TWI554603B - 研磨液組合物之製造方法及依其製造之研磨液組合物 - Google Patents

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Description

研磨液組合物之製造方法及依其製造之研磨液組合物
例示性實施例係關於一種製備一研磨液組合物之方法及一種藉由該方法製備之研磨液組合物。
隨著半導體裝置之多樣化及高度整合，正使用用於形成較精細圖案之技術，且因此半導體裝置之表面結構已變得更複雜且表面膜之間的梯級差變得更大。在製造半導體裝置中，化學機械拋光(CMP)用作一平坦化技術以移除形成於一基板上之一特定膜之一梯級。舉例而言，CMP係用於移除針對層間絕緣過度形成之一絕緣膜之一程序，其廣泛用於一層間介電質(ILD)及用於淺溝槽隔離(STI)之一絕緣膜(其使晶片彼此絕緣)之平坦化且用於諸如佈線、接觸插塞及導通體觸點之一金屬導電膜之形成。
在CMP中，一拋光速度、一經拋光表面之一平坦化程度及刮痕之一發生率係重要的。此等因素係取決於CMP狀況、研磨液種類及拋光墊類型而判定。特定而言，用於移除與刮痕之出現直接相關之大的顆粒之一技術係更關鍵的。當研磨液之平均直徑減小以減少刮痕時，拋光經減少以降低生產。因此，針對CMP，需要鑒於拋光速度、分散穩定性及刮痕具有一適當大小及分佈之研磨液。此外，當雖然顆粒經密集且均勻地分佈但顆粒當中仍存在小量之塊狀顆粒及聚結顆粒時， 減少刮痕之一出現受到限制，且因此完全移除塊狀顆粒及聚結顆粒係較佳的。由於甚至小量之塊狀顆粒及聚結顆粒包含於研磨液中，因此甚至低數目個刮痕導致CMP及後續STI中之經降低良率。因此，需要移除塊狀顆粒及聚結顆粒之一方法。
本發明將解決前述問題，且本發明之一態樣將提供一種製備一研磨液組合物之方法及一種藉由該方法製備之研磨液組合物，該方法能夠移除由塊狀顆粒及聚結顆粒導致之刮痕及剩餘顆粒以不僅改良化學機械拋光(CMP)所需之一拋光速度及分散穩定性而且改良一晶圓之一平坦化，且顯著減少一刮痕發生率。
然而，本發明待解決之問題並不限於前述問題，且熟習此項技術者將自以下說明清晰地理解本文中未提及之其他問題。
根據本發明之一第一態樣，提供一種製備一研磨液組合物之方法，該方法包含：藉由混合二氧化鈰磨料顆粒、一分散劑及水製備一原料研磨液組合物；將該原料研磨液組合物中之二氧化鈰(ceria)磨料顆粒粉末化(碾磨)；藉由將含有該等經粉末化二氧化鈰磨料顆粒之該原料研磨液組合物推送至包含一水平圓柱形旋轉主體之一分離裝置中且使該原料研磨液組合物離心而自該原料研磨液組合物移除塊狀顆粒及聚結顆粒；以及獲得一移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物。
可以2公升/分鐘(L/min)至10公升/分鐘推送該原料研磨液組合物。
藉由使該原料研磨液組合物離心而移除該等塊狀顆粒及聚結顆粒可以500G至3,000G之一離心力執行離心。
該等塊狀顆粒及聚結顆粒可緊密地附著至該水平圓柱形旋轉主 體之一旋轉表面以自該水平圓柱形旋轉主體之一封閉端移動至該水平圓柱形旋轉主體之一敞開端，且經陷獲於一塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器中以自該原料研磨液組合物經移除。
該原料研磨液組合物中之該等磨料顆粒可具有80奈米(nm)至330奈米之一個二次粒徑，且該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之該等磨料顆粒可具有50nm至280nm之一個二次粒徑。
該原料研磨液組合物中之一固體含量可係1wt%至20wt%。
該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之該等磨料顆粒之一粒徑比率根據方程式1可係0.3至1.0：[方程式1](B2-A2)/(B1-A1)，其中A1表示在分類之前之D1粒徑，B1表示在分類之前之D99粒徑，A2表示在分類之後之D1粒徑，且B2表示在分類之後之D99粒徑。
該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之固體含量之一降低率根據方程式2可小於30%：[方程式2]C2/C1×100，其中C1表示在分類之前之該研磨液組合物之該固體含量，且C2表示在分類之後之該研磨液組合物之該固體含量。
