TWI658133B - 拋光漿料組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種拋光漿料組合物。根據本發明之一第一態樣之一拋光漿料組合物包含磨料粒子及一氧化劑、拋光具有10Å至1000Å之一厚度的鎢且改良鎢的形貌。根據本發明之一第二態樣之一拋光漿料組合物包含第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子之至少兩者及一氧化劑，其中該等第一磨料粒子具有20nm至小於45nm之一主要粒子大小，該等第二磨料粒子具有45nm至小於130nm之一主要粒子大小且該等第三磨料粒子具有130nm至小於250nm之一主要粒子大小。

Description

拋光漿料組合物
實施例係關於一種拋光漿料組合物。
隨著針對產品之設計規則減少，一結構具有一更窄寬度及一更大高度，因此大幅增加一縱橫比，即，深度/底部寬度比，且影響刮痕的發生，刮痕在一30奈米半導體製程中比一習知50奈米半導體製程中高兩倍以上。因此，不僅刮痕而且形貌亦對一膜材料之表面具有敏感影響。一拋光表面之一拋光量及品質作為一拋光程序中考慮之關鍵因素。近年來針對半導體之設計規則的下降最大化一拋光表面之品質之重要性，且因此趨向於添加針對拋光表面之品質之一拋光程序。
同時，隨著近年來半導體的大規模整合，需要更低的電流洩漏且因此具有一高介電常數之一介電質及一金屬閘極之一結構經設計以滿足此一需求。通常，鋁被頻繁地用作一金屬閘極材料。設計規則之減少使得難以完全沈積及拋光具有高硬度之氧化鋁，且因此最近對使用鎢作為一閘極材料進行大量研究。然而，隨著一閘極之一構成材料自鋁變為鎢，歸因於沈積之後鎢晶體之粒子大小形成鎢形貌，這導致金屬之間的非所需的短路而減小一半導體良率。為改良鎢之拋光表面品質，即，改良形貌，拋光對於下一代程序而言係必要的。並未改良形貌之一漿料組合物導致一後拋光程序中的鎢之過蝕刻或未蝕刻而產生程序缺陷或使裝置之一操作不穩定，藉此大幅減小一半導體良率。 此外，因為用於拋光鎢之習知漿料組合物之漿料形成大部分係用氧化鈦及二氧化矽膜針對最佳拋光量及選擇性而設計且因此習知漿料組合物具有改良性質之低形貌。
本發明係為了解決前述問題，且本發明之一態樣係提供一種改良鎢膜材料之形貌之拋光漿料組合物，藉此減少金屬短路及由鎢膜材料之形貌引起之蝕刻缺陷且實現下一代高整合程序。
然而，本發明要解決之問題不限於前述問題，且熟習此項技術者根據以下描述將明確地瞭解本文中未提及之其他問題。
根據本發明之一第一態樣，提供一種拋光漿料組合物，其包含磨料粒子及一氧化劑，該拋光漿料組合物拋光具有10Å至1000Å之一厚度的鎢且改良鎢的形貌。
該等磨料粒子可包含選自由一金屬氧化物、塗佈有一有機材料或無機材料之一金屬氧化物及呈一膠體相之該金屬氧化物組成之群組之至少一者。該金屬氧化物可包含選自由以下項組成之群組之至少一者：矽石、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋇鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂，且該等磨料粒子可以0.5重量%(wt%)至10wt%的量存在於該拋光漿料組合物中。
該氧化劑可包含選自由以下項組成之群組之至少一者：過氧化氫、硝酸亞鐵(II)、碘酸鉀、高錳酸鉀、硝酸、次氯酸銨、氯酸銨、碘酸銨、過硼酸銨、高氯酸銨、高碘酸銨、四甲基次氯酸銨、四甲基氯酸銨、四甲基碘酸鹽、四甲基過硼酸銨、四甲基高氯酸銨、四甲基過碘酸銨、4-甲基嗎啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物及過氧化氫脲，且係以0.005wt%至5wt%的量存在於該拋光漿料組合物中。
該拋光漿料組合物可無過氧化氫或包含小於1wt%的過氧化氫。
該拋光漿料組合物可具有自1至4之範圍之一pH。
