TW201030113A

TW201030113A - CMP slurry and polishing method using the same

Info

Publication number: TW201030113A
Application number: TW098142518A
Authority: TW
Inventors: Eiichi Satou; Munehiro Oota; Kanshi Chinone; Shigeru Nobe; Kazuhiro Enomoto; Tadahiro Kimura; Masato Fukasawa; Masanobu Habiro; Yousuke Hoshi
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2010-08-16
Also published as: CN103333661B; WO2010067844A1; KR101268615B1; CN103333661A; JP5761233B2; KR20110083667A; JP2013157614A; KR20130063550A; US9022834B2; JP5397386B2; KR101377902B1; US20110275285A1; CN103342986B; CN102232242A; KR101359197B1; KR20120123611A; CN102232242B; JP5761234B2; JP2013175731A; CN103333662A

Description

201030113 33239pif 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明是有關於一種於半導體晶圓材料的化學機械研磨（Chemical Mechanical Polishing，CMP)中使用的研磨液’特別是有關於一種用以研磨設置在半導體晶圓的表面的氧化矽膜的研磨液。【先前技術】在半導體製造的領域中，伴隨超大型積體電路（Large Scale Integration, LSI)器件（device)的高性能化，藉由先前技術的延長線上的微細化技術使高積體化及高速化並存的方法已達到極限。因此，業界正開發一種促進半導體元件的微細化，並於垂直方向上亦為高積體化的技術，即，使配線多層化的技術。在製造配線被多層化之器件的製程（pr〇cess)中，最重要的技術之一是CMP技術。CMP技術是利用化學氣相沈積法（Chemical Vapor Deposition，CVD)等於基板上形成薄膜後’使該薄膜的表面平坦化的技術。例如，於確保微影技術（lithography)的焦點深度時，利用CMP的處理不可或缺。若基板表面存在凹凸，則會產生如下不良情況: 曝光步驟中的聚焦無法實現、或者無法充分地形成微細的配線結構等。在器件的製造過程中，CMp技術亦可應用於如下的步驟中：藉由電漿氧化膜（BPSG、HDP_si〇2、' p-TEOS)的研磨來形成元件分離區域的步驟、形成層間絕緣膜的步驟、或者將含有氧化矽的膜埋入於金屬配線中後 201030113 33239pif 使插塞（p1Ug)(例如A1.Cu^)平坦化的步驟等。 CMP iff讀料將研磨錄給料錢上的來進行。-面向基板表面與研磨墊之間供給研磨液，一= 將基板，壓在研磨墊上，由此研磨基板表面。在CM 術中，高性能的研磨液是主要技術之一，迄今為止已進了各，研磨液的開發（例如參照專利文獻1) 『專利文獻1:日本專利特開2〇〇8_288537號公報』。然而，於在基板上形成元件分離區域的步驟中，』在基板表Φ設置槽，然後轉賴槽的方賴由CVD 形成絕緣膜（例如氧化矽膜)。其後，藉由CMp使絕緣膜的表面平;—化’由此形成元件分離區域。當於表面設置槽等兀件分離結構絲板上形搞賴時，絕緣膜的表面亦產生對應於元件分離結構的凹凸的表面’優先去除凸部，另一方面，慢慢地去十除= 此而實現平坦化。 β為了提昇半導體生產的處理量（throughput)，較好的 $儘可能迅速地去除基板上卿成的絕緣朗不需要的部分°例如’於為了應對元件分離區域的窄幅化而採用淺溝槽隔離（shaii〇wTrenchIsolati〇n STI)時，要求以較高的研磨速度去除作為絕緣膜而設置於基板上的氧化石夕膜的不需要的部分。但是，若使用對於氧化矽膜的研磨速度較快的CMp ，研磨液，則通常存在研磨結束後的研磨面變粗，平坦性欠佳的傾向。因此，有時將絕緣膜的研磨處理分成兩個階 5 201030113 33239pif Ϊ效步Π使用不同種類的研磨液，由此謀求生座双手攸昇。在第i步驟（粗削步驟）中磨速度較高的研磨液來去除大部分氧化矽膜。在^ 2步驟（精加卫步驟）+ ’慢慢地去除氧化频，並以使研磨面變得足射坦之方式進㈣加I。 ' 研磨^ Y财，如上所述，要求對於氧切膜較高的研磨速度。但是，即使於使用相_研磨液時，亦存在因基板表面的狀態而造成無法達成足夠高的研磨速度的情況。例如’於對具備平坦的基板與設置在該基板表面的平坦的氧化石夕膜的晶圓（氧化梦膜的毯覆式晶圓㈤细 wafer))進行研磨時，雖然可達成對於氧化矽膜較高的研磨速度，但於對表面具有凹凸的晶圓進行研磨時，存在無法達成所期待的研磨速度的現象。另外，對於藉由CMp 而研磨氧化碎膜的機制（mechanism)尚未弄清楚的部分較多，此種現象的原因亦並不明確。而且，於基板表面形成的凹凸有各種型態。例如，起因於配線寬度的凹凸的寬度、凹凸的高度或配線的方向會由於各步驟或器件的用途而不同。現實情況是，先前的 CMP用研磨液即使可良好地研磨某種基板，但未必可同樣地研磨其他類型的基板。特別是，如上所述，將對於氧化石夕膜的CMP分成兩個階段或兩個階段以上時，由於在第1 步驟中，與平坦性相比更優先的是較高的研磨速度，因此研磨速度的下降會導致生產性下降。 201030113 33239pif 【發明内容】本發明是為了解決上述課題而成的發明，提供一種可達成對於氧化石夕膜的足夠高的研磨速度，並且與先前的研磨液相比不依賴於基板表面的狀態的通用性較高的用研磨液、以及使用此研磨液的研磨方法。本發明者等人為解決上述課題，對CMp用研磨液中所調配的添加劑反覆努力研究。本發明者等人使用各種有 • 機化合，作為添加劑而製備了多種研磨液。使用該些研磨液研磨氧化石夕臈，並進行了研磨速度的評價。結果發現將 f有特㈣化學結構的化合物用作添加劑可有效地達成較高的研磨速度，從而完成本發明。本發明的CMP用研磨液是含有研磨粒、添加劑、以及水的研磨液，添加劑包含一種或者大於等於兩種的滿足下述條件i至條件v之所有條件的化合物：成1)分子内具有一個或者大於等於兩個的環狀結構，該環狀結構包含至少一個碳-碳雙鍵（OC)。碳-碳雙鍵亦包 ® 含形成共振結構的碳之間的鍵結；

ϋ)分子内具有大於等於一個、小於等於四個的_〇H 結構’ -〇H結構亦包含-cooh基所具有的_0H結構；出）分子内的-COOH基為小於等於一個； iv)分子内具有下述的第i結構及第2結構中的至少一個， 2第1結構：具有碳原子C1及與碳原子C1鄰接的碳原子c，碳原子C1上鍵結有-OH基，碳原子c2上鍵結有選 7 201030113 33239pif 自-OX 基、=〇基、-NX 基、-NX(C3)基及_CH=N 〇H 基中的至少一個取代基，X為氫原子或碳原子，c3為與氮^子鍵結的碳原子，於碳原？ C1、C2及C3中，不足的其餘的鍵之鍵結形式及鍵結原子為任意，當X為碳原子時，、χ中不足的其餘的鍵之鍵結形式及鍵結原子為任意，

2第2結構：具有碳原子C1及與碳原子cl鄰接的碳原子C2 ’碳原子C1上鍵結有-CH=N-OH基，碳原子c2上鍵結有-CH=N-OH基。於碳原子Ci及C2中，不足的置餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意； v)條件iv中的碳原子c1及碳原子一 w j t τ tr、j 主少一: 形成條件1中的環狀結構的一部分、或者與條件丨狀結構鍵結。

藉由本發明的CMP用研磨液，可達成對於氧化矽; 的足夠高的研磨速度。另外，較高的研磨速度可並不過地依賴於研磨對象的基板表面的狀態錢成。獲得該些$ 果的主要原因未必明確’但推測是因祕由將具有特& 化學結構的化合_作添加劑，而使研舰與氧化相互作用變大，其結果使研磨速度變高。起矣ίΐ所述，本發明的研磨液具有可不過多地依賴於3 j面的狀態而達成較高的研磨速度的特長，因此適合方八有凹凸的基板上所設置的氧切膜的補。另外較言:即Y吏對於藉由先前的研磨液比較難以獲獨例:於對的半導體材料’亦可高速地研磨的優點。例如於對如具有記龍單元（me_yedl)料導體基板 8 201030113 33239pif 字形狀或格子亦可達成較高般’自上方觀察時凹部或凸部具有設置形狀之部分的基板的氧化矽膜進行研磨的研磨速度。條件iv中的第1結構較好的是 n〇所表示的結構·· 自^述式a)〜式 [化1] C1—C2 C,==C2 〇1—；Q2 HO 〇 —X HO Ο—χ Η〇 a) b) C1—C2 / ^ HO O d) c> O-

•X C1 — Q2 • \ C1—C2 C1— / \ / \ , HO N~x HO Ν=χ HO M e) f) g) c1—c2

Cec2

HO 參 N(X h) C1^iQ2

HO

Nr^x、〇3 C1—C2 C^C2 H〇 k) ch==n*~oh HO CH=N—oh h〇 C1^Ca

•OH 式中，由-組實線及點線所表示構的鍵，於碳原子c'c2及C3中^衣不形成共振結 έ士郴彳泠鑪社甩工立上τ’不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵、纟4子躲意，當χ為妨子時，χ中其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意。 9 201030113 33239pif 偏研磨液含有具有以式0〜式^所表示的結可?ί對於氧化销的更高的研磨速度。推 :相==調配該化合物而使研磨液與氧化賴 Ρ):表 =第2結構較好的是選自以下述… [化2] C1—C2 HO—N==CH \η=Ν· η) C1=C2

〇H H〇-N=C>i "ch^N-OH 0) C1~C2

HO—N=CH CH=N' —〇H P) 播j中組實，及點線所麵的鍵表示形成共振結式及鍵結料為㈣。+从的其餘_的鍵結形槿的fii研綠含有具有以式n)〜式p)所表示的結璧盾:Ϊ ’可達成對於氧化㈣的更高的研磨速度。推二、’、下·藉由調配該化合物而使研磨液與氧化石夕膜的相互作用變得更大。，達成對於氧切朗進—步更高的研磨速度的觀而"，上祕加驗好的是包含選自於由尿做-6-舰 (acid )、苦杏仁酸（麵娜_ )、柳 201030113 33239pif 搭肪（salicylaldoxime)、抗壞血酸（ascorbic acid)、鄰苯二驗（catechol)、3-甲基鄰苯二驗（3-metliylcatecliol)、4-曱基鄰苯二紛（4_methyl catechol)、4-第三丁基鄰笨二盼 ❹