該方法可進一步包含使該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物經受具有0.1微米(μm)至0.2微米孔隙之一過濾器。
該分離裝置可包含：該水平圓柱形旋轉主體；及一原料研磨液組合物引入單元，其形成於該水平圓柱形旋轉主體之一中心軸上，該水平圓柱形旋轉主體可包含一敞開端及一封閉端，該敞開端可包含具 有一梯級之一塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器，且該原料研磨液組合物引入單元之一原料研磨液組合物進口可形成於該水平圓柱形旋轉主體之該封閉端周圍。
該水平圓柱形旋轉主體之一旋轉表面可包含一不平整部分。
該分離裝置可進一步包含一外部殼，該外部殼包含該水平圓柱形旋轉主體，且該外部殼可係與該水平圓柱形旋轉主體共用該中心軸之一水平圓柱形殼且包含在該水平圓柱形旋轉主體之一底部側處之一出口。
根據本發明之一第二態樣，提供一種藉由根據本發明之第一態樣之方法製備之研磨液組合物。
該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒可具有50nm至280nm之一個二次粒徑。
該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒之粒徑比率根據方程式1可係0.3至1.0：[方程式1](B2-A2)/(B1-A1)，其中A1表示在分類之前之D1粒徑，B1表示在分類之前之D99粒徑，A2表示在分類之後之D1粒徑，且B2表示在分類之後之D99粒徑。
該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之該固體含量之一降低率根據方程式2可小於30%：[方程式2]C2/C1×100，其中C1表示在分類之前之該研磨液組合物之該固體含量，且C2表示在分類之後之該研磨液組合物之該固體含量。
根據本發明之一種製備一研磨液組合物之方法及一種依其製備之研磨液組合物可減少刮痕及剩餘顆粒且維持一高拋光速率，該等刮痕及剩餘顆粒在應用於半導體化學機械拋光(CMP)中被公認為因塊狀顆粒及聚結顆粒所致之良率之一降低之一個主要因素。此外，該方法及該研磨液組合物可應用於用於超大規模整合之一半導體程序所需之各種圖案且在針對應用之拋光速率、拋光選擇比率、表示拋光均勻性之晶圓內非均勻性(WIWNU)及微痕小型化方面達成優良結果。
100‧‧‧研磨液組合物分離裝置
110‧‧‧水平圓柱形旋轉主體
112‧‧‧敞開端
114‧‧‧封閉端
116‧‧‧塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器
118‧‧‧塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器
120‧‧‧原料研磨液組合物引入單元
122‧‧‧原料研磨液組合物進口
130‧‧‧外部殼
140‧‧‧出口
圖1係圖解說明根據本發明之一實施例之一研磨液組合物分離裝置之一剖視圖。
圖2係圖解說明根據本發明之一實施例之製備一研磨液組合物之一方法之一流程圖。
下文中將參考附圖詳細地闡述本發明之例示性實施例。當判定與一相關已知功能或構形有關之詳細說明其等在闡述本發明時可使本發明之目的不必要地模糊時，此處將省略詳細說明。此外，本文中所使用之術語經定義以適當地闡述本發明之例示性實施例且因此可取決於一使用者、一操作者之意圖或一慣例而改變。因此，必須基於此說明書之以下總體說明定義術語。圖式中存在之相似元件符號在通篇中係指相似元件。
貫穿整個說明書將理解，除非另外規定，否則當一個部件「包含」或「包括」一個組件時，該部件不排除其他組件而是可進一步包含其他組件。
下文中，將參考實施例及圖式詳細闡述製備一研磨液組合物之一方法及依其製備之一研磨液組合物。然而，本發明並不限於該等實 施例及圖式。
根據本發明之一第一態樣，提供製備一研磨液組合物之一方法，該方法包含：藉由混合二氧化鈰磨料顆粒、一分散劑及水製備一原料研磨液組合物；將原料研磨液組合物中之二氧化鈰磨料顆粒粉末化；藉由將含有經粉末化二氧化鈰磨料顆粒之原料研磨液組合物推送至包含一水平圓柱形旋轉主體之一分離裝置中且使原料研磨液組合物經受離心而自原料研磨液組合物移除塊狀顆粒及聚結顆粒；以及獲得一移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物。
