利範圍所示者，於說明書中並無任何限定。進而，申請專利範圍所屬之變形或變更皆為本發明之範圍內者。
根據本發明，根據氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽之兩種以上之研磨砥粒的混合比，可選擇滿足金屬膜或絕緣膜(氧化膜)之研磨率比(選擇比)，藉此，與先前例相比，可降低凹陷或磨蝕。
本發明於半導體晶圓或光學部件透鏡等之研磨中有用。
2．．．研磨墊
5．．．半導體晶圓
10．．．絕緣膜
11．．．障壁金屬膜
12．．．配線金屬膜
根據下述詳細之說明與圖式，可進而明確本發明之目的、特色以及優點。
圖1係用以實施本發明之一實施形態相關之化學機械研磨方法的CMP裝置之概略結構圖。
圖2A－C係圖1之半導體晶圓之一部分擴大剖面圖。
圖3係表示本發明之實施形態相關之研磨用漿料的研磨特性之圖。
圖4係表示pH值與研磨率之關係之圖。
圖5係表示使用研究例2中之各研磨用漿料時的研磨率之圖。
圖6係表示使用研究例2中之各研磨用漿料研磨SiO2
膜時所產生之缺陷(缺損)的數量之圖。
圖7係表示使用研究例2中之各研磨用漿料研磨W膜時之W膜的均一性之圖。
圖8係表示研磨率與距晶圓中心之距離的關係之圖。
圖9係表示使用實施例以及比較例時之研磨率之圖。
圖10係表示使用實施例以及比較例時之缺損的數量之圖。
圖11係表示使用實施例以及比較例時之凹陷量之圖。
圖12係表示使用實施例以及比較例時之磨蝕量之圖。
圖13係表示使用實施例以及比較例時之凹槽量之圖。
圖14A－B係用以說明使用有化學機械研磨方法之埋入金屬配線之形成的半導體晶圓之一部分擴大剖面圖。
圖15係表示凹陷以及磨蝕之圖。
Claims (7)
- 一種研磨用漿料，其特徵在於：其係使用於化學機械研磨者，該漿料含有氧化劑以及兩種以上研磨砥粒，該氧化劑為碘酸鉀。
- 如請求項1之研磨用漿料，其中上述研磨砥粒為二氧化矽砥粒。
- 如請求項2之研磨用漿料，其中含有氣相二氧化矽以及膠體二氧化矽作為上述兩種以上之研磨砥粒。
- 如請求項3之研磨用漿料，其含有酸，pH值為1以上、6以下。
- 如請求項3之研磨用漿料，其中相對於上述氣相二氧化矽以及上述膠體二氧化矽之兩種二氧化矽總量，上述膠體二氧化矽之混合比率為1%以上、99%以下。
- 如請求項4之研磨用漿料，其中相對於上述氣相二氧化矽以及上述膠體二氧化矽之兩種二氧化矽總量，上述膠體二氧化矽之混合比率為1%以上、99%以下。
- 如請求項1~6中任一項之研磨用漿料，其係使用於形成有絕緣膜以及金屬膜之基板之研磨者。
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