(4-tert-butylcatechol)、1，4-苯酿二蔣（1,4-benzoquinone dioxime)、2-°比咬曱醇（2-pyridinemethanol)、4-異丙基卓酴酮（4-isopropyltropolone)、2-經基-2,4,6-環庚三稀-1-嗣 (2-hydroxy_2,4,6-cycloheptatriene-l-one)、5-胺基-尿喷咬 -6-甲酸及二苯羥乙酸（benzilic acid)所組成的族群中的一種或者大於等於兩種的化合物。另外，本發明者等人為了調查所製備的各種研磨液中所包含的研磨粒有無凝聚，隨時間變化進行粒徑的測定。結果發現若使研磨液含有上述具有特定的化學結構的化合物中的4<喃_ (4_pyiOne)系化合物作為添加劑，則除土述效果以外，亦可獲得能夠抑制研磨粒凝聚的效果。即，就研磨粒的分散穩定性的觀點而言，較好的是本發明的 CMP用研驗是含有研餘、添加劑、以及水的研磨液，為4，_化合物，該〇比喃_化合物是以下述通式（1)所表示的化合物： [化3] ΎΊ ,χ11 x13 r \〇Η 〇 (1)

式中，X11、x12及X 13 分別獨立為氫原子或一價的取 201030113 33239pif 代基。藉由包含以上述式（1)所表示的化合物的研磨液，除可達成對於氧化矽膜的足夠高的研磨速度以外，亦可抑制研磨粒的凝聚。獲得上述效果的主要原因尚未明確，但推測藉由將上述具有特定結構的4-吡喃_系化合物用作添加劑’而使研磨液與氧化矽膜之相互作用變大，其結果研磨速度提高。而且，一般認為此種4-吡喃酮系化合物雖然疋可增大研磨液與氧化矽膜的相互作用之添加劑，但並無

減弱研磨粒彼此之間的靜電斥力等斥力的效果，因此可抑制研磨粒凝聚。丄地比嗝酮系化合物較好的是選 -2-(羥甲基）_4Η_ 吡喃 _4_ [5-liydr〇xy-2-(hydr〇Xymethyl)_4H-pyran斗one)(別名：羥基-2-(經甲基)如比喃剩）、3_經基-2_甲基_4h_吼喃斗 (別名.3-經基-2-甲基如比喃酮）、3_經基_2_乙基·4H_ ^，⑶名.3’經基乙基_4_«比喃嗣）所組成的族群的至少一種化合物。

較好的疋本發明的研磨液之pH值小於8。藉由效=於8，可獲得研磨液與氧化_的顯性得到提心為二量:對於該研磨液的1〇。崎地獲得研磨:度St果藉由採用該構成’可更有㈣本發明的研磨液較好的是研磨粒的含量相對於該馬 12 201030113 33239pif ，液的1GG重量份為Q 重量份〜1Q重量份。研磨粒的平均粒&較好的是50 nm〜500 nm。較好的是研磨粒包含飾^化5物’更好的是錦系化合物為氧化錦。而且，更好的是研磨粒包含具有晶界的多晶氧化鈽。藉由採用關於研磨粒的該些構成中的一種構成、或者兩種或兩種以上的構成，對於氧化矽膜的研磨速度進一步得到提昇。本發明的研磨液亦可為進而含有非離子性界面活性 ❹ 劑的研磨液。藉由採用該構成’研磨液中的研磨粒的分散穩定性得到提昇。而且’較好的是本發明的研磨液進一步包含飽和一元叛酸作為第2添加劑。藉由進一步包含飽和一元叛酸，可獲得如下優點：可不使具有凹凸形狀的半導體基板的研磨速度下降地提昇平坦的半導體基板的研磨速度，或者提昇作為研磨速度的晶圓面内之不均之指標的面内均勻性。較好的是上述飽和一元羧酸之碳數為2〜6。由此可更加良好地獲得提昇對於平坦的半導體基板的研磨速度及提 ® 昇面内均勻性之效果。更具體而言，作為飽和一元羧酸，較好的是選自於由乙酸（acetic acid )、丙酸（propionic acid )、丁酸（butyric acid )、異丁酸（isobutyric acid )、戊酸（valeric acid )、異戊酸（isovaleric acid )、特戊酸（pivalic acid)、2-甲基丁酸（hydroangelic acid )、己酸（caproic acid)、2-甲基戊酸（2-methylpentanoic acid)、4-甲基戊酸 (4-methylpentanoic acid ) 、2,3-二曱基丁酸 (2,3-dimethylbutanoic acid)、2-乙基丁酸（2-ethylbutanoic 13 201030113 33239pif acid)、2,2-一甲基丁酸（2,2-dimethylbutanoic acid)及 3 3 一甲基丁酸（3,3-dimethylbutanoic acid)所組成的族群中的至少一種化合物。於包含飽和一元羧酸作為第2添加劑時，較好的是飽和一元羧酸的含量相對於該研磨液的1〇〇重量份為〇〇1重量份〜5重量份。由此可更有效率地獲得提昇對於平坦的半導體基板的研磨速度及提昇面内均勻性的效果。本發明提供一種使用上述研磨液的研磨方法。即本發明的研磨方法是用以研磨表面具有氧化矽膜之基板的研春磨方法，該研磨方法具備一面向氧化石夕膜與研磨墊之間供給研磨液，一面藉由研磨墊對氧化矽膜進行研磨的步驟。藉由該研磨方法，可達成對於氧化矽膜的足夠高的研磨速度。而且，較咼的研磨速度可不過多地依賴於研磨對象的基板的表面形狀而達成’因此該研磨方法適於氧化石夕膜之粗削或具有記憶體單元的半導體基板之研磨。根據本發明，提供一種可達成對於氧化矽膜的足夠高的研磨速度，並且與先前的研磨液相比不依賴於基板表面〇的狀態的通用性較局的CMP用研磨液。而且，根據本發明，提供一種使用上述研磨液的研磨方法。為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。【實施方式】 <CMP用研磨液> 本實施形態的CMP用研磨液的特徵在於包括：研磨 14 201030113 33239pif 各成分加以說明。下，對研磨液的製備中所使用的 (添加劑）滿足1添加劑）包括—種或者大於等於兩種的施來離V的所有條件的化合物。根據本實用研磨液，藉由將滿足條件 i〜條件ν的化 ❿ ❹ 二的狀離添^卜與先前的研磨液相比可不依賴於基板表 . a成對於氧化矽膜的充分高的研磨速度。 1疋彳曰.分子内具有一個或者大於等於兩個的環碳構包括至少—個碳·碳雙鍵。此處的「碳，鍵=僅包含通常的雙鍵，且亦包含形成共振結構 =之s、鍵結、。即具有分子内的電子非定域化的共振化學絲树表縣c=c：賴的化合物亦是滿足ί义丨的化° 。作為此種化合的具體例，可列舉具有本晨（enzene ring )或β比咬環（pyri(jine ring )的化合物。環的麵並無特舰制，可為單環、縮合環、架橋化合物。另外’環狀結構可為碳環，亦可為雜環。以下，有時將上述碳_碳雙鍵僅表示為C=C。條件11疋指·分子内具有大於等於一個、小於等於四個的-OH結構。此柄「_〇H結構」减包含_〇h基（經基（hydroxyl group))，亦包含_〇H基以外的取代基中所含有的-OH結構’例如亦包含_c〇〇H基（缓基鄉 group))中所含有的_0H結構。只要滿足_〇H、结構為一個 15 201030113 33239pif 至四個這-條件，則該結構可存在於分子内的任意處。條件iii是指：分子内的_C〇〇H基（絲）為小於等於個。即’分子内不存在幾基、或者具有一個竣基的化合物滿足該條件。條件iv是指：鄰接的兩個碳原子具有特定的取代基。即，於鄰接的兩個碳原子的其中一個的碳原子上鍵結有作為取代基的-OH基或-CH=N-OH基。於該碳原子上鍵結有 OH基時，另一個碳原子上鍵結有·〇χ基、=〇基、_Νχ基、 _NX(C3)基或-CH=N_0H基。另一方面，於該碳原子上鍵结有-CH=N_OH基時，另一個碳原子上鍵結有_〇H基 -CH=N-OH 基。〆換而言之，上述條件iv是指：分子内具有下述第i 結構及第2結構中的至少一個的骨架。第1結構：具有碳原子C1及與碳原子C1鄰接的碳原子C2，碳原子C1上鍵結有_〇H基’碳原子C2上鍵結有選自-OX 基、=〇基、_NX 基、·ΝΧ((：3)基及_ch=n 〇h 基中的至少一個取代基的結構。土 (X為氫原子或碳原子，c3為與氮原子鍵結的碳原子。於碳原子C1、C2及C3中，不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意，當X為碳原子時，χ中不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意。而且，_NX基中的N 的鍵結形式及鍵結原子為任意）。 2第2結構：具有碳原子C1及與碳原子Ci鄰接的碳原子C2，碳原子C1上鍵結有_CH=N_OH基，碳原子c2上鍵 201030113 33239pif 結有-CH=N-OH基的結構。 (於碳原子C1及C2中，不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意）。上述第1結構及第2結構中的任意的鍵結形式可列舉單鍵或雙鍵。任意的鍵結原子例如可列舉氫原子、氧原子、氮原子等。於第1結構及第2結構中，碳原子C1與碳原子 C2的鍵可為單鍵、雙鍵、三鍵中的任一者，亦可為形成共 • 振結構的鍵。另外，分子中可包含多個上述第1結構及第 2結構。具體而言，上述第1結構較好的是選自以下述式a) 〜式m)所表示的結構。 [化4] C1—C2 C2 C1—C2

ΗΟ Ο—X ΗΟ Ο—X ΗΟ Ο—X a) b) c) C1 一 C2 / ^

HO 0 d) C1 一 C2 C1—C2 \ C1 一 C2

HO N—X HO N=X HO N—X e) f) 9) C1 一 C2

HO C^=C2 c1—c2 N:3

NC^3 HO N^3 HO c1 一 c2 c1—c2 H0/

CH=SN—OH HO CH=N—OH HO CH=N—OH k) 1) m) 17 201030113 33239pif 構的鍵於二的鍵表示形成共振結結形式及鍵結原子為任音，+x餘的鍵的键其餘的鍵”結形式及“二時’X中不足的具體而上述第2結構較好的是選自以下述式η) 式Ρ)所表示的結構。 [化5] c1—c2 HO~N=CH \η=Ν-〇Η η) C1*=sc2 / \