可使用包含水平圓柱形旋轉主體之分離裝置實施根據本發明之製備研磨液組合物之方法。在使用根據本發明之分離裝置製備之一研磨液組合物中，在不具有一經拋光量之一降低之情況下有效地移除塊狀顆粒及聚結顆粒以減少拋光中之刮痕且降低所產生刮痕之大小，藉此使因刮痕所致之缺陷率最小化。
分離裝置係一研磨液組合物分離裝置，其包含一水平圓柱形旋轉主體及形成於該水平圓柱形旋轉主體之一中心軸上之一原料研磨液組合物引入單元，其中該水平圓柱形旋轉主體包含一敞開端及一封閉端，該敞開端具備具有一梯級之一塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器，該原料研磨液組合物引入單元之一原料研磨液組合物進口形成於該水平圓柱形旋轉主體之該封閉端周圍。
分離裝置用於使用離心來移除導致拋光中之刮痕之塊狀顆粒及聚結顆粒之一分類程序，其中離心係根據塊體之量值使用一原理(在對固體組分施加諸如一重力之一外部力時，漂浮於一懸浮液中之經聚集固體組分取決於其質量而以不同速度遷移)分類固體組分之一程序。
包含一垂直圓柱形旋轉主體之一通常使用之離心機允許一原料研磨液組合物藉由高速旋轉而沿著旋轉主體之一壁垂直上升以溢流， 從而使得難以獲得藉由低速旋轉之離心效應。因此，導致一高的粒徑降低率及一高的固體移除率。然而，根據本發明之包含水平圓柱形旋轉主體之研磨液組合物分離裝置可允許原料研磨液組合物甚至藉由因低速旋轉所致之離心力而水平溢流，藉此獲得充分的離心效應。
圖1係圖解說明根據本發明之一實施例之一研磨液組合物分離裝置之一剖視圖。參考圖1，根據本發明之實施例之研磨液組合物分離裝置100包含一水平圓柱形旋轉主體110及一原料研磨液組合物引入單元120，且可進一步包含一外部殼130。另外，研磨液組合物分離裝置100可進一步包含外部殼130，該外部殼包含水平圓柱形旋轉主體110及在外部殼130之一底部上之一出口140。
水平圓柱形旋轉主體110包含一敞開端112及一封閉端114，且敞開端112包含具有一梯級之塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器116及118。
水平圓柱形旋轉主體110可具有50毫米(mm)至500毫米之一半徑。當該半徑短於50mm時，可能不會獲得充分離心效應。當該半徑長於500mm時，使用過量之時間用於藉由離心之分類，因此使生產率退化。
塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器116及118之梯級可係10mm至200mm。含有磨料顆粒之一原料研磨液組合物中之塊狀顆粒及聚結顆粒可緊密地附著至水平圓柱形旋轉主體110之一旋轉表面以在水平圓柱形旋轉主體110之旋轉期間藉由離心力自水平圓柱形旋轉主體110之封閉端114移動至水平圓柱形旋轉主體110之敞開端112，且經陷獲於塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器116及118中，藉此自原料研磨液組合物經移除。
水平圓柱形旋轉主體之旋轉表面可包含一不平整部分以供塊狀顆粒及聚結顆粒有效地附著。不平整部分允許塊狀顆粒及聚結顆粒以實體方式容易地附著至水平圓柱形旋轉主體之旋轉表面。
原料研磨液組合物引入單元120可形成於水平圓柱形旋轉主體110之一中心軸上且包含一原料研磨液組合物進口122。原料研磨液組合物進口122可形成於水平圓柱形旋轉主體110之封閉端114周圍，且因此原料研磨液組合物可安置於水平圓柱形旋轉主體110之中心軸上。
藉由移除原料研磨液組合物之磨料顆粒當中之塊狀顆粒及聚結顆粒(藉由水平圓柱形旋轉主體110之旋轉)所獲得之一研磨液組合物移動至敞開端112且經由塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器116及118排放。
外部殼130係與水平圓柱形旋轉主體110共用中心軸之一水平圓柱形殼。除圓柱形殼之外，根據本發明之實施例之研磨液組合物分離裝置之外部殼130亦可包含一水平矩形殼，且具備能夠包含水平圓柱形旋轉主體110之任何形狀，且不限於前述實例。
當提供外部殼130時，移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物可經由水平圓柱形旋轉主體110之底部側處之出口140排放。
與包含一垂直圓柱形旋轉主體之一離心分離器相比，根據本發明之包含水平圓柱形旋轉主體110之研磨液組合物分離裝置100可甚至以低速旋轉獲得離心效應且自原料研磨液組合物有效地移除塊狀顆粒及聚結顆粒，藉此移除拋光中之一晶圓上之刮痕及剩餘顆粒。