根據本發明之一第二態樣，提供一種拋光漿料組合物，其包含：第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子之至少兩者；及一氧化劑，其中該等第一磨料粒子具有20奈米(nm)至小於45nm之一主要粒子大小，該等第二磨料粒子具有45nm至小於130nm之一主要粒子大小，且該等第三磨料粒子具有130nm至小於250nm之一主要粒子大小。
該等第一磨料粒子可具有30nm至小於100nm之一次級粒子大小，該等第二磨料粒子具有100nm至小於250nm之一次級粒子大小，且該等第三磨料粒子具有250nm至小於500nm之一次級粒子大小。
該等第一磨料粒子可以10wt%至60wt%的量存在於該等整個磨料粒子中，該等第二磨料粒子可以10wt%至60wt%的量存在於該等整個磨料粒子中，且該等第三磨料粒子可以10wt%至60wt%的量存在於該等整個磨料粒子中。
該等第一磨料粒子、該等第二磨料粒子及該等第三磨料粒子可獨立地包含選自由一金屬氧化物、塗佈有一有機材料或無機材料之一金屬氧化物及呈一膠體相之該金屬氧化物組成之群組之至少一者，且該金屬氧化物可包含選自由矽石、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋇鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂組成之群組之至少一者。
該氧化劑可包含選自由以下項組成之群組之至少一者：過氧化氫、硝酸亞鐵(II)、碘酸鉀、高錳酸鉀、硝酸、次氯酸銨、氯酸銨、碘酸銨、過硼酸銨、高氯酸銨、高碘酸銨、四甲基次氯酸銨、四甲基氯酸銨、四甲基碘酸鹽、四甲基過硼酸銨、四甲基高氯酸銨、四甲基過碘酸銨、4-甲基嗎啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物及過氧化氫脲，且係以0.005wt%至5wt%的量存在於該拋光漿料組合物中。
該拋光漿料組合物可無過氧化氫或包含小於1wt%的過氧化氫。
該拋光漿料組合物可進一步包含選自由以下項組成之群組之至少一pH調節劑：一無機酸或無機酸鹽，其含有選自由鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、溴酸、碘酸及其等的鹽組成之群組之至少一者；及一有機酸或有機酸鹽，其含有選自由以下項組成之群組之至少一者：甲酸、丙二酸、馬來酸、草酸、乙酸、己二酸、檸檬酸、丙酸、富馬酸、乳酸、水楊酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、丁酸、戊二酸、穀胺酸、乙醇酸、天冬氨酸、酒石酸及其等的鹽。
一含鎢膜之一表面可在使用該拋光漿料組合物拋光之後具有100nm或更小之一峰谷(Rpv)及10nm或更小之粗糙度(Rq)。
該等磨料粒子可具有0.5至0.9之一接觸面積且該接觸面積可由等式1計算：[等式1]A=C 0 1/3．φ -1/3，其中A係該接觸面積，C 0 係該等磨料粒子之濃度wt%，且φ係該等粒子之直徑(nm)。
根據本發明之一拋光漿料組合物改良受金屬短路影響之一良率及拋光鎢時由一膜材料之形貌引起之蝕刻缺陷，且實現下一代高整合程序。進一步言之，拋光漿料組合物僅消除鎢之形貌，藉此避免歸因於過度拋光而浪費鎢且減少由一拋光靶之一表面上之一金屬層之殘留物之侵蝕、凹陷及形成引起之表面缺陷。
根據本發明之一拋光漿料組合物係藉由混合兩種或三種磨料粒子而製備，改良受金屬短路影響之一良率及拋光鎢時由一膜材料之形貌引起之蝕刻缺陷，且實現下一代高整合程序。進一步言之，拋光漿 料組合物僅消除鎢之形貌，藉此避免歸因於過度拋光而浪費鎢且減少由一拋光靶之一表面上之一金屬層之殘留物之侵蝕、凹陷及形成引起之表面缺陷。
圖1係一鎢膜材料之一形貌影像。
圖2係圖解說明使用根據本發明之一第一態樣之一實例之一拋光漿料組合物改良一鎢膜材料之形貌之一截面圖。