HO—N=CH CH = N—OH 〇)

Che2

H〇~N=CH N〇h=N-〇H P) 式中，由一組實線及點線所表示的鍵表示形成共振結的鍵。於碳原子C1及C2中，不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意。條件v疋指：上述條件iv中的碳原子以及碳原子c2 中的至少-者’形成條件i中的環狀結構的—部分、或者 ”條件i中的環狀結構鍵結^該條件表示：鍵結有特定的取代基的碳原子Cl及韻子C2、與具有至少-個〇C鍵的環狀結構處於規;^的位置關係。例如，當包含多個環的複雜的化合物具有滿足上述條件iv的碳原子c1、C2，但與條件1的環狀結構的位置關係不滿紐件v時，即使將 18 201030113 33239pif 該化合物用作添加劑，亦無法達成充分高的研磨速度。滿足如上所述的條件的適於作為CMP用研磨液的添加劑的化合物的具體例，例如可列舉：尿喷咬-6-叛酸 (uracil-6-carboxylic acid ) ' 5-羥基-2-(羥甲基)-4H-吡喃-4-酮（5-hydroxy-2-(hydroxylmetliyl)-4H-pyran-4-〇ne)、3-經基-2·甲基-4H- 0比味-4- _ ( 3-hydroxy-2_methyl-4H-pyran-4-one )、3-羥基-2-乙基-4H·吼味-4-嗣 #( 3-hydroxy-2-ethyl-4H，pyran-4-one )、苦杏仁酸（mandelic . acid )、柳搭將（salicylaldoxime )、抗壞血酸（ascorbic acid )、鄰本一驗（catechol)、4-曱基鄰苯二酌·（ 4-methyl catechol)、 4-第三丁基鄰苯二盼（4-tert-butylcatechol)、1，4-苯g昆二將 (1,4-benzoquin0ne dioxime )、2- 〇比咬甲酵（2-pyridinemethanol ) 、 4-異丙基卓酚酮 (4-isopropyltropolone )、2-羥基·2,4,6-環庚三烯-1-酮 (2-hydroxy-2,4,6-cycIoheptatriene-l-one)、5-胺基-尿嘴咬 -6-羧酸（5-amino-uracil-6-carboxylic acid)及二苯經乙酸 ❿ （benzilic acid)。該些化合物可單獨使用一種，亦可併用兩種或兩種以上。用作添加劑的化合物較好的是水溶性化合物。藉由使用對於水的溶解度較高的化合物，可使所需量的添加劑溶解於研磨液甲’從而可更高程度地達成本發明的效果。該化合物較好的是對於100 g之常溫（25〇C)的水的溶解度大於等於0.001 g ’更好的是大於等於〇〇〇5 g，進一步更好的是大於等於0.01 g ’特別好的是大於等於0 05 g。另 19 201030113 33239pif 外’ /谷解度的上限並無特別限制。於上述化合物中，就水溶性優 it4醇Η:喃一^ 疋羥基-2,4,6-環庚三烯-1-酮適合用作添加 :::外=對於，的水的溶解度:於：:: 士 I #可藉由將水與有機溶舰料方法而可溶化。 =溶劑只要根據用作添加劑的化合物的種_適宜選擇唯持合物較好的是可於研磨液中良好地則可長_敎轉持高研聽度。虹述^疋而^良物中，尿錢倾酸、柳軸、M-苯酿二两、 >比咬甲醇、4·異丙基卓軸、地 ' _、5-胺基·尿射·6__等適合用作添加劑减-席-1- ❹ 研磨^磨粒的分散穩定性良好」是指於進行後，二使研磨液成為可直接使用的狀態 ; 液中分散的時間較長。該時間較好的是大，等於1小時，更好的是大於等於3小時，進—步更好 ^是大於等於1G小時，_好的是大於等於24小時。其二2研隨時間經過而沈殿，亦可進行研磨粒之再的^，使研磨液來實施_。作為上述分散性捕使用超曰波为散機進行！分鐘上 =下==_的測定。其後，將研IS 疋、時間並再次進行研磨粒的平均粒徑的 20 201030113 33239pif 測定。當放置前後的粒徑的變化量小於等於±5%時，斷分散穩錄良好。另外，關於研磨粒的平均粒徑的測定方法如下述。

就研磨粒的分散穩定性的觀點而言，更好的是使用上述特定的化合物中之4-吡喃酮系化合物作為添加劑（第工添加劑）。4 -吡喃酮系化合物是具有至少在與羰基 (c arb ony 1)之碳原子鄰接的碳原子上鍵結有羥基之結構的化合物。此處，4-吡喃酮系化合物是指含有氧基（〇^) 及羰基、並且具有羰基相對於氧基而位於4位之6員環（r -吡喃酮環）結構的雜環式化合物。對於本實施形態的4_ 吡喃酮系化合物而言，該7_吡喃酮環中的與羧基鄰接的碳原子上鍵結有羥基，除此以外的碳原子可由氫原子以外的取代基所取代。此種4-吡喃酮系化合物是以下述通式所表示的化合物。 [化6] rx11 I J I (1) χ13 Τ 、0H 0 式中，X11、X12及X13分別獨立為氫原子或一價的取代基。一價的取代基可列舉：搭基（aldehyde group)、經基、叛基、續酸基（sulfonic acid group)、破酸基、溴、氣、 21 201030113 33239pif 碘、氟、硝基（nitro group)、肼基（hydrazine group)、q 〜C8烧基（可由（^、（^(^^^(^^或^^取代）、經基烧基、C6〜c12芳基（aryi gr0Up)及(^〜〇：8稀基（alkenyl group)等。另外，當具有一價的取代基作為χιι、χ12及 13 X時’較好的是取代基鍵結在與氧基鄰接的碳原子上，即，較好的是X11及Χ12為取代基。另外，較好的是X11、 X12及X13中的至少兩者為氫原子。此種4-°比喃酮系化合物較好的是選自於由5-羥基 -2-(經曱基)-4H-吼喃-4-酮（別名：5-經基_2·(羥甲基)-4-吼喃酮）、3-羥基_2-曱基_4H-吡喃-4·酮（別名：3-羥基-2-曱基-4-吡喃輞）、3-羥基-2-乙基-4H-吡喃-4-酮（別名：3-羥基-2-乙基-4-吡喃酮）所組成的族群中的至少一種化合物。其中’ 4·°比嗔酿I系化合物可單獨使用如上所述的化合物中的一種，亦可組合兩種或兩種以上來使用。若組合而含有兩種或兩種以上的4-°比味嗣系化合物，則存在除了使平扭的基板的研磨速度提昇以外，亦可獲得使面内均勻性提昇之效果的傾向。 4-π比喃_系化合物較好的是水溶性化合物。藉由使用對於水的溶解度較高的化合物，可使所需量的添加劑良好地溶解於研磨液中’從而可更高程度地達成提昇研磨速度及抑制研磨粒凝聚的效果。4-吡喃酮系化合物較好的是對於100g的常溫（25。(：）的水的溶解度大於等於0 001 g，更好的是大於等於0.005 g，進一步更好的是大於等於〇〇1 g，特別好的是大於等於〇.〇5 g。另外，溶解度的上限並無 22 201030113 33239pif 特別限制。而且，較好的是進一步包含：飽和一元繞酸作為第2 添加劑，更好的是併用該第2添加劑與上述4_吡喃酮系化合物。由此可提昇不具有凹凸之晶圓（毯覆式晶圓）的研磨速度。通常情況下，在具有凹凸之晶圓的研磨中存在如下傾向：凸部被優先研磨，隨著研磨之進行，被研磨面變平坦，因此其研磨速度接近於毯覆式晶圓之研磨速度。因參此，不僅對於具有凹凸的晶圓的研磨速度優異，而且對於不具有凹凸的晶圓的研磨速度亦優異的研磨液就可貫穿整個研磨步驟，而獲得良好之研磨速度的方面而言較合適。就上述觀點而言，作為上述飽和一元竣酸，較合適的是碳數為2〜6的飽和一元羧酸。例如，較好的是乙酸 (acetic acid )、丙酸（propionic acid )、丁酸（butyric acid )、異丁酸（isobutyric acid)、戊酸（valeric acid)、異戊酸 (isovaleric acid )、特戊酸（pivalic acid )、2-曱基丁酸 (hydroangelic acid)、己酸（caproic acid)、2-曱基戊酸 ® ( 2_methylpentanoic acid )、4-曱基戊酸（4-methylpentanoic acid)、2,3·二甲基丁酸（2,3_dimetliylbutaiioic acid)、2-己基丁酸（2-ethylbutanoic acid )、2,2-二曱基丁酸 (2,2-dimethylbutanoic acid )以及 3，3-二曱基丁酸 (3,3-dimethylbutanoic acid)等。另外，飽和一元叛酸可單獨使用該些化合物中的一種，亦可組合兩種或兩種以上來使用。其中，就研磨速度較快的方面而言，更好的是碳數大於等於3的飽和一元羧。而且，就水溶性良好、容易 23 201030113 33239pif 於漿，（slurry)中使用、廉價且易於獲得之方面而言，較好的是碳數為2或3的飽和一元羧酸，具體而言，較好的是乙酸、丙酸。根據以上所述，就獲得研磨速度、水溶性、易於獲得性等之平衡的方面而言，特別好的是丙酸。 (研磨粒）

研磨粒例如可列舉包含鈽系化合物、氧化銘 (alumma)、二氧化石夕（silica)、二氧化鈦（titania)、氧化锆（zircoma)、氧化镁（magnesia)、富鋁紅柱石（聰邮）、氮化梦（sillcon nitride)、α_氮化矽（a_sial〇n)、氮化紹 (alumimnn nitride)、氮化鈦（titanium 福也）、碳化石夕 (silicon carbide)、碳化硼（bor〇ncarbide)等之粒子該些粒子可，獨使用—種，亦可併用兩種或兩種以上。該些粒子中’就可使上述添加劑的添加效果良好地發揮，並可獲得對於氧化頻的較高的研磨速度之方面而言，較好的疋使用包含飾系化合物的粒子。