圖2係圖解說明根據本發明之一實施例之製備一研磨液組合物之一方法之一流程圖。
透過根據本發明之實施例之研磨液組合物分離裝置100之原料研磨液組合物引入單元120在水平圓柱形旋轉主體110之封閉端114中混合二氧化鈰磨料顆粒、一分散劑、一pH調節劑及水，藉此製備一原料研磨液組合物(S110)。
除二氧化鈰磨料顆粒之外，磨料顆粒亦可包含二氧化矽、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋇鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂中之至少一者。磨料顆粒可以0.1wt%至10wt%存在於原料研磨液組合物 中。當磨料顆粒以小於0.1wt%存在時，拋光速度可經減小。當磨料顆粒以大於10wt%存在時，可出現因磨料顆粒所致之缺陷。
分散劑用以塗佈金屬氧化物磨料顆粒以改良金屬氧化物磨料顆粒在分散溶液中之分散性。分散劑可包含銨鹽、胺鹽及胺基醇鹽中之至少一者且以0.1wt%至10wt%存在於原料研磨液組合物中。當分散劑以小於0.1wt%存在時，研磨液經較少吸附至一拋光表面上以降低拋光速率。當分散劑以大於10wt%存在時，過量之分散劑可減少分散穩定性以引起聚結，因此導致微缺陷及刮痕。
pH調節劑用以調節原料研磨液組合物之pH以控制磨料顆粒之分散性。pH調節劑可係任何酸或鹼，且包含氨、氨甲基丙醇(AMP)、氫氧化四甲基銨(TMAH)、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化銣、氫氧化銫、碳酸氫鈉、碳酸鈉、三乙醇胺、胺丁三醇、煙醯胺、硝酸、硫酸、磷酸、氫氯酸、乙酸、檸檬酸、戊二酸、葡萄糖酸、甲酸、乳酸、蘋果酸、丙二酸、順丁烯二酸、草酸、酞酸、丁二酸及酒石酸中之至少一者，並不限於該等酸或鹼。
原料研磨液組合物中之pH調節劑之一含量可在0.01wt%至1wt%之一範圍中，其中調節劑並不妨礙金屬氧化物磨料顆粒、分散劑及其他組分之功能。當pH調節劑以小於0.01wt%存在時，磨料顆粒之間的一電斥力下降以減小儲存穩定性以藉由聚結導致塊狀顆粒，因此在拋光之後產生包含精細刮痕之缺陷。當pH調節劑以大於1wt%存在時，氮化物層沈積於其上之一晶圓之一表面在諸如一淺溝槽隔離(STI)程序之一化學機械拋光(CMP)程序中帶負電荷，使得拋光速度可經減小。
根據本發明之用於CMP之原料研磨液組合物之一剩餘組分(水)較佳地可係超純水。
將原料研磨液組合物中之二氧化鈰磨料顆粒粉末化(S120)。
前述粉末化程序係用於將經聚結成一所期望直徑之相對微弱黏結之二次金屬氧化物顆粒粉末化且將金屬氧化物磨料顆粒均勻地分散於分散溶液中之一程序，此對於調節顆粒之大小、均勻性及分散穩定性程度係必要的。可使用珠研磨或超音波碾磨(較佳地，噴射碾磨)執行粉末化程序。噴射碾磨係允許磨料顆粒分散溶液中之磨料顆粒彼此碰撞以被破壞之一方法，此導致較少之研磨液污染且施加一總體均勻撞擊，藉此將顆粒粉末化成一均勻大小且提供優良的生產率。
可使用各種類型之噴射碾磨設備(諸如一奈米均化器(Nanomizer)、微流化器(Microfluidizer)及超均化器(Ultimizer))執行粉末化程序。
可以500千克力/平方釐米(kgf/cm2)至3,000千克力/平方釐米之混合物溶液之一碰撞壓力執行粉末化程序。另一選擇係，碰撞壓力可係700kgf/cm2至3000kgf/cm2或1000kgf/cm2至3000kgf/cm2。當碰撞壓力低於500kgf/cm2時，難以將顆粒粉末化。當碰撞壓力大於3000kgf/cm2時，顆粒經粉末化成過小顆粒且經濟效益係不利的。
粉末化程序包含珠，其中藉由因珠之間的碰撞且因顆粒之間的碰撞所致之撞擊能量、摩擦能量及剪應力來相繼執行分散及粉末化程序。
含有經粉末化二氧化鈰磨料顆粒之原料研磨液組合物安置於包含水平圓柱形旋轉主體之分離裝置中且經受離心，藉此自原料研磨液組合物移除塊狀顆粒及聚結顆粒(S130)。
可以2公升/分鐘(L/min)至10公升/分鐘推送原料研磨液組合物。當以小於2L/min推送原料研磨液組合物時，效率良好但生產時間長以使效率退化。當以大於10L/min推送原料研磨液組合物時，過量之原料研磨液組合物在研磨液組合物分離裝置100之水平圓柱形旋轉主體110中經受離心力達一不充分時間段，使得可能無法容易地移除塊 狀顆粒及聚結顆粒。
可以(舉例而言)500G至3,000G(較佳地500G至2,500G且更佳地1,500G至2,500G)之一離心力執行將原料研磨液組合物離心以移除塊狀顆粒及聚結顆粒。