圖3圖解說明鎢之一表面在拋光之前之一形貌影像。
圖4圖解說明鎢之一表面在使用根據一比較實例之一拋光漿料組合物拋光之後之一形貌影像。
圖5圖解說明鎢之一表面在使用根據本發明之第一態樣之實例之拋光漿料組合物拋光之後之一形貌影像。
圖6圖解說明鎢晶圓使用根據本發明之一第二態樣之比較實例1至3及實例1至7之拋光漿料組合物之拋光速率。
圖7至圖16圖解說明鎢之一表面在使用根據本發明之第二態樣之比較實例1至3及實例1至7之拋光漿料組合物拋光之後之形貌影像。
在下文中，將參考隨附圖式詳細地描述本發明之實施例。當判定關於一相關已知功能或組態之詳細描述可使本發明之目的在描述本發明時不必要地混淆時，此處將省略詳細描述。此外，本文中使用之術語經定義以適當地描述本發明之實施例且因此可取決於一使用者、一操作者之意圖或一顧客而改變。因此，必須基於此說明書之以下整體描述來定義術語。圖式中存在的相似元件符號係指全文的相似元件。
將瞭解，貫穿整個說明書，除非另有規定，否則當一部件「包含」一組件時，該部件並不排除其他組件，而是可進一步包含該等其 他組件。
在下文中，將參考實施例及圖式詳細地描述本發明之一拋光漿料組合物。然而，本發明不限於此等實施例及圖式。
根據本發明之一第一態樣，可提供一種拋光漿料組合物，其包含磨料粒子；及一氧化劑，拋光具有10Å至1000Å之一厚度的鎢，且改良鎢的形貌。
根據本發明之第一態樣之拋光漿料組合物係可用於改良鎢的形貌而非確保鎢之一拋光量、尤其用於改良一鎢閘極之形成之形貌之一拋光漿料組合物。
根據本發明之第一態樣之拋光漿料組合物可用於拋光具有例如10Å至1000Å、較佳地50Å至500Å之一厚度的鎢。
圖1係一鎢膜材料之一形貌影像，且圖2係圖解說明使用根據本發明之第一態樣之一實例之一拋光漿料組合物改良一鎢膜材料之形貌之一截面圖。自一側觀察，鎢膜材料之形貌具有不均勻的圓錐形狀。不同於用於改良鎢的形貌之一習知漿料組合物，根據本發明之拋光漿料組合物僅消除鎢的形貌且避免歸因於過度拋光而浪費鎢。
使用根據本發明之第一態樣之拋光漿料組合物拋光之鎢之一表面可具有100奈米(nm)或更小、必要時10nm或更小之一峰榖(Rpv)及10nm或更小、必要時1.5nm或更小之一粗糙度(Rq)。峰榖值及粗糙度可用一掃描探針顯微鏡來量測。
磨料粒子可包含選自由一金屬氧化物、塗佈有一有機材料或無機材料之一金屬氧化物及呈一膠體相之該金屬氧化物組成之群組之至少一者，且該金屬氧化物可包含選自由矽石、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋇鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂組成之群組之至少一者。
磨料粒子可具有10nm至300nm、必要時50nm至100nm之一大 小。因為磨料粒子在一液相中合成，所以磨料粒子需要具有300nm或更小之一大小以確保粒子均勻性。當磨料粒子之大小小於10nm時，存在的小粒子太多而降低清洗效能且一晶圓表面上過度產生缺陷而降低拋光速率。當磨料粒子之大小大於300nm時，無法實現單分散性，而導致產生表面缺陷，諸如刮痕。
磨料粒子可具有一雙峰粒子分佈，其中具有50nm至300nm、必要時50nm至100nm之一大小之大的磨料粒子及具有10nm至50nm、必要時20nm至50nm之一大小之小的磨料粒子係藉由調整煅燒條件及/或碾磨條件而混合。由於相對較大磨料粒子及相對較小粒子混合，拋光漿料組合物具有優越的分散性，藉此預期減少一晶圓表面上之刮痕之一效果。
磨料粒子可以0.5重量%(wt%)至10wt%的量存在於該拋光漿料組合物中。當拋光漿料組合物中之磨料粒子的量小於0.5wt%時，拋光漿料組合物在拋光時無法充分拋光一待拋光之膜，例如鎢，從而減小平坦化速率。當磨料粒子的量大於10wt%時，磨料粒子可導致缺陷及刮痕。