而將包含鈽系化合物的粒子作為研磨粒使用的研磨液’其具有於研磨φ所產生之研磨損傷比較少的特長。先前’就易於達觸於氧化賴的較高的研錢度之方面而，^錢包含二氧切粒子作為研絲的研磨液。然吝氧切粒子之研磨液通常會存在研磨面易於件卜即使是如输並未成為問題二細之相傷’亦存在對H件的可#性產生影響之虞。另卜使用了包含鈽系化合物之粒子的研磨液、與先 24 201030113 33239pif 刚使用了二氧化石夕粒子之研磨液相比，存在氧化妙膜磨速度略低的傾向。但是，在本實施形態中，藉由併用上述添加劑與包含飾系化合物之粒子，可達成對於氧化石夕膜的研磨速度。該情況表示鈽系化合物與上述添加劑的組〇對於研磨特別有效。錦系化合物例如可列舉：氧化鈽、氫氧化鈽、石肖酸錢 =(ammonmmcerium)、乙酸鈽、硫酸鈽水合物、、 ' 草_ (GXalieaddeerium)、硝酸飾及反Ϊ飾等:該些化合物令，較好的是使用氧化鈽粒子作為研磨粒。藉由使用氧化郐粒子，可達成較高的研磨速产了並且可獲得損傷較少、平坦性優異的研磨面。又用作研磨粒之氧化鈽較好的是，包含：罝圍的多個微晶的多晶氧化鈽。—般認為與單晶粒子凝聚而成的單純的凝聚體有所不㊁乳 ❹ 磨中的應力而變細的同時，活性面（變^前未曝露於外㈣面）連射斷地顯現 Ϊ於氧切膜的較高的研磨速度。關於此種子，^國際公開公報W〇_95號中有所詳細^ 氧化雜子的製造方紐無㈣限制，例如可液相合成、锻燒或利用過氧化氫等進塞於 ==之多晶氧化鈽時，較二Si二等鈽源的方法。上述煅燒時的溫度較 :C。於所製造的氧化鋅粒子凝聚時，較好的二二： 4方法並無特別限制，例如較好的是利用喷射磨機⑽ 25 201030113 33239pif mill)等之乾式粉碎、或利用行星式珠磨 beads-mill)等之濕式粉碎之方法。喷 P ane町「化學工學論文集」，第6卷第5號喷用; 532頁中所說明的噴射磨機。乐527〜第研磨粒的平均粒徑較好的是大於等於5〇邮是大於等於70 nm，進一步更好的是大於等於 : 平均粒徑大於等於50 nm，則與小於5〇 n 。右可提高對於氧化石夕膜的研磨速度。另一方面，U相比均粒徑較好的是小於等於5〇〇粒的平腹，更好的是小於等於28〇n 、於等於300 心進-步更好的是小於等於等於500 nm，則與超過500 nm的情況相比^仫小於損傷。為了控制上述研磨粒的平均=相;== 锻燒時^、粉碎條件等之控制，職、分級等之鹿燒用皿等度、

Q 度分^的平均純麵湘_紐射式粒體籍八你沾士研磨粒/刀散而成的漿料樣品進行測定所得的则)^ (商品^所^7言是使㈣職作所製造的於漿料樣品的2 ==二=粒的含量相對並將該聚料樣品設置於_中來進仃體積刀佈之中央值的測定。另外，亦可L 進定中央徑（累積中央值），/則償。另外’當測定研磨物研磨粒的=程=: 26 201030113 33239pif 上述研磨液濃縮或利用水加以稀釋而調整漿料樣品之濃度，以使研磨粒之含量相對於漿料樣品1〇〇重量份達到重量份’然後利用相同之方法進行測定。 ’ (水）研磨液之製備中所使甩的水並無特別限制，較好的是去離子水、離子交換水或超純水。另外，進一步亦可視需要而與水併用乙醇（ethanol)、乙酸、丙酮（acet〇ne)等極性溶劑等。 (其他成分）就提昇研磨粒之分散穩定性及/或研磨面之平坦性的觀點而言’本實施形態之研磨液可含有界面活性劑。界面活性劑可列舉離子性界面活性劑及非離子性界面活性劑，較好的是含有非離子性界面活性劑。非離子性界面活性劑例如可列舉：聚氧丙烯聚氧乙稀烧基醚（polyoxypropylene polyoxyethylene alkyl ether)、聚氧乙稀烧基謎（polyoxyethylene alkyl ether)、聚氧乙烯烧基烯丙基醚（polyoxyethylene alkyl allyl ether)、聚氧乙稀聚氧丙稀醚衍生物（polyoxyethylene polyoxypropylene ether derivative )、聚氧丙烯甘油謎（polyoxypropylene glycerol ester)、聚乙二醇（polyethylene glycol)、曱氧基聚乙二醇（methoxypolyethylene glycol)、乙炔（acetylene ) 系二醇（diol)之氧乙烯加成物等醚型界面活性劑，山梨糖醇酐脂肪酸酯（sorbitan fatty acid ester )、丙三醇蝴酸酯脂肪酸酯等酯型界面活性劑，聚氧乙烯烷基胺等胺基醚型 27 201030113 33239pif 界面活性劑’聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯丙一醇蝴酸醋脂肪酸醋（polyoxyethylene fatty acid glycerol borate)、聚氧乙烯烧基酯等醚酯型界面活性劑，脂肪酸烷醇醢胺（fatty acid alkanolamide)、聚氧乙烯脂肪酸烷醇醯胺等垸醇醯胺型界面活性劑，乙块系二醇之氧乙稀加成物，聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl pyrr〇lid〇ne)，聚丙烯醯胺 (polyacrylamide )’聚二曱基丙烯醯胺，聚乙烯醇 (polyvinyl alcohol)等。可單獨使用該些化合物中的一種’亦可併用該些化合物中的兩種或兩種以上。另外，本實施形態的研磨液除界面活性劑以外，亦可根據所需特性進而含有其他成分。此種成分可列舉如下所述的pH值調整劑、或者用於抑制pH值變動之？11值緩衝劑、胺基羧酸、環狀一元羧酸等。這些成分的添加量較理想的是不使由研磨劑所產生的上述效果過度下降的範圍。 <研磨液之製備方法及使用方法> 研磨液可分為（A)常規型、（B)濃縮型及（c)二液型，製備方法及使用方法根據類型而不同。（A)常規型是研磨時不進行稀釋等前處理而可直接使用的研磨液。 (B)濃縮型是考慮到保管或輸送的方便性，與（A)常規型相比將含有成分濃縮而成的研磨液二液型是於保管時或輸送時，先形成區分為：含有一定成分的溶液A;' 與含有其他成分的溶液B的狀態，於使用時將這些溶液加以混合後使用的研磨液。 (A)常規型可藉由使包含上述特定化合物的添加 28 201030113 33239pif i質要的其他成分溶解或分散於主要的分散媒質P尺中而獲仵。例如，於製備1〇 =重量份而言研磨粒的含量為。增份，且添= 晋二L0·丄重量份的研磨液時’只要以相對於研磨液總可。、達到5g’添加剤達到lg的方式調整調配量即研磨液的製備例如可使用攪拌機、均質機装* 超音波分散機、濕式球磨機（wetballmiI1) 外，亦可於研磨液之製備過程中進行研磨粒圍㈣研餘的平均練軸所需的範研磨粒的微粒子化處理可藉由沈搬施™法是具有如下驟、以諸。刀離機強制地使包含研磨粒的漿料沈殿之步藉由高壓彼==機之方法是 φ 進一步更好的是大於等於〇〇〇.〇! tt# , 比更容易達成穩定的研磨速度n 情沉相較好的是小於等於5重量份，更好m添加劑的含量〇.5重量份。二m f"’制好岐小於等於重量, Λ等於5重量份，則與超過$ ㈣相比更谷易抑制研磨粒的凝聚，並可達成較 29 201030113 33239pif 尚的研磨速度。酮夺比=化合物作為第1添加劑時，4‘ 進-步更好的是大於等於㈣重重量份’ 等於0.01重量份，則在/叙丨认伤右添加劑的量大於更容易達成穩定之研磨速“份的情況相比 ❹ 量份，進-步更好的是小於_ i g的疋=於等於3重於等於0.5重量份。茗六沾县，量伤，特別好的是小 2與超過5重量份之情況相比更容並達成較高的研磨速度的傾向。研磨粒凝聚’ 羧酸:且飽= 中的第2添加劑的飽和-元 _量份大於等的：一 :量份’更好的是大於等於0.1重量份，J一:::二5 ❹ =等=重广若第2添加劑的量大於等均勾性獲得達成穩定的研磨速度及良好的面内 7。性之W飽和一兀羧酸之效果的傾囬：添加_含量較好的是小於等於^第於等於3重量份，進一步更好的是小:二匕子的是小過5重量份之情況相比更容以 "並達成較尚的研磨速度及良好的面内均勻性 30 201030113 33239pif 的傾向的】:重磨=二(= 重量份，進—㈣重扣，更好的是大於等於〇.15 是大於等二是=於°.2重量份，特別好的份，則存在與#G丨重=Γ*大料㈣.1重量磨速度的傾向.伤的情況相比可達成更高之研 ❹ 於10重量份，更妬二粒的含量較好的是小於等於等於3 gU的是小於等於5.G重量份，更好的是小 ί 特別好的是小於等於^重量份，進於10重it小於等於Μ重量份°若添加_量小於等，10重量伤’則存在與超過1G重量份的情況相 ^ 抑制研練妓，麵雜高的研純度_向。研磨液的PH值較好的是：小於等於8 =㈣’進-步更好的是小於等於6·。，特於等於5.0。若pH值小於8 〇，則與超過8 〇的情況相比更容易抑制研磨粒凝聚等，且易於獲得添加上述添加劑的效果。另一方面，研磨液的pH值較好的是大於等於15，更

好的是大於等於2.0,進-步更好的是大於等於2 5。若pH 值大於等於1.5’則與小於15的情況相比可使氧化矽膜的動電位（zetapotential)的絕對值為較大的值。而且，一般認為藉由將研磨液的pH值調整至χ 5〜8 〇之範圍内可獲得如下兩個效果。 (1)質子（proton)或羥基陰離子對於作為添加劑而調配的化合物產生作用，該化合物之化學形態發生變化， 201030113 33239pif 化矽膜的濕潤it:::止膜⑻㈣的氮觸效率二時：磨粒與氧化賴之接氧化鈽的動電位之符號t較:的研磨魅。其原因在於·· 位之者之間靜電引=作的動電 ❿ 類·，因此=:根====合:之種舉，、硫酸、鹽酸、磷整酸劑== 氫軋化納、氨水、氫氧化卸、氯氧 ^^酸提昇生產性之方面而言，亦可不使用pH值調整劑而= 研磨液，並將此種研磨液直接應用於CMP中。含有成(:)成=:r二

G 行擾拌或研磨粒之分tL it再^經任山意時間進二型同等程度的液狀特性(例如pH值人或:磨:之(二等）及研雜性（例如氧切狀研磨速度或二 n(B)濃縮型的容積域縮的程度相v應地變小：因此可減少保管及輸送方面所花㈣成;^變小