原料研磨液組合物中之塊狀顆粒及聚結顆粒緊密地附著至以500G至3,000G旋轉之水平圓柱形旋轉主體110之旋轉表面以自水平圓柱形旋轉主體110之封閉端114水平移動至水平圓柱形旋轉主體110之敞開端112，使得經受一大的離心力之塊狀顆粒及聚結顆粒附接至一內壁且經陷獲於塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器116及118中以自原料研磨液組合物經移除，然而具有小的大小之顆粒經由塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器116及118水平通過水平圓柱形旋轉主體110，而並不附接至內壁。
包含一垂直圓柱形旋轉主體之一離心機允許一原料研磨液組合物藉由高速旋轉而沿著旋轉主體之一壁垂直上升以溢流，從而使得難以獲得藉由低速旋轉之離心效應。因此，一結果係一高的粒徑降低率及一高的固體移除率。然而，根據本發明之包含水平圓柱形旋轉主體110之研磨液組合物分離裝置100可允許原料研磨液組合物甚至藉由因以500G至2500G之低速旋轉所致之離心力而水平溢流，藉此獲得充分的離心效應。
獲得一移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物(S140)。
可使用諸如Horiba LA-910之一雷射散射粒徑分佈分析器量測磨料顆粒之二次粒徑。原料研磨液組合物中之磨料顆粒之二次粒徑可係80nm至330nm，且移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒之二次粒徑可係50nm至280nm。一粒徑係指顆粒分佈，其表示一平均粒徑。離心之後之二次粒徑之一減小歸因於由於藉由離心移除塊狀顆粒及聚結顆粒所致之平均粒徑之一減小。因此，離心之後之 最小二次粒徑之自80nm至50nm之一減小歸因於由於塊狀顆粒及聚結顆粒不存在於移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中所致之平均粒徑之一減小。
移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒之一粒徑比率根據方程式1可係0.3至1.0。
[方程式1](B2-A2)/(B1-A1)
此處，A1表示在分類之前之D1粒徑，B1表示在分類之前之D99粒徑，A2表示在分類之後之D1粒徑且B2表示在分類之後之D99粒徑。
當離心之後之移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒之粒徑比率小於0.3時，諸如塊狀顆粒及聚結顆粒之殘留物藉由離心經不充分移除，且因此拋光之後之刮痕發生率增加。當粒徑比率大於1.0時，離心之後之磨料顆粒之含量與離心之前之磨料顆粒之含量相比顯著減少，使得一良率大大降低。
原料研磨液組合物中之一固體含量可係1wt%至20wt%。當原料研磨液組合物中之固體含量大於20%(此意指塊狀顆粒及聚結顆粒經不充分移除)時，拋光之後之刮痕發生率增加。
移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之固體含量之一降低率根據方程式2可小於30%，較佳地小於20。
[方程式2]C2/C1×100
此處，C1表示在分類之前之研磨液組合物之固體含量且C2表示在分類之後之研磨液組合物之固體含量。
當移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之固體含量之降低率係30%或更大時，不僅移除諸如塊狀顆粒及聚結顆粒之異常顆粒而且移除正常顆粒。此外，當與具有小於30%之固體含量之一降低率 之一研磨液組合物相比時(當與具有相同二次粒徑之一研磨液組合物比較時)，展現塊狀顆粒及聚結顆粒之高比率。
舉例而言，具有30%或更高之一固體移除率之一研磨液組合物在分類之後展現0.3或更低或者0.95或更高之一粒徑比率，且具有小於30%之一固體移除率之一研磨液組合物在分類之後具有0.03至0.95之一粒徑比率。在此情形中，當在塊狀顆粒及刮痕位準方面比較研磨液組合物時，具有小於30%之一固體移除率之研磨液組合物具有優良的改良效應。