氧化劑可包含選自由以下項組成之群組之至少一者：過氧化氫、硝酸亞鐵(II)、碘酸鉀、高錳酸鉀、硝酸、次氯酸銨、氯酸銨、碘酸銨、過硼酸銨、高氯酸銨、高碘酸銨、四甲基次氯酸銨、四甲基氯酸銨、四甲基碘酸鹽、四甲基過硼酸銨、四甲基高氯酸銨、四甲基過碘酸銨、4-甲基嗎啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物及過氧化氫脲。在此等氧化劑之中，根據氧化能力、漿料之分散穩定性及可購性較佳地使用過氧化氫。
氧化劑可以0.005wt%至5wt%、較佳地0.05wt%至1wt%的量存在於拋光漿料組合物中。當拋光漿料組合物中之氧化劑的量小於0.005wt%時，可降低鎢之拋光速率及蝕刻速度。當氧化劑的量大於5 wt%時，鎢表面上之氧化物膜變硬使得未充分執行拋光，且氧化物膜生長以導致鎢凹陷及侵蝕，因此產生稍遜的形貌性質。因此，因為氧化劑直接影響鎢之拋光速度及蝕刻速度，所以本發明之拋光漿料組合物(用於改良鎢的表面品質)需要使用一濃度降低的過氧化氫。因此，根據本發明之拋光漿料組合物可無過氧化氫或包含小於1wt%的過氧化氫。
必要時，根據本發明之第一態樣之拋光漿料組合物亦可包含一促氧化劑。促氧化劑可包含選自由以下項組成之群組之至少一者：鐵化合物、亞鐵氰化物、氯酸鹽、重鉻酸鹽、次氯酸鹽、硝酸鹽、過硫酸鹽及高錳酸鹽。在該等促氧化劑之中，可使用鐵化合物，其係在水中解離以提供一鐵離子(Fe2+或Fe3+)之一化合物，具體言之，可使用氮化鐵。
促氧化劑可以0.05wt%至10wt%的量存在於該拋光漿料組合物中。當促氧化劑的量小於0.05wt%時，難以獲得足夠用於消除形貌之拋光速度。當促氧化劑的量大於10wt%時，鎢可在拋光時過度氧化或可減小漿料之分散性質。
pH調節劑可被進一步添加作為用於防止金屬或磨石腐蝕且實現一pH範圍之一材料，在該pH範圍中，容易發生一金屬之氧化，且該pH調節劑係例如選自由以下項組成之群組之至少一者：鹽酸、硝酸、硫酸、乙酸、磷酸、硼酸、胺基酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、氨衍生物、檸檬酸、酒石酸、甲酸、馬來酸及草酸。
根據本發明之拋光漿料組合物的pH較佳地可經調整以取決於磨料粒子達成分散穩定性及適當的拋光速度，且pH係在自1至4、較佳地自2至3之一酸性範圍中。
拋光漿料組合物可用於拋光一含鎢基板。含鎢基板可包含鎢、鉭、釕、鉿、其他耐火金屬、氮化物及其矽化物。
根據本發明之一第二態樣，可提供一種拋光漿料組合物，其包含第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子之至少兩者；及氧化劑，其中第一磨料粒子具有20nm至小於45nm之一主要粒子大小，第二磨料粒子具有45nm至小於130nm之一主要粒子大小，且第三磨料粒子具有130nm至小於250nm之一主要粒子大小。
根據本發明之第二態樣之拋光漿料組合物係可用於改良鎢的形貌而非確保鎢之一拋光量、尤其用於改良一鎢閘極之形成之形貌之一拋光漿料組合物。拋光漿料組合物包含兩種或三種磨料粒子以大幅減少由一拋光靶之一表面上之一金屬層之殘餘物之侵蝕、凹陷及形成引起的表面缺陷。
自一側觀察，鎢膜材料之形貌具有不均勻的圓錐形狀。不同於用於改良鎢的形貌之一習知漿料組合物，根據本發明之拋光漿料組合物僅消除鎢的形貌且避免歸因於過度拋光而浪費鎢。
第一磨料粒子可具有30nm至小於100nm之一次級粒子大小，第二磨料粒子可具有100nm至小於250nm之一次級粒子大小，且第三磨料粒子可具有250nm至小於500nm之一次級粒子大小。
第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子可藉由調整煅燒條件及/或碾磨條件而製備，且第一磨料粒子及第二磨料粒子、第一磨料粒子及第三磨料粒子、或第二磨料粒子及第三磨料粒子可在一雙峰粒子分佈中混合。替代地，第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子全部一起混合在具有三個峰值之一粒子分佈中。由於相對較大磨料粒子及相對較小粒子混合，拋光漿料組合物具有優越的分散性，藉此預期減少一晶圓表面上之刮痕之一效果。