漠縮倍率較好的是大於等於L ，’進-，更好的是大於等於3倍，== 等於5倍。右濃縮倍率大於等於15倍，則與小於丄的情況相比可獲得與保管及輸送相關的優點。另—方面厂 32 ，30113 33239pif ^縮倍輪好的是小於科4G倍，更好的是小於等於2〇 ^特別好的是小於等於ls倍。若濃縮倍率小於等於仙。，則與超過40倍的情況相比更容易抑制研磨粒凝聚。使用（B)濃縮型時必需注意的方面是：好^值在利用進行稀釋的前後發生變化這一點。於自⑻濃縮型製 PH值與（a)常規型相同的研磨液時，只要考虞到與水 ^合所引起的PH值上升，而事先將濃縮型的研磨液的值設定為較低即可。例如，#使用溶解有二氧化碳的水 PH值：約為5.6) ’將pH值為4 〇之（B)濃縮型的研磨液稀釋成10倍時，稀釋後的研磨液的pH值上升至4 3 左右。就獲得利用水進行稀釋後較合適的pH值的研磨液的觀點而言，⑻濃縮型的pH值較好的是15〜7〇。阳值 ’進一步更好的是2·5。另外，就抑制 2粒料之觀點而言，pH值之域較好的是7 〇，更好 . 的是6.7，進一步更好的是6.0，特別好的是5 5。 ;(C)—液型與⑻雜型相比具有可贼研磨粒凝 =等之優點。溶液A及溶液B各自所含有之成分為任意，。例如’可將包含研磨粒與視需要而調配的界面活性劑 =漿料作為溶液A’另-方面’將包含添加劑與視需要 =配的其他齡之溶液作為溶液B。於此情況下，為了 ^溶液A中的研躲的分散性，亦可於驗A中調配任意之酸或驗來進行pH值的調整。 (C)二液型之研舰於在各成分混合雜態下，因 33 201030113 33239pif 研磨粒的凝聚等而導致研磨特性在較短時間内下降的情況時有用。另外’就削減保管及輸送方面所花費的成本之觀點而言’亦可將溶液A及溶液B中的至少一者設定為浪縮型。於此情況下，當使用研磨液時，只要將溶液A與溶液 B及水^混合即可。溶液A或溶液B的濃縮倍率、pH 值為任意，就液狀特性及研磨特性之方面而言，最終的混合物只要與（A)常規型研磨液為同等程度即可。 <研磨方法> 本實施形_研財法是使用各成分之含量及ph m 馨等被調整後的研磨液，藉由CMP技術使表面具有氧化矽膜的基板平坦化的研磨方法。具體而言，包括如下步驟：向表面具有氧化石夕膜的基板的氧化矽膜與規定的研磨用構件（研磨構件）之間供給上述實施形態的研磨液，於該狀態下藉由研磨構件對氧化碎膜進行研磨。本實施形態的研磨方法適合在如下的器件的製造過程中、對表面具有氧化矽膜的基板進行研磨。所述器件例如可列舉：二極體（diode)、電晶體（transistor)、化合物 © 半導體、熱阻器（thermistor)、變阻器（varist〇r)、閘流體 (thyristor)等分離式半導體（discrete semicoruiuctor);動態隨機存取 §己憶體（Dynamic Random Access Memory， DRAM)、靜動態隨機存取記憶體（static Random Access Memory, SRAM )、可抹除可程式唯讀記憶體（Erasable Programmable Read Only Memory, EPROM)、遮罩唯讀記憶體（Mask Read Only Memory, MROM )、電子式可抹除 34 201030113 33239pif 可程式唯讀記憶體（Electrical Erasable Programmable Read Only Memory, EEPROM )、快閃記憶體（flash memory )等儲存元件；微處理器（microprocessor)、數位訊號處理器 (Digital Singal Processor，DSP )、特定應用積體電路 (Application Specific Integrated Circuit，ASIC)等邏輯電路元件，以早石微波積體電路（Monolithic Microwave

Integrated Circuit，MMIC)為代表的化合物半導體等積體電

路元件；混合積體電路（併合積體電路（HybridIntegrated Circuit))、發光二極體、電荷耦合元件等光電轉換元件等。本實施形態的研磨液可不過多地依賴於被研磨面的狀態而達成較高的研磨速度。因此，使用了該研磨液的研磨方法亦可應用於：藉由使用先前的CMp用研磨液的方法而難以達成較高的研磨速度的基板。本實施形態的研磨方法特別適於表面具有階差（凹凸）的被研磨面的平坦化。具有此種被研磨面的基板例如用半導體器件。而且，該研磨方法適察時，凹部或凸部包含呈Τ字形狀或格子形摩。例如’亦能夠以較高的速度研矣的半導體器件(例如DRAM、快氧切膜。這表示，藉由使用先前的⑽ Γρ研磨精•㈣本發明的成較高的研磨速度。夕被研磨_凹凸形狀而達另外’可制該研財私紐並不岭於整個基板 35 201030113 33239pif 表面由氧化矽膜形成的基板，亦可為基板表面除氧化矽膜以外進一步具有氮化矽膜、多晶矽膜等之基板。另外，該研磨方法亦可應用於在具有規定之配線的配線板上形成有氧化矽膜、玻璃（glass)、氮化矽等無機絕緣膜，主要含有多晶梦、A卜Cu、Ti、TiN、W、Ta、TaN等之膜的基板。在基板表面形成氧化矽膜之方法可列舉低壓CVD 法、電漿CVD法等。利用低壓CVD法的氧化矽膜形成是使用單石夕焼（monosilaneXsiH4)作為Si源，並使用氧（〇2) 作為氧源。藉由在小於等於4〇〇。〇的低溫下進行該❹ 系氧化反應而形成氧化矽膜。有時於CVD後，實施 °(：或1000°C以下之溫度的熱處理。電J CVD法具有：可於低溫下騎在通常的熱平衡下需要高溫的化學反應的優點。電漿產生法可列舉電容耦合型與電感耦合型兩種方法。反應氣體可列舉：使用作為Si源、使用N2〇作為氧源的SiHAO系氣體，或者4 將四乙氧基石夕燒（TEOS)用# Si源的TE〇s_〇2系氣體 (TEOS_電漿CVD法）。基板溫度較好的是2耽〜彻。c ❹ 的範圍，反應壓力較好的是67Pa〜4〇〇Pa的範圍。當為了謀求利用高溫迴流（reflGW)的表面平坦化，而於氧切财摻雜（dGpe)礦（p)時，較好的是使用 ^ιϋΚνΡΗ3系反應氣冑。如此，作為研磨對象的氧化賴亦可為摻雜有磷、硼等元素的氧化矽膜。氮化矽膜亦與氧化矽膜相同，可藉由低壓CVD法、電漿CVD法等而形成。於低屢CVD法中，使用二氯魏 36 201030113 33239pif (s:h2ci^)作為Sl源’使用氨（NH3)作為氮源。藉由在〇〇°C之高溫T進行該&Η2α2·ΝΗ3綠化反應而形成氮化石夕膜。在電漿CVD法中，可列舉使用卿作為&源，使用戰作為氮源的视__系氣體作為反應氣體。於此情況下’基板溫度較好的是300°C〜400〇c。一面參照圖1A〜圖1C，-面對藉由利用本實施形態的研磨方法的CMP❿形錢溝槽祕（STI)結構的製程 ❿ 加，說明。本實施形態的研磨方法具有：以較高的速度研磨乳化梦膜3的帛1步驟（粗削步驟）、以及以比較低的速度研磨剩餘的氧化石夕膜3的第2步驟（精加工步驟）。圖1A是表示研磨前的基板的剖面圖❶圖表示第 1步驟後的基板的剖面圖。圖1C是表示第2步驟後的基板的剖面圖。如該些圖所示，在形成STI結構的過程中’為了肩除於梦基板1上成膜的氧化梦膜3的階差D，藉由 CMP優先去除局部突出的不需要的部位。另外，為了在表面平坦化__恰當地停止研磨，較好的是在氧化石夕膜 ❹3的下方事先形成研磨速度較慢的氮化额2 (終止膜）。藉由經過第1步驟及第2步驟，氧化石夕膜3的階差D得到消除，而形成具有埋入部分5的元件分離結構。於研磨氧化㈣3時，以使氧化石夕膜3的上表面與研磨墊抵接的方式將晶圓配置在研磨塾上，並藉由研磨塾研磨氧化石夕膜3之表面。更具體而言，將氧化石夕膜3的被研磨面侧抵壓在研磨平板的研磨塾上，一面向被研磨面盘研磨墊之間供給CMP料綠，—峻科㈣地移動， 37 201030113 33239pif 藉此研磨氧化矽膜3。本實施形態的研磨液可應用於第i步驟及第2步驟中的任-步驟，但就可達成較高的研磨速度之方面而言，特別好的是在第1步驟中使用。另外，此處例示了將研磨步驟分成兩個階段來實施的情況，但自冑1A所示的狀態至圖1C所示的狀態，亦能夠以一個階段進行研磨處理。作為研磨裝置，較合適的例如是具備保持基板的固持器（holder)、黏附有研磨墊的研磨平板、以及將研磨液供給至研磨塾上的機構的裝置。例如可列舉：荏原製作所i ® 份有限公司製造的研磨裝置（型號：Ep〇_lu、Ep〇_222、 FREX200、：FREX300)、AMAT製造的研磨裝置（商品名： Mirra3400、Reflection研磨機）等。研磨墊並無特別限制，例如可使用一般的不織布、發泡聚胺曱酸酯胃(polyurethane)、多孔質氟樹脂等。另外，研磨墊較好的疋，實施過可積存研磨液的槽之加工的研磨墊。研磨條件並無特別限制，就不使基板飛出之觀點而言’研磨平板的旋轉速度較好的是小於等於2〇〇 mi，，就 ❹ 抑制研磨面損傷之觀點而言，施加於基板的壓力（加工負荷）較好的是小於等於1〇〇 kPa。在研磨期間，較好的是利用泵（pump)等向研磨墊連續地供給研磨液。研磨液的供給量並無限制，較好的是研磨墊的表面時常由研磨液所覆蓋。較好的是於研磨結束後，在流水中充分清洗基板，進一步使用旋轉乾燥器（Spin dryer)等將附著於基板上的水 38 201030113 33239pif /商拭去使其進行乾燥。藉由以上述方式進行研磨，可消除表面之凹凸，從而獲得基板的整個面平滑的面。成膜及研磨膜的步驟重複規定次數，可製造具有的基板。以上述方式所獲得的基板可作為各種電子零件而使用。具體例可列舉·半導體元件、光罩（ph〇t〇mask).透鏡（lens) ·稜鏡（prism)等之光學玻璃、氧化銦錫〇ndium 鲁 Tin Oxide，ITO)等之無機導電膜、包含玻璃及結晶材料之光積體電路·光開關（optical switching)元件.光波導、光纖（fiberoptics)的端面、閃爍器（sdntillat〇r)等的光學用單晶、固體雷射單晶、藍色雷射發光二極體（Light Emitting Diode，LED)用藍寶石基板、Sic、Gap、以如等之半導體單晶、磁碟（magnetic disc)用玻璃基板、磁頭（magnetic head )等。實例以下，藉由實例更詳細地說明本發明，但本發明並不 ❿ 限於該些實例。 [研磨粒的製作] 將40 kg的碳酸鈽水合物裝入至氧化鋁製容器内，然後在空氣中以830°C煅燒2小時而獲得2〇 kg的黃白色的粉末。利用X射線繞射法對該粉末進行相鑑定，確認該粉末包含多晶體的氧化鈽。利用掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM)觀察藉由煅燒而獲得的粉末之粒徑，結果為20 Mm〜1〇〇。接著使用喷射磨機對 39 2〇1〇3〇113 33239pif 20的氧化鈽粉末進行乾式粉碎。利用SEM觀察粉碎後的氧化鈽粉末，結果該氧化鈽粉末包含具有晶界的多晶氧 =鈽粒子。而且，比表面積為94 m2/g。比表面積的測定疋利用布厄特（Brunauer-Emmett-Tellern，BET )法來實施。 [CMP用研磨液的製作將15.0 kg的上述所獲得的氧化鈽粉末、及8498 的去離子水裝入至容器内並加以混合進一步添加確酸而將PH值調整至小於4 5,然後攪拌1〇分鐘。歷時3〇分鐘將所獲得的漿料送至其他容器内。於送液期間，在送液的配管内以400kHz的超音波頻率對漿料進行超音波照射。將500 g±20 g的漿料分別提取至4個5〇〇 mL的燒杯 (beaker)中，進行離心分離。離心分離是以使施加於外周的離心力達到500 G的條件實施2分鐘。回收沈殿至燒杯底部的氧化鈽。以使研磨粒含量以漿料總重量基準計達到0.5 wt% (重量百分比）的方式調整漿料濃度後，使用動態光散射式粒度分佈計[堀場製作所股份有限公司製造，商品名：LB-500]測定研磨粒的平均粒徑，結果平均粒徑為150 nm。 (實例la〜實例13a、比較例14a〜比較例25a) 實例la〜實例13a的研磨液是將滿足條件丨〜條件v 的所有條件的化合物1〜化合物13用作添加劑而製備的研磨液（參照表1)。另一方面，比較例14a〜比較例25a的研磨液是將滿足條件i〜條件v中的部分條件的化合物14 〜化合物25用作添加劑而製備的研磨液（參照表。 2〇l〇3〇ii3 33239pif 另外，表1及表2的表示「化合物的特徵」一搁表示為添加劑使用的化合物是否滿足各條件。表中的「表示該化合物滿足條件，「X」表示不滿足。」 A當滿足條件iv時，自化學式a)〜化學式p)中選符合的結構並記入，當存在多個符合的結構時，全部記入。所㈣化合物均為分相具有一個職結構的化合 ❹ 利用去離子水稀釋上述漿料（研磨粒濃度：1〇〇 wt%)，並將研磨粒濃度調整至5 〇加％。而且，以使表卜表2所示的各化合物的含量（㈣重量基準）達〇㈣的方式將它們添加至該溶液中後，歷時1()分鐘措拌。接著添加氨水（NH4〇H) pH值調整劑來將各磨的PH值調整至規定之值（參照表1、表2)。，外’以使研磨粒含量以總重量基準計達到〇5⑽ 的方式，利用純水稀釋以上述方式所獲得的實例^〜實例 1 二將它作為粒徑測定用的樣品，使用動態光散射式粒度分佈計（堀場製作所股份有限公司製造，商品名.LB-500)測定研磨粒的平均粒徑，結果均為15〇咖 ±5 nm ° [特性評價] ^以上述方法所製備的23種研磨液，對表面具有氧化^的DRAM器件晶圓進行。該DRAM 圓疋1 .具有微細的凹凸的氧切膜的晶圓，且對於凹部具有高度約為_nm的初始階差。配線由與格 201030113 33239pif 子形狀平行的線形成’氧化矽膜具有與該形狀對應的凹凸形狀。 (氧化矽膜的研磨1) 使用研磨裝置（Applied Material製造，商品名： ira3400) ’對上述dram器件晶圓進行研磨。將上述 Ram器件晶圓设置在具有基板安裝用吸附塾的固持器上。另一方面’將多孔質胺基曱酸酯樹脂製的研磨墊 (k-groove槽’ R〇dale公司製造，型號：Ic l4〇〇)黏附在直徑為500 mm的研磨平板上。使上述DRAM器件晶圓的氧化矽膜形成面向下而將上述固持器載置於研磨墊上。内管（inner tube)壓力、固 =環（retainerring)壓力及膜片（membrane)壓力分別設定為 28 kPa、38 kPa 及 28 kPa。 ° 然後，一面以200 mL/min的流量將以上述方式所製備的各研磨液滴加在黏附於研磨平板的研磨墊上，一面使研磨平板與DRAM器件晶圓分別以93如一、87 miirl旋轉來研磨氧化石夕膜。其後，使用聚乙缚醇刷（p〇lyvinyi ❹ alcohol brush，PVAbrush)將研磨後的晶圓於純水中充分清洗後，使其乾燥。 (研磨速度的評價1) 使用光干涉式膜厚裝置（大日本網屏製造股份有限公司（Dainippcm Screen Mfg.Co” Ltd.)製造，商品名. RE-3000)’測定研磨前後的氧化石夕膜的膜厚變化^根據膜厚變化量的平均值計算出研錢度。騎果示於表卜 42 201030113 33239pif 表2。另外，研磨速度的單位為A/min。 [表1]

