发明名称 化学机械研磨(CMP)用浆液、其形成方法、及包含CMP制程之半导体装置之制造方法
摘要 本发明系关于一种化学机械研磨(CMP)用浆液,其系具有:液体、与含于该液体中之多个研磨粒子,其中上述研磨粒子系包含至少一个以上之有机粒子、与至少一个以上之无机粒子,而该有机粒子与该无机粒子系藉由热附着而成一体化。
申请公布号 TWI241338 申请公布日期 2005.10.11
申请号 TW090116746 申请日期 2001.07.09
申请人 东芝股份有限公司 发明人 松井之辉;南幅学;矢野博之;福岛大
分类号 C09K3/14;H01L21/302;H01L21/461 主分类号 C09K3/14
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种化学机械研磨(CMP)用浆液,其系包含: 含于至少包含纯水之液体中之多个研磨粒子,该研 磨粒子系包含至少一个以上之甲基丙烯酸树脂、 酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚苯乙烯树 脂、聚缩醛树脂及聚碳酸酯树脂作为有机粒子以 及至少一个以上之二氧化锰、二氧化铈、铁、银 、钌、钛、氧化铝及氧化矽作为无机粒子,而该有 机粒子与该无机粒子系藉由机械熔合现象所产生 热附着而整体化。 2.根据申请专利范围第1项之化学机械研磨用浆液, 其中上述研磨粒子系包含一个有机粒子与多个无 机粒子。 3.根据申请专利范围第1项之化学机械研磨用浆液, 其中作为具氧化作用之上述无机粒子系包含二氧 化锰及二氧化铈中之至少一种者。 4.根据申请专利范围第1项之化学机械研磨用浆液, 其中另包含氧化剂,作为具有促进上述氧化剂分解 之催化作用之上述无机粒子系包含铁、银、钌及 钛中之至少一种者。 5.根据申请专利范围第4项之化学机械研磨用浆液, 其中作为无机粒子系包含二氧化锰及二氧化铈中 之至少一种,以及铁、银、钌及钛中之至少一种者 。 6.根据申请专利范围第1项之化学机械研磨用浆液, 其中上述有机粒子系包含选自由甲基丙烯酸树脂 、酚树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚苯乙烯 树脂、聚缩醛树脂及聚碳酸酯树脂所组成群之一 种材料。 7.根据申请专利范围第1项之化学机械研磨用浆液, 其中上述无机粒子及上述有机粒子之一次粒径为5 -1000奈米(nm)。 8.一种化学机械研磨用浆液之形成方法,其系包含: 将多个有机粒子与多个无机粒子于粉粒体状态下 混合,且利用因反覆运用压紧/剪断作用所产生之 机械熔合现象,将前述多个有机粒子中之至少一个 以上、与前述多个无机粒子中之至少一个以上整 体化,形成多个研磨粒子; 将前述多个研磨粒子添加至至少包含纯水之液体 中。 9.根据申请专利范围第8项之化学机械研磨用浆液 之形成方法,其中,于形成前述多个研磨粒子后,将 前述多个研磨粒子与前述多个有机粒子于粉粒体 状态下混合,且利用机械熔合现象,将前述多个研 磨粒子中之至少一个以上、与前述多个有机粒子 中之至少一个以上整体化所得之多个研磨粒子添 加至前述液体中。 10.根据申请专利范围第8项之化学机械研磨用浆液 之形成方法,其中,系于前述液体中再添加氧化剂 。 11.根据申请专利范围第10项之化学机械研磨用浆 液之形成方法,其中前述氧化剂为过氧化氢、过氧 二硫酸铵、过硫酸铵、磷酸、硝酸及硝酸二铵铈 中之至少一种者。 12.一种半导体装置之制造方法,其系包含: 于基板上形成导电膜; 使用CMP用浆液,研磨上述导电膜,其中上述CMP用浆 液系包含液体、与含于上述液体中之多个研磨粒 子,上述研磨粒子系包含至少一个以上之有机粒子 、与至少一个以上之无机粒子,而上述有机粒子与 上述无机粒子系藉由机械熔合现象所产生热附着 而整体化。 13.根据申请专利范围第12项之半导体装置之制造 方法,其中, 上述基板系包含半导体基板与绝缘膜,其中该绝缘 膜系形成于上述半导体基板上,且于表面形成有配 线沟道; 且于上述绝缘膜上形成有上述导电膜,以埋入上述 配线沟道; 且研磨上述导电膜,以去除上述配线沟道外之上述 导电膜。 14.根据申请专利范围第13项之半导体装置之制造 方法,其中上述导电膜系至少包含:选自Cu、Al、W、 Ti、Mo、Nb、Ta、Ag、V、Ru及Pt所组成元素群之金属; 选自前述元素群中至少一种元素为主成份之合金; 以上述元素为主成份之氮化物;以上述元素为主成 份之硼化物;以上述元素为主成份之氧化物;及以 上述元素为主成份之混合物 15.根据申请专利范围第12项之半导体装置之制造 方法,其中上述研磨粒子系包含一个有机粒子与多 个无机粒子。 16.根据申请专利范围第12项之半导体装置之制造 方法,其中上述无机粒子系具有氧化作用。 17.根据申请专利范围第12项之半导体装置之制造 方法,其中上述无机粒子系包含二氧化锰及二氧化 铈中之至少一者。 图式简单说明: 图1为针对本发明及以往浆液之研磨速度、浆液稳 定性及浆液供给优劣之综示图; 图2A及2B系用以说明使用本发明第1实施例之浆液 时之负荷关联性; 图3系图示使用本发明第1实施例与以往浆液时之 个别负荷关联性; 图4系图示使用本发明第1实施例与以往浆液时之 个别腐蚀性与配线宽度之关联性; 图5A及5B系用以说明使用本发明第2实施例之浆液 时之负荷关联性; 图6A-6D为图示本发明第3实施例所例示Al金属镶嵌 配线形成方法之步骤成面图; 图7A及7B系用以说明使用本发明第3实施例之浆液 时之负荷关联性; 图8A及8B系用以说明使用本发明第4实施例之浆液 时之负荷关联性; 图9为图示于制造利用机械熔合现象所得研磨粒子 时所使用之制造装置之模式图。
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