第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子可獨立地包含選自由一金屬氧化物、塗佈有一有機材料或無機材料之一金屬氧化物及呈一膠體相之該金屬氧化物組成之群組之至少一者，且該金屬氧化物 可包含選自由矽石、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋇鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂組成之群組之至少一者。
第一磨料粒子可以10wt%至60wt%的量存在於整個磨料粒子中，第二磨料粒子可以10wt%至60wt%的量存在於整個磨料粒子中，且第三磨料粒子可以10wt%至60wt%的量存在於整個磨料粒子中。
鎢膜的形貌之改良涉及磨料與鎢膜之間的接觸面積。當第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子係在前述範圍內混合以用作一磨料時，形貌改良效果極好。特定言之，可藉由根據一混合比計算磨料與鎢膜之間的接觸面積判定該等範圍以改良分散穩定性。
磨料粒子可以0.5wt%至10wt%的量存在於拋光漿料組合物中。拋光漿料組合物中的磨料粒子可存在於以磨料粒子之總量計之前述範圍內，而無關於第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子。當拋光漿料組合物中之磨料粒子的量小於0.5wt%時，拋光漿料組合物在拋光時可能無法充分拋光一待拋光之膜，例如鎢，從而減小平坦化速率。當磨料粒子的量大於10wt%時，磨料粒子可產生缺陷及刮痕。
磨料粒子可具有0.5至0.9之一接觸面積。當磨料粒子之接觸面積不在該範圍中時，磨料粒子與鎢膜材料之間之一小接觸面積可能無法達成充分拋光且無法改良鎢膜材料的形貌。
該接觸面積可由以下等式1計算：[等式1]A=C 0 1/3．φ -1/3，在等式1中，A係該接觸面積，C0係該等磨料粒子之濃度wt%，且φ係該等粒子之直徑(nm)。
氧化劑可包含選自由以下項組成之群組之至少一者：過氧化氫、硝酸亞鐵(II)、碘酸鉀、高錳酸鉀、次氯酸銨、氯酸銨、碘酸 銨、過硼酸銨、高氯酸銨、高碘酸銨、四甲基次氯酸銨、四甲基氯酸銨、四甲基碘酸銨、四甲基過硼酸銨、四甲基高氯酸銨、四甲基過碘酸銨、4-甲基嗎啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物及過氧化氫脲。在此等氧化劑之中，根據氧化能力、漿料之分散穩定性及可購性較佳地使用過氧化氫。
氧化劑可以0.005wt%至5wt%、較佳地0.05wt%至1wt%的量存在於拋光漿料組合物中。當拋光漿料組合物中之氧化劑的量小於0.005wt%時，可降低鎢之拋光速率及蝕刻速度。當氧化劑的量大於5wt%時，鎢表面上之氧化物膜變硬使得未充分執行拋光，且氧化物膜生長而導致鎢凹陷及侵蝕，因此產生稍遜的形貌性質。
因此，因為氧化劑直接影響鎢之拋光速度及蝕刻速度，所以本發明之拋光漿料組合物(用於改良鎢的表面品質)需要使用一濃度降低的過氧化氫。因此，根據本發明之拋光漿料組合物可無過氧化氫或包含小於1wt%的過氧化氫。
pH調節劑可被進一步添加作為用於防止金屬或磨石腐蝕且實現一pH範圍之一材料，在pH範圍中，容易發生一金屬之氧化。例如，pH調節劑可包含選自由以下項組成之群組之至少一者：一無機酸或無機酸鹽，其含有選自由鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、溴酸、碘酸及其等的鹽組成之群組之至少一者；及一有機酸或有機酸鹽，其含有選自由甲酸、丙二酸、馬來酸、草酸、乙酸、己二酸、檸檬酸、丙酸、富馬酸、乳酸、水楊酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、丁酸、戊二酸、穀胺酸、乙醇酸、天冬氨酸、酒石酸及其等的鹽組成之群組之至少一者。