No. 化合物結構式化合物的特徵研磨液之pH值研磨速度 i ) ») iii) iv) V) 1 尿喊咬-6-叛酸〇 HO—S 人 Η Ο 〇〇〇 h) 〇 2.5 1500 2 5-經基 _2-(經甲基)-4H-0比味-4-明〇〇〇〇 a) b) d) 〇 4.8 1800 3 3-羥基 -2-甲基·4Η-。比味-4-明 6c 〇〇〇〇 b) d) 〇 4.8 1700 4 苦杏仁酸 ho^oh 〇〇〇〇 a) d) 〇 3.8 1200 5 柳醛肟 CH=NOH 6^OH Ο 〇〇〇 m) 〇 5.2 1300 6 抗壞血酸 F§h ^OH Ο 〇〇〇 a) b) d) 〇 3.7 1200 7 鄰苯二酚 OH 0r〇H Ο 〇〇〇 C) 〇 6.5 1500 8 4-曱基鄰苯二酚〇H 〇rOH CHa Ο 〇〇〇 C) 〇 6.0 1500 9 4-第三丁基鄰笨二酚吞。H CH3-9-CH3 CH3 〇〇〇〇 C) 〇 6.0 1500 10 1,4-笨紙二肟 NOH 0 NOH 〇〇〇〇 0) 〇 4.9 1600 11 2-°比咬甲酵 Ql〇h 〇〇〇〇 9) 〇 3.5 1500 12 4-異丙基卓酚酮 H七 CH3 又 CH3 〇〇〇〇 d) 〇 4.7 1700 13 2-羥基-2,4,6-環庚三稀-1-酮 άΟΗ 〇〇〇〇 d) 0 4.9 1700 [表2] 43 201030113 33239pif

No. 化合物結構式化合物的特徵研磨液之pH值研磨速度 i) ii) ni) iv) v) 14 L·脯胺酸 L XV TT^C-OH Η X 〇〇〇 h) X 6.5 300 15 2,6-"比啶二曱酸 ηού〇τοη 〇〇 X 〇 g) 〇 3.0 400 16 丁烯酸 Ο X 〇〇 X — X 4.7 200 17 苯六甲酸 COOH ΗΟΟΟγ«^γ.〇〇〇Η HOOC^^^Y^COOH COOH o X X X — o 2.8 200 18 3-曱基-5-0比峻嚇網 _ XH3 o上一 Η X X 〇 X — X 3.6 300 19 1H-笨幷三唑-1-甲醇 Οςί CHsOH 〇〇〇 X — X 4.3 200 20 胸腺嘧啶 0 ch3v〇^h Η o X 〇 X — X 6.0 300 21 腺苷 NH2 N_ ΗΟη-aS ^ HO^~ΌΗ 〇 o 〇〇 a) h) X 6.1 200 22 Syn-2-确基苯甲醛肟 CH=NOH ^s^N〇2 〇〇〇 X — X 5.7 400 23 3,5-二羥基苯甲酸 Λ H0>s^0H o 〇〇 X X 4.9 300 24 乳酸 0 CHs^X T^OH OH X 〇〇〇 a) d) X 4.7 500 25 三(2-羥乙基）異三聚氰酸 OH 〇yC^〇 ho^Yn\ u o 、oh X 〇〇〇 h) X 4.5 300

表1的結果顯示，將滿足條件i〜條件V的化合物用作添加劑的實例la〜實例13a的研磨液與比較例14a〜比較例25a的研磨液相比，能夠以較高的速度研磨氧化矽膜。 44 201030113 33239pif (毯覆式基板的研磨）

針對實例h、實例3a、實例仏、實例…，調覆式晶圓的研磨速度。將研磨對象自謝％器件晶圓j ，使H)_ A的二氧化石夕膜於直徑為2〇〇随的石夕基板上覆式晶圓，除此以外，以與上述「氧化矽膜的研 =」及土研磨速度的評價^相同的方式進行研磨及評價。 ^果’备將實例2a的研磨速度作為i時，實例3a、實例 12a、實例13a的研磨液可獲得相對值大於等於3的研磨速度。由此可知’實例3a、實例12a及實例…的研磨液即使於進行研磨，且被研磨面的凹凸得到消除的情況下，亦顯現出良好的研磨速度。 [CMP用研磨液的製作2] (實例26a〜實例31a) 製備添加劑的含量互不相同的6種研磨液，並以與上述實例相_方式進行研磨速度的評價。#，使用抗壞血酸作為添加劑，並將添加劑含量調整成表3所示的值，除此以外，以與實例6a相同的方式製備研磨液。另外，研磨液的pH值藉由添加適量的氨水溶液（Nh4〇h)來調整。將結果示於表3。另外，研磨速度的單位為A/min。 [表3]