根據本發明之製備研磨液組合物之方法包含製備一研磨液組合物，其中根據磨料顆粒之大小取決於研磨液組合物之固體含量而調節磨料顆粒當中之塊狀顆粒及聚結顆粒之數目。當研磨液組合物之固體含量降低時，塊狀顆粒及聚結顆粒之數目降低，其中由研磨液之固體含量之降低導致之塊狀顆粒及聚結顆粒之數目之降低程度按粒徑隨著粒徑變大而增加。特定而言，由固體含量之降低導致之塊狀磨料顆粒之數目之降低程度趨向於顯著增加。亦即，當固體含量降低至1/2時，塊狀顆粒及聚結顆粒之數目之降低程度係1/2或更大。此外，此趨勢隨著塊狀顆粒及聚結顆粒具有一更大之大小而變得顯著，然而當顆粒具有一小的大小時，顆粒之數目之一改變係相對微小的。
基於移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之2.0wt%之一固體含量，具有1.99微米(μm)或更大之一直徑之累積數目個磨料顆粒可係2.0E×103/毫升(ml)或更少個，具有1.00μm或更大之一直徑之累積數目個磨料顆粒可係3.0E×105/ml或更少個，且具有0.70μm或更大之一直徑之累積數目個磨料顆粒可係3.0E×108/ml或更少個。
在本發明中，藉由離心不僅移除塊狀顆粒及聚結顆粒而且移除精細顆粒，藉此減少刮痕及缺陷。
該方法可進一步包含使移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物經受具有0.1μm至0.2μm孔隙之一過濾器。該過濾器可包含選自由一薄膜過濾器、一深度過濾器及一摺疊過濾器組成之群組中之至少一者。
根據本發明之一第二態樣，提供藉由根據本發明之第一態樣之製備方法製備之一研磨液組合物。
一移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒可具有50nm至280nm之一個二次粒徑。
移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒之粒徑比率根據方程式1可係0.3至1.0。
[方程式1](B2-A2)/(B1-A1)
此處，A1表示在分類之前之D1粒徑，B1表示在分類之前之D99粒徑，A2係在分類之後之D1粒徑且B2表示在分類之後之D99粒徑。
當離心之後之移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒之粒徑比率小於0.3時，諸如塊狀顆粒及聚結顆粒之殘留物藉由離心經不充分移除，且因此拋光之後之刮痕發生率增加。當粒徑比率大於1.0時，離心之後之磨料顆粒之含量與離心之前之磨料顆粒之含量相比顯著減少，使得一良率大大降低。
移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之固體含量之一降低率根據方程式2可小於30%，較佳地小於20。
[方程式2]C2/C1×100
此處，C1表示在分類之前之研磨液組合物之固體含量，且C2係在分類之後之研磨液組合物之固體含量。
當移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之固體含量之降 低率係20%或更大時，不僅移除諸如塊狀顆粒及聚結顆粒之異常顆粒而且移除正常顆粒。此外，當與具有小於20%之固體含量之一降低率之一研磨液組合物相比時(當與具有相同二次粒徑之一研磨液組合物比較時)，展現塊狀顆粒及聚結顆粒之高比率。
基於移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之2.0wt%之一固體含量，具有1.99μm或更大之一直徑之累積數目個磨料顆粒可係2.0E×103/ml或更少個，具有1.00μm或更大之一直徑之累積數目個磨料顆粒可係3.0E×105/ml或更少個，且具有0.70μm或更大之一直徑之累積數目個磨料顆粒可係3.0E×108/ml或更少個。
本發明之研磨液組合物可減少刮痕及剩餘顆粒且維持一高拋光速率，該等刮痕及剩餘顆粒被公認為因塊狀顆粒及聚結顆粒而使一良率降低之一主要因素。此外，研磨液組合物可應用於用於超大規模整合之一半導體程序所需之各種圖案且在針對應用之拋光速率、拋光選擇比率、表示拋光均勻性之晶圓內非均勻性(WIWNU)及微痕小型化方面達成優良結果。
雖然已參考附圖展示並闡述本發明之幾項例示性實施例，但本發明並不限於所闡述之例示性實施例。替代地，熟習此項技術者將明瞭，可自前述說明做出各種修改及變化。因此，本發明之範疇並不由前述實施例限制而由隨附申請專利範圍及其等等效形式定義。

Claims (12)