根據本發明之第二態樣之拋光漿料組合物的pH較佳地可經調整以取決於磨料粒子達成分散穩定性及適當的拋光速度，且pH係在自1至4、較佳地自2至3之一酸性範圍中。
拋光漿料組合物可用於拋光一含鎢基板。含鎢基板可包含鎢、鉭、釕、鉿、其他耐火金屬、氮化物及其矽化物。
拋光漿料組合物可用於拋光具有10Å/min至1000Å/min之一厚度的鎢。
使用根據本發明之第二態樣之拋光漿料組合物拋光之一含鎢膜之一表面可具有100nm或更小之一峰榖(Rpv)及10nm或更小之一粗糙度(Rq)。峰榖值及粗糙度可用一掃描探針顯微鏡來量測。
根據本發明之第二態樣之拋光漿料組合物係藉由混合兩種或三種磨料粒子而製備，改良受金屬短路影響之一良率及拋光鎢時由一膜材料之形貌引起之蝕刻缺陷，且實現下一代高整合程序。進一步言之，拋光漿料組合物僅消除鎢之形貌，藉此避免歸因於過度拋光而浪費鎢且減少由一拋光靶之一表面上之一金屬層之殘留物之侵蝕、凹陷及形成引起之表面缺陷。
在下文中，將參考如下之一實例及一比較實例詳細地描述本發明之第一態樣。然而，本發明之技術思想不限於或不約束於該等實例。
[實例]
具有2.5之一pH之用於改良鎢的形貌之一拋光漿料組合物係藉由混合3.5wt%的矽石及0.5wt%的過氧化氫及用硝酸調整pH而製備。
[比較實例]
一拋光漿料組合物係藉由混合3.5wt%的矽石及8wt%的過氧化氫而製備。
含鎢晶圓係在以下拋光條件下使用根據該實例及該比較實例之拋光漿料組合物而拋光。
[拋光條件]
1.拋光設備：由Bruker Corporation製造之CETR CP-4
2.晶圓：6cm×6cm鎢晶圓
3.壓板壓力：3psi
4.主軸速度：69rpm
5.壓板速度：70rpm
6.流率：100ml/min
7.漿料固體含量：3.5wt%
圖3圖解說明鎢之一表面在拋光之前之一形貌影像。圖4圖解說明鎢之一表面在使用根據比較實例之拋光漿料組合物拋光之後之一形貌影像，且圖5圖解說明鎢之一表面在使用根據本發明之第一態樣之實例之拋光漿料組合物拋光之後之一形貌影像。當使用比較實例之拋光漿料組合物時，以330Å/min執行拋光。當使用該實例之拋光漿料組合物時，以556Å/min執行拋光。可知根據本發明之實例之拋光漿料組合物僅僅藉由添加微量過氧化氫僅消除鎢的形貌。
在下文中，將參考如下之實例及比較實例詳細地描述本發明之第二態樣。然而，本發明之技術思想不限於或不約束於該等實例。
[比較實例1]
一拋光漿料組合物係藉由在整個拋光漿料組合物中混合3.5wt%的第一矽石磨料粒子及0.5wt%的過氧化氫而製備。拋光漿料組合物之pH用硝酸調整為2.5。
[比較實例2]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用第二矽石磨料粒子之外。
[比較實例3]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用第三矽石磨料粒子之外。
[實例1]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用兩種磨料粒子之一混合物(50%的第一矽石磨料粒子及50%的第二矽石磨料粒子)之外。
[實例2]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用兩種磨料粒子之一混合物(50%的第一矽石磨料粒子及50%的第三矽石磨料粒子)之外。
[實例3]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用兩種磨料粒子之一混合物(50%的第二矽石磨料粒子及50%的第三矽石磨料粒子)之外。