No. 化合物添加劑含量/% ~ 1 — 研磨粒^度研磨液之pH值研磨速度 26 抗壞血酸 0.01 0.5 3.4 600 It 抗壞血酸 0.05 0.5 3.4 1100 28 抗壞血酸 0.1 0.5 3.5 1200— 29 抗壞血酸 0.5 0.5 3.4 1300 Μ) 抗壞血酸 1.0 0.5 3.4 1200 31 抗壞血酸 5.0 0.5 3.4 800 45 201030113 33239pif 表3的結果顯示，即使改變添對於氧化石夕膜的較高的研磨速度。_ 3 * 達成 [CMP用研磨液的製作3] =5.0 \的上述所獲得的氧化鈽粉末及84 7以的去 ΐ 器内並加以混合，進—步添加當量）的m，擾摔10分鐘而獲得氧_昆合液。歷時 0 =所獲得的氧化鈽混合液送至其他容器内。送液期間，在送液的配管内卩400 kHz的

合液進行超音波騎。 m賴職賴送㈣個_扯的燒杯卜以如使施加於外周的離心力達到500 G的條件對各燒杯内 20分鐘離心分離。離心分離後，提進订從而獲得漿料⑷。所獲得㈣料（A =^刀音基準計約為10.0 %^/。的氧化鈽粒子。匕3以釔重量利用純水稀釋以上述方式所獲得的漿料

以總重量基準計達到0.5 wt%，將其作為粒動態紐射式粒度分料（堀場製作所股刀（么司製造’商品名：LB-500)測定研磨徑，結果平均粒徑為150腿。千均粒 (實例lb〜實例i〇b，參考例llb〜參考例ι%) 實例lb〜實例i〇b的研磨液是將表4所系化合物作為添加劑使用而製備的研磨液。另'一方二，= 考例iib〜參考例19b的研磨液是將並非4_吨喃嗣系化合 46 201030113 i323ypif 物的表5所示的化合物作為添加劑使用而製備的研磨液。各研磨液中的添加劑的種類或其他成分如下述表4、表5 所示。首先，以最終可獲得表4及表5的濃度的方式，使表 4及表5所示的各添加劑溶解於規定量的去離子水中，從而獲得添加劑溶液⑻。其次，將上述聚料（A)與添加劑洛液（B)等量混合，並歷時1〇分鐘進行攪拌。由此獲 0 得各種/農縮狀態的研磨液（C)。該濃縮狀態的研磨液（c) 中包含以總重量基準計為5 wt%的研磨粒、以及表4及表 5中所記載的濃度的1〇倍的添加劑。然後，將以上述方法所製備的19種濃縮狀態的研磨液（C)分別稀釋至10倍’接著添加2 5%氨水（Νη4〇η) 或1 N的稀硝酸（HN〇3)作為pH值調整劑，並調整成表 4及表5中所記載的pH值，從而獲得實例lb〜實例1〇b 及參考例lib〜參考例19b的研磨液。另外，上述pH值調整劑的添加量為微量，因此即使於添加pH值調整劑後， • 所獲得的研磨液中的研磨粒濃度以總重量基準計亦為〇5 wt%，而且添加劑濃度亦為表4及表5中所示的濃度。.

[特性評價] 使用實例lb〜實例l〇b及參考例lib〜參考例19b的研磨液，進行如下的特性評價。即，首先使用各研磨液對表面具有氧化石夕膜的#200 mm的DRAM圖案測試曰圓 (Praesagus 製造，型號：PCW-STI-811)進行研磨。該器件晶圓是包含具有微細的凹凸的氧化矽膜的晶圓，岡，且凸 47 201030113 33239pif =、於凹部具有高度約為5〇〇 nm的初始階差氧化、=始膜厚約為_nm。配線由與格子形狀平行的价外，為了測^上述研磨液的凝聚的容易性，使用於 ^下保管的製備後〗小時後與調整後1()日後的研、，動態光散射式粒度分料（堀場製作所股份有限公习製^商品名：LB捕）測料磨粒的平均粒徑。 (氧化石夕膜的研磨2)

使用研磨裝置（Applied Material製造，商品又. Mirra340〇) ’對上述DRAM器件晶圓進行研磨。^上诚 DRAM H件晶圓設置在具有基板安朗韻墊的固持器々。另一方面，將多孔質胺甲酸酯樹脂製的研磨 (k-groove槽，R〇dale公司製造，型號：ic i4⑻）黏直徑為500 mm的研磨平板上。、使上述DRAM器件晶圓的氧化矽膜形成面向下而上述固持器載置於研磨墊上。内管壓力、固持環壓力臌片壓力分別設定為28 kPa、38 kPa及28 kPa。、

然後，一面以200 mL/min的流量將以上述方式所製備的各研磨液滴加在黏附於研磨平板的研磨墊上，一面研磨平板與DRAM器件晶圓分別以93 、87 mijfl 轉來研磨氧化賴。其後’使用PVA刷（聚乙稀醇刷研磨後的晶圓於純水中充分清洗後使其乾燥。 (研磨速度的評價2) 使用光干涉式膜厚裝置（大曰本網屏製造股份有限公司製造’商品名：REJGGG)’測定研磨前後的氧化碎膜= 48 201030113 臈厚變化。測定點是位於上述0200mm的晶圓的座標之中 (x[mm]，y[mm]) = (7.0，-3.6)、（31.0，-3.6)、（55.0，-3.6)、 (79.0，-3·6)附近的70um見方的附記為「八」的凸部，並根據該些4個點的膜厚變化量的平均值計算出研磨速度。將所獲得的結果作為圖案研磨速度示於表4及表5。另外，研磨速度的單位為nm/min。 (凝聚的容易性的評價）

實例lb〜實例l〇b及參考例llb〜參考例19b的研磨液中的研磨粒的粒_定，是對製備後經過2小時後的研磨液、以及在机下保管並調整後_ ω日後的研磨液 =兩種研磨液進行。粒_定是使_態光散射式粒度分佈計[堀場製作職份有限飼製造，商品名：❿测來進行。另外，_定時，在開始測定的5分研磨液（C)稀釋1G倍’然後測定所獲得的研磨液的平均粒徑。使Μ含添加_溶_的平均粒徑為15〇 nm’因此若考慮*裝置利起的败誤差 ^备超過200 nm時，粒子已凝聚。田 49 201030113 33239pif [表4]

No. 添加劑添加刺濃度 (wt%) 研磨粒濃度 (wt%) 研磨液之pH值圖案研磨速度 (nm/min) 平均粒徑製備 1小時後製備 10曰後名稱結構式 1 3-羥基 _2·甲基-4-0比味嗣 0.03 0.5 4.6 130 150 150 2 0.08 0.5 4.6 170 152 155 3 0.08 0.5 3.5 140 153 154 4 0.08 0.5 6.5 180 150 153 5 0.08 0.5 8.5 200 154 155 6 5-經基-2-(羥甲基)4-0比味嗣 hVl 、〇^CH2〇H 0.05 0.5 4.2 150 152 154 7 0.1 0.5 4.2 180 152 152 8 0.2 0.5 4.2 190 153 154 9 0.05 0.5 3.5 130 158 157 10 0.05 0.5 5.5 180 152 154

50 201030113 jjijypif [表5]

No. 添加劑添加劑濃度 (wt%) 研磨粒濃度 (wt%) 研磨液之pH值圖案研磨速度 (nm/min) 平均粒徑製備 1小時後製備 10曰後名稱結構式 11 4-經基 ~6_曱基-2-"比味呵 ΟΗ 0.1 0.5 4.5 20 152 154 12 抗壞血酸 HO^ ^〇H 0.1 0.5 3.7 130 160 1210 13 鄰苯二酚 OH 0.1 0.5 6.5 150 180 1520 14 4-曱基鄰苯二酚 0.1 0.5 6 150 175 1450 15 苯六甲酸 COOH rKXXr^^COOH COOH 0.1 0.5 2.8 20 330 2200 16 3-甲基-5· 0比嗤淋明 0.1 0.5 3.6 30 153 156 17 1H-笨幷三嗤·1-曱醇 ΟγΚ CHzOH 0.1 0.5 4.3 20 152 154 18 2,6-咕唆二曱酸 o o 0.1 0.5 3.0 40 250 1570 19 腺苷 5*H2 OH^H 0.1 0.5 6.1 20 153 154 表4的結果顯示，將4-吡喃酮系化合物作為添加劑使用的實例lb〜實例10b的研磨液與參考例lib〜參考例 1%的研磨液相比，能夠以較高的速度來研磨氧化矽膜，另外，即使是製備10日後的研磨液’亦無研磨粒的凝聚（粒徑的變化小於等於±5%)。 51 2〇1〇3〇ιi3 33239pif [CMP用研磨液的製作4] (實例20b〜實例29b) N〇29實：2%〜實例2%的研磨液是使用表6的N〇2〇例22bll的成分而分別製備的研磨液。即，實例挪〜气為添加劑是僅包含4,鋼系化合如是除作為第1添加劑的h

下心:磨液。各研磨液中的添加劑的種類或其他成分★ 的方^所717。以與上述「CMP騎磨㈣製作3」相^ 式I成此種實例20b〜實例29b的研磨液。 [特性評價] 評價使用實例2Gb〜實例29b的研磨液，進行如下的特朽沐、Β|ί ’首先，以與上述「氧化梦膜的研磨2」相同的方忒踯疋圖案研磨速度。另外，使用包含具有約1〇〇〇nm的

mm的湏丨初始膜厚的氧化矽膜的02〇〇 mm的毯覆式晶圓（Advanteci 公司製造）代替dram器件晶圓，以及將測定點設定為晶圓的中心點與自中心點起於直控方向上間隔5 mm的各點，以合計41點進行測定（另外，離中心95 點的下一個測定點設定為離中心97 mm的部位），除此以外，以與上述「研磨速度的評價2」相同的方法求出41點處的膜壓變化量，並將它們的平均值作為無圖案研磨速度。另外，求出膜厚變化量的標準偏差除以膜厚變化量的 52 201030113 平均值所得的值乘以100所獲得的值，並將該值作為面内均勻性。將所獲得的結果示於表6。另外，表6中:第^ 添加劑的A為3-羥基-2-甲基-4-«»比喃酮，B為5-經基後甲基)-4-吡喃酮。 i [表6]