  1. 一種製備一研磨液組合物之方法，該方法包括：藉由混合二氧化鈰磨料顆粒、一分散劑及水製備一原料研磨液組合物；將該原料研磨液組合物中之該等二氧化鈰磨料顆粒粉末化；藉由將含有該等經粉末化二氧化鈰磨料顆粒之該原料研磨液組合物推送至包括一水平圓柱形旋轉主體之一分離裝置中、且使該原料研磨液組合物離心，以自該原料研磨液組合物移除塊狀顆粒及聚結顆粒；及獲得一移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物；其中該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之該等磨料顆粒之一粒徑比率，根據方程式1，係0.3至1.0：[方程式1](B2-A2)/(B1-A1)，其中A1表示在分類之前之D1粒徑，B1表示在分類之前之D99粒徑，A2表示在分類之後之D1粒徑，且B2表示在分類之後之D99粒徑；及其中該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之固體含量之一降低率，根據方程式2，係小於30%：[方程式2]C2/C1×100，其中C1表示在分類之前之該研磨液組合物之該固體含量，且C2表示在分類之後之該研磨液組合物之該固體含量。
  2. 如請求項1之方法，其中以2公升/分鐘(L/min)至10公升/分鐘推送 該原料研磨液組合物。
  3. 如請求項1之方法，其中該藉由使該原料研磨液組合物離心而移除該等塊狀顆粒及聚結顆粒以500G至3,000G之一離心力執行離心。
  4. 如請求項1之方法，其中該等塊狀顆粒及聚結顆粒緊密地附著至該水平圓柱形旋轉主體之一旋轉表面以自該水平圓柱形旋轉主體之一封閉端移動至該水平圓柱形旋轉主體之一敞開端，且經陷獲於一塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器中以自該原料研磨液組合物移除。
  5. 如請求項1之方法，其中該原料研磨液組合物中之該等磨料顆粒具有80奈米(nm)至330奈米之一個二次粒徑，且該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之該等磨料顆粒具有50nm至280nm之一個二次粒徑。
  6. 如請求項1之方法，其中該原料研磨液組合物中之一固體含量係1wt%至20wt%。
  7. 如請求項1之方法，其進一步包括使該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物經受具有0.1微米(μm)至0.2微米孔隙之一過濾器。
  8. 如請求項1之方法，其中該分離裝置包括：該水平圓柱形旋轉主體；及一原料研磨液組合物引入單元，其形成於該水平圓柱形旋轉主體之一中心軸上，該水平圓柱形旋轉主體包括一敞開端及一封閉端，該敞開端包括具有一梯級之一塊狀顆粒及聚結顆粒止擋器，且該原料研磨液組合物引入單元之一原料研磨液組合物進口形成於該水平圓柱形旋轉主體之該封閉端周圍。
  9. 如請求項8之方法，其中該水平圓柱形旋轉主體之一旋轉表面包括一不平整部分。
  10. 如請求項8之方法，其中該分離裝置進一步包括一外部殼，該外部殼包括該水平圓柱形旋轉主體，且該外部殼係與該水平圓柱形旋轉主體共用該中心軸之一水平圓柱形殼且包括在該水平圓柱形旋轉主體之一底部側處之一出口。
  11. 一種移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物，其藉由如請求項1至12中任一項之方法製備；其中該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒之粒徑比率，根據方程式1，係0.3至1.0：[方程式1](B2-A2)/(B1-A1)，其中A1表示在分類之前之D1粒徑，B1表示在分類之前之D99粒徑，A2表示在分類之後之D1粒徑，且B2表示在分類之後之D99粒徑；及其中該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之固體含量之一降低率，根據方程式2，係小於30%：[方程式2]C2/C1×100，其中C1表示在分類之前之該研磨液組合物之該固體含量，且C2表示在分類之後之該研磨液組合物之該固體含量。
  12. 如請求項11之研磨液組合物，其中該移除塊狀顆粒及聚結顆粒之研磨液組合物中之磨料顆粒具有50nm至280nm之一個二次粒徑。
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