[實例4]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用三種磨料粒子之一混合物(20%的第一矽石磨料粒子、40%的第二矽石磨料粒子及40%的第三矽石磨料粒子)之外。
[實例5]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用三種磨料粒子之一混合物(40%的第一矽石磨料粒子、20%的第二矽石磨料粒子及40%的第三矽石磨料粒子)之外。
[實例6]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用三種磨料粒子之一混合物(40%的第一矽石磨料粒子、40%的第二矽石磨料粒子及20%的第三矽石磨料粒子)之外。
[實例7]
一拋光漿料組合物係以與比較實例1中相同之方式製備，除了使用三種磨料粒子之一混合物(33.3%的第一矽石磨料粒子、33.3%的第 二矽石磨料粒子及33.3%的第三矽石磨料粒子)之外。
鎢晶圓係在以下拋光條件下使用根據本發明之第二態樣之比較實例1至3及實例1至7之拋光漿料組合物而拋光。
[拋光條件]
1.拋光設備：CETR CP-4
2.晶圓：6cm×6cm鎢晶圓
3.壓板壓力：4psi
4.主軸速度：69rpm
5.壓板速度：70rpm
6.流率：100ml/min
7.漿料固體含量：3.5wt%
圖6圖解說明鎢晶圓使用根據本發明之第二態樣之比較實例1至3及實例1至7之拋光漿料組合物之拋光速率。當使用其中混合三種磨料粒子(40%的第一矽石磨料粒子、40%的第二矽石磨料粒子及20%的第三矽石磨料粒子)之實例6之拋光漿料組合物時，獲得一最低拋光速率。
表1圖解說明在使用根據本發明之第二態樣之比較實例1至3及實例1至7之拋光漿料組合物拋光之後該鎢形貌表面上之接觸面積。
關於根據比較實例1至3及實例1至7之拋光漿料組合物之總接觸面積，其中混合三種矽石粒子之實例4至7具有最大總接觸面積，且其 中混合兩種矽石粒子之實例1至3具有大於其中使用單一種類的矽石粒子之比較實例1至3之總接觸面積。因此，其中混合三種矽石粒子之具有最大總接觸面積之實例4至7有利於改良鎢形貌。
圖7至圖16圖解說明鎢之一表面在使用根據本發明之第二態樣之比較實例1至3及實例1至7之拋光漿料組合物拋光之後之形貌影像。參考圖7至圖16，實例1至7在用於改良表面形貌方面優於比較實例1至3。特定言之，根據實例1至3之表面優於根據實例4至7之表面，這表明了其中混合三種矽石之拋光漿料組合物在拋光鎢形貌時之總接觸面積增加大於其中混合兩種矽石之拋光漿料組合物。
因此，已證實包含兩種或三種矽石粒子之混合物之拋光漿料組合物與包含單一種類的矽石粒子之拋光漿料組合物相比改良鎢形貌。特定言之，包含三種矽石粒子之混合物之拋光漿料組合物在改良鎢形貌方面優於包含兩種矽石粒子之混合物之拋光漿料組合物。即，已證實總接觸面積之一增加造成優越的形貌改良。
雖然本發明已參考幾個實施例及隨附圖式加以展示及描述，但是本發明不限於所描述之實施例。而是，熟習此項技術者將明白可根據前述描述作出各種修改及變動。因此，本發明之範疇不受前述提及實施例限制，而是係由隨附專利申請範圍及其等等效物界定。

Claims (8)

  1. 一種拋光漿料組合物，其包括：磨料粒子；及氧化劑，其中該拋光漿料組合物拋光具有10Å至1000Å之厚度的鎢且改良鎢的形貌；其中含鎢膜之表面在使用該拋光漿料組合物拋光之後，具有100nm或更小之峰谷(Rpv)及10nm或更小之粗糙度(Rq)；其中該等磨料粒子之大小為10nm至300nm；其中該等磨料粒子包括選自：由矽石、塗佈有有機材料或無機材料之矽石及呈膠體相之矽石組成之群組之至少一者；其中該拋光漿料組合物具有自1至4之範圍之一pH；及其中該拋光漿料組合物不含過氧化氫或包括小於0.1重量%(wt%)之過氧化氫。