你丨：2所示，判明僅包含一種4_吡_化合物的實级人勺人I=21b的研磨液的圖案研磨速度均優異。另外，研_系化合物的實例22b及實例26b的研磨液除圖案研磨逮度優異以外内均句性方面亦可獲得較高的效果。、、'_研磨速度及面 2%所另外Γ明，如實例別〜實例攻及實例27b〜實例酸及7^^加碳數為2〜6的飽和—域酸即乙酸、两面特別有加刪系在提昇無圖案研磨速度方在如下傾向 53 201030113 33239pif 付平坦’因此它的研磨速度接近於毯覆式晶圓的研磨速又。因此，替®案研磨速度優異，而且無圖案研磨速度亦優異的研磨液就可貫穿整個研磨步驟而獲得良面而言較合適。而且，上述結果顯示，為了添加碳數為2〜6的飽和-元羧酸作為第2 添加劑特別有效。 [特性評價2] ❹ m 表7。表7中，第1添加劑的A為3-H 喃酮’ B為5·羥基Μ羥甲基)_4-吡_。第1添加 No. 粼濃度 _ (wt%) A B 28 0.068 — 0.03 30 — 0.068 0.03 第2 添加命J 丙酸丙酸第2添加劑濃度 (wt%) 界面活性劑界面活性劑濃度 (wt%) pH 值圖案研磨速度 (nm/min ) 0.5 0.5 無圖案研磨速度 C nm/min) 無聚氡乙烯去水山梨酵單月桂酸酯 0.02 面内均勻性 (%) 3.3 3.3 590 560 7.1 3.2 ❹ 均·^表’可明確藉由添加界面活性劑可提高面内界面雜_護級施加研磨壓力因此，帶來壓力的施加方式不同的研磨騎行得叫勻地崎的仙。界面活性劑的添加適於提昇平坦化特性。中。實施發明的最佳形態記載於說明書較好的變形形態變明確的情況。本發明者等人亦充分意識 54 201030113^ 到本發明的不同形態的實施、以及應用本發明的主旨的類似形態的發明的實施。另外，在本發明中，作為發明的原理，可利时請專利範财所列舉的所有内容的變形形蟪’以及各種各樣的上述要素的任意組合。在本說明書中，只要無特別的限定、或者只要根據上下文未明確否定曰，所有的可能的任意組合均包含在本發明申。根據本發明，可提供-種可達成對於氧化石夕膜的足夠南的研磨賴’並且與先前的研歧減並秘賴於基板表面狀態的通用性較高的CMP用研磨液。另外，根據本發明，可提供一種使用上述研磨液的研磨方法。雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域巾具㈣常知識者，在不脫離士發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後社”專騎界定者為准。【圖式簡單說明】 ❹ 圖1A〜圖1C是表示對氧化賴進行研磨而於半導體土板上形成淺溝槽隔離結構之過程的模式剖面圖。【主要元件符號說明】 2 矽基板 5 :埋入部分 ί止膜（氮切膜）D:氧化梦覆膜的膜厚的標高差氧化矽膜 55

Claims

201030113 33239pif 七申請專利範圍 .—種CMP用研磨液，包括研磨粒、添加劑及水，下诚H上述添加難括—種歧大料於兩種的滿足述條件1至條件v的所有條件的化合物，产内具有一個或者大於等於兩個的環狀結構，該構包括至少一個碳-碳雙鍵，上述碳_碳雙鍵亦包括成/、振結構的碳之間的鍵結；

u)分子内具有大於等於一個、小於等於四個的_0Η 結構上述_〇Η、结構亦包括-COOH基所具有的_0Η結構； ui)分子内的-COOH基為小於等於一個； iV)分子内具有下述的第1結構及第2結構中的至少一個：第21結構：具有碳原子C1及與該碳原子€1鄰接的碳原子C上述5厌原子C上鍵結有-OH基，上述碳原子c2 上鍵結有選自-Οχ基、=〇基、_Νχ基、_NX(c3)基及

-CH=N3_0H基中的至少一個取代基，X為氫原子或碳原子’ C為與氮原子鍵結的碳原子，於上述竣原子c1、C2 中，不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意， § X為後原子時，X中不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意；第22結構：具有碳原子C1及與該碳原子C1鄰接的碳原子C2 ’上述碳原子C1上鍵結有-CH=N-OH基，上述碳原子C2上鍵結有_CH=N_OH基，於上述碳原子cl及c2中，不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意； 56 201030113 此 jypif 至少中的上述碳原子Cl及上述韻子c2令的者與上述^ ^件i中的上述環狀結構的—部分、或興猶件1中的上述環狀結構鍵結。 ^ 2·如_睛專·圍第丨項所賴料述條件iv中的上述第丨結構是選自 ’、式m)所表示的結構， < 式a)〜 [化1] 參 C1—C2 C1=C2 HO a) 〇-X Η。的〇 —x HO c) 0—x C1—c2 HO7 \ C1 —C2 pi 广 2 〜 / \ / ? C1 一 C2 二 x g) h〇 e> n-x Ί H〇/ \ c1—c2 C1 一 C2 Nr^x h) 、〇3 C^C2 HO \r^x i) φ C1—C2 C1 处 C2 HO k) ch=n-.〇h ho ch=n_〇h ho Xch=n-oh ,} m) 式中，由一組實線及點線所表示的鍵表示形成共振結構的鍵，於碳原子C1、C2及C3中，不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意，當X為碳原子時，X中不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意。 3.如申請專利範圍第1項或第2項所述的cMP用研 57 201030113 33239pif 磨液，其中，上述條件iV中的上述第2結構是選自以卞述式η)〜式p)所表示的結構， [化2] Q1sssQ2 C1 一 C2 HO—n=ch ch=n—oh ho—n=ch ch=n—oh n) o) C1^C2

HO—N=CH CH=N — OH P) 式中，由一組實線及點線所表示的鍵表示形成共振結構的鍵，於碳原子C1及C2中，不足的其餘的鍵的鍵結形式及鍵結原子為任意。 4·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的 CMP用研磨液，其中，上述添加劑包括：選自於由尿响咬-6-幾_酸（uracil-6-carboxylic acid)、苦杏仁酸（mandelic acid )、柳搭蔣（salicylaldoxime )、抗壞血酸（ascorbic acid)、鄰苯二酚（catechol)、3-甲基鄰苯二齡（3_methyl catechol )、4-甲基鄰苯二齡（4-methyl catechol )、4-第三丁基鄰苯二盼（4-tert-butylcatechol)、1,4-苯酿•二肪（1，4-benzoquinone dioxime )、2-0比咬甲醇（2-pyridinemethanol ) 、 4-異丙基卓紛網 (4-isopropyltropolone )、2-經基-2,4,6-環庚三烯-1-酮 (2-hydrOxy，2,4,6-cycloheptatriene-l-one)、5-胺基-尿嘴淀 -6-叛酸（5-amino-uracil-6-carboxylic acid)及二苯經乙酸 58 201030113, (benzilicadd)所組成的族群中的一種或者大於等於兩種的化合物。 5. -種CMP帛研磨液’包括研磨粒、添加劑及水，其中，上述添加劑為4-吡喃酮（pyr〇ne)系化合物，該4-吡喃酮系化合物是以下述通式〇)所表示的化合物， [化3]

式中，X11、X12及X13分別獨立為氫原子或一價的取代基。 6. 如申請專利範圍第5項所述的CMP用研磨液，其中’上述4-°比喃酮系化合物是選自於由3-經基-2-甲基-4-°比口南網（3-hydroxy_2-methyl-4-pyrone )、5-經基-2·(經甲基)，4-"比喃 _ ( 5_hydroxy-2-(liydroxylmethyl)-4-pyrone)、2-乙基-3-經基_4-n比鳴網（2-ethyl-3-liydroxyl-4-pyrone )所組成的族群中的至少一種化合物。 7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的 CMP用研磨液，其中pH值小於8。 8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的 CMP用研磨液，更包括pH值調整劑。 9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的 59 201030113 Jizjypif CMP用研躲，其巾，上述添加劑用研磨液的100重量份為_重量份〜5重量7 ⑽= 專其利中^ 用研磨液的〖。。重量份為0:重磨該⑽ U.如^專利項至第11項中任-項所述的 πητ 響用研磨液，其中，上述研磨粒的平均粒徑為％ 500 nm 〇

12.如申請專利範圍第丨項至第12項中任 ⑽用研磨液，其中，上述研磨粒包括鈽系化合物。 13. 如申請專利範圍第12項所述之⑽㈣磨液，其中’上述飾系化合物為氧化鈽。 14. 如申β月專利氣圍®1項至第13項中任-項所述的 CMP用研磨液’其中’上述研磨粒包括具有晶界的多晶氧化#。

15. 如申4專利範圍第1項至第14項中任一項所述的 CMP用研磨液，更包括雜子性界面活性劑。 16. 如申清專利範圍第1項至第15項中任一項所述的 CMP用研磨t包括飽和一元竣酸作為第2添加劑。 17. 如申啫專利範圍第16項所述的CMp用研磨液’ 其中，上述元_的碳數為2〜6。 18. 如申凊專利範圍第16項或第17項所述的CMp 用研磨液’其中，上述飽和一元羧酸是選自於由乙酸（acetic 201030113p acid)、丙酸（propionic acid)、丁酸（butyric acid)、異丁酸（isobutyric acid )、戊酸（valeric acid )、異戊酸（isovaleric acid )、特戊酸（pivalic acid )、2-曱基丁酸（hydroangelic acid)、己酸（caproic acid)、2-甲基戊酸（2-methylpentanoic acid)、4-甲基戊酸（4-methylpentanoic acid)、2,3-二曱基丁酸（2,3-dimethylbutanoic acid )、2-乙基丁酸 (2-ethylbutanoic acid ) 、 2,2-二曱基丁酸 (2,2-dimethylbutanoic acid )及 3，3-二曱基丁酸 (3,3-dimethylbutanoic acid)所組成的族群中的至少一種化合物。 19·如申請專利範圍第16項至第18項中任一項所述的CMP用研磨液，其中，上述飽和一元羧酸的含量相對於該CMP用研磨液的1〇〇重量份為〇〇1重量份〜5重量份。 20. —種研磨方法，對表面具有氧化矽膜的基板進行研磨，該研磨方法包括：一一面向上述氧化矽膜與研磨墊之間供給如申請專利範圍第1項至第19項中任一項所述的CMp用研磨液，一面藉由上述研磨墊對上述氧化矽膜進行研磨。 21. 如申請專利範圍第2〇項所述的研磨方法其中，上述基板具有自上方觀察時凹部或凸部被設置成了字形狀或格子形狀之部分。 22. 如申請專利範圍第2〇項或第幻項所述的研磨方 ’’其中’上述基缺具有記賴單元的轉體基板。