  2. 如請求項1之拋光漿料組合物，其中：該等磨料粒子係以0.5重量%至10wt%的量存在於該拋光漿料組合物中。
  3. 如請求項1之拋光漿料組合物，其中該氧化劑包括選自由以下項組成之群組之至少一者：過氧化氫、硝酸亞鐵(II)、碘酸鉀、高錳酸鉀、硝酸、次氯酸銨、氯酸銨、碘酸銨、過硼酸銨、高氯酸銨、高碘酸銨、四甲基次氯酸銨、四甲基氯酸銨、四甲基碘酸銨、四甲基過硼酸銨、四甲基高氯酸銨、四甲基過碘酸銨、4-甲基嗎啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物及過氧化氫脲，且係以0.005wt%至5wt%的量存在於該拋光漿料組合物中。
  4. 一種拋光漿料組合物，其包括：第一磨料粒子、第二磨料粒子及第三磨料粒子；及氧化劑，其中該等第一磨料粒子具有20奈米(nm)至小於45nm之一主要粒子大小、及30nm至小於100nm之一次級粒子大小，該等第二磨料粒子具有45nm至小於130nm之一主要粒子大小、及100nm至小於250nm之一次級粒子大小，及該等第三磨料粒子具有130nm至小於250nm之一主要粒子大小、及250nm至小於500nm之一次級粒子大小；其中該拋光漿料組合物改良鎢的形貌；其中該拋光漿料組合物不含過氧化氫或包括小於0.5wt%之過氧化氫；其中含鎢膜之表面在使用該拋光漿料組合物拋光之後具有100nm或更小之峰谷(Rpv)及10nm或更小之粗糙度(Rq)；及其中該等磨料粒子具有0.5至0.9之一接觸面積且該接觸面積係由等式1計算：[等式1]A=C 0 1/3．φ -1/3，其中A係該接觸面積，C 0 係該等磨料粒子之濃度wt%，且φ係該等粒子之直徑(nm)。
  5. 如請求項4之拋光漿料組合物，其中該等第一磨料粒子係以10wt%至60wt%的量存在於該等整個磨料粒子中，該等第二磨料粒子係以10wt%至60wt%的量存在於該等整個磨料粒子中，及該等第三磨料粒子係以10wt%至60wt%的量存在於該等整個磨料粒子中。
  6. 如請求項4之拋光漿料組合物，其中該等第一磨料粒子、該等第二磨料粒子及該等第三磨料粒子獨立地包括選自由一金屬氧化物、塗佈有一有機材料或無機材料之一金屬氧化物及呈一膠體相之該金屬氧化物組成之群組之至少一者，及該金屬氧化物包括選自由矽石、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋇鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂組成之群組之至少一者。
  7. 如請求項4之拋光漿料組合物，其中該氧化劑包括選自由以下項組成之群組之至少一者：過氧化氫、硝酸亞鐵(II)、碘酸鉀、高錳酸鉀、次氯化銨、氯酸銨、碘酸銨、過硼酸銨、高氯酸銨、高碘酸銨、四甲基次氯酸銨、四甲基氯酸銨、四甲基碘酸銨、四甲基過硼酸銨、四甲基高氯酸銨、四甲基過碘酸銨、4-甲基嗎啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物及過氧化氫脲，且係以0.005wt%至5wt%的量存在於該拋光漿料組合物中。
  8. 如請求項4之拋光漿料組合物，其進一步包括選自由以下項組成之群組之至少一pH調節劑：一無機酸或無機酸鹽，其含有選自由以下項組成之群組之至少一者：鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、溴酸、碘酸及其等的鹽；及一有機酸或有機酸鹽，其含有選自由以下項組成之群組之至少一者：甲酸、丙二酸、馬來酸、草酸、乙酸、己二酸、檸檬酸、丙酸、富馬酸、乳酸、水楊酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、丁酸、戊二酸、穀胺酸、乙醇酸、天冬氨酸、酒石酸及其等的鹽。
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