研磨液组合物的制造方法及依据其制造的研磨液组合物的制作方法
【专利摘要】本发明关于一种制备研磨液组合物的方法及一种通过该方法制备的研磨液组合物，该方法及该研磨液组合物可减少刮痕及剩余颗粒且维持高抛光速率，该刮痕及剩余颗粒在应用于半导体化学机械抛光(CMP)中被公认为因块状颗粒及聚结颗粒所致的良率降低的一个主要因素。此外，该方法及该研磨液组合物可应用于超大规模整合的半导体程序所需的各种图案且在针对应用的抛光速率、抛光选择比率、表示抛光均匀性的晶圆内非均匀性(WIWNU)及微痕小型化方面达成优良结果。
【专利说明】
研磨液组合物的制造方法及依据其制造的研磨液组合物
技术领域
[0001]例示性实施例关于一种制备研磨液组合物的方法及一种通过该方法制备的研磨液组合物。
【背景技术】
[0002]随着半导体装置的多样化及高度整合，正使用用于形成较精细图案的技术，且因此半导体装置的表面结构已变得更复杂且表面膜之间的梯级差变得更大。在制造半导体装置中，化学机械抛光(CMP)用作平坦化技术以移除形成于基板上的特定膜的梯级。举例而言，CMP用于移除针对层间绝缘过度形成的绝缘膜的程序，其广泛用于层间介电质(ILD)及用于浅沟槽隔离(STI)的绝缘膜(其使芯片彼此绝缘)的平坦化且用于诸如布线、接触插塞及导通体触点的金属导电膜的形成。
[0003]在CMP中，抛光速度、经抛光表面的平坦化程度及刮痕的发生率是重要的。此等因素取决于CMP状况、研磨液种类及抛光垫类型而判定。特定而言，用于移除与刮痕的出现直接相关的大的颗粒的技术是更关键的。当研磨液的平均直径减小以减少刮痕时，抛光经减少以降低生产。因此，针对CMP，需要鉴于抛光速度、分散稳定性及刮痕具有适当大小及分布的研磨液。此外，当虽然颗粒经密集且均匀地分布但颗粒当中仍存在小量的块状颗粒及聚结颗粒时，减少刮痕的出现受到限制，且因此完全移除块状颗粒及聚结颗粒优选的。由于甚至小量的块状颗粒及聚结颗粒包含于研磨液中，因此甚至低数目个刮痕导致CMP及后续STI中的经降低良率。因此，需要移除块状颗粒及聚结颗粒的方法。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明将解决前述问题，且本发明的实施例将提供一种制备研磨液组合物的方法及一种通过该方法制备的研磨液组合物，该方法能够移除由块状颗粒及聚结颗粒导致的刮痕及剩余颗粒以不仅改良化学机械抛光(CMP)所需的抛光速度及分散稳定性而且改良晶圆的平坦化，且显著减少刮痕发生率。
[0006]然而，本发明待解决的问题并不限于前述问题，且本领域技术人员将自以下说明清晰地理解本文中未提及的其它问题。
[0007](二)技术方案
[0008]根据本发明的第一实施例，提供一种制备研磨液组合物的方法，该方法包含:通过混合二氧化铈磨料颗粒、分散剂及水制备原料研磨液组合物;将该原料研磨液组合物中的二氧化铺(ceria)磨料颗粒粉末化(碾磨)；通过将含有该等经粉末化二氧化铺磨料颗粒的该原料研磨液组合物推送至包含水平圆柱形旋转主体的分离装置中且使该原料研磨液组合物离心而自该原料研磨液组合物移除块状颗粒及聚结颗粒；以及获得移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物。
[0009]可以2公升/分钟(L/min)至10公升/分钟推送该原料研磨液组合物。
[0010]通过使该原料研磨液组合物离心而移除该块状颗粒及聚结颗粒可以500G至3，000G的离心力执行离心。
[0011]该块状颗粒及聚结颗粒可紧密地附着至该水平圆柱形旋转主体的旋转表面以自该水平圆柱形旋转主体的封闭端移动至该水平圆柱形旋转主体的敞开端，且经陷获于块状颗粒及聚结颗粒止挡器中以自该原料研磨液组合物经移除。
[0012]该原料研磨液组合物中的该磨料颗粒可具有80纳米至330纳米的一个二次粒径，且该移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的该等磨料颗粒可具有50nm至280nm的一个二次粒径。
[0013]该原料研磨液组合物中的固体含量可为]^1:%至2(^1:%。
[0014]该移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的该等磨料颗粒的粒径比率根据方程式I可为0.3至1.0:
[0015][方程式I]
[0016](B2-A2)/(B1-Ai),
[0017]其中，A1表示在分类之前的Dl粒径，
[0018]B1表示在分类之前的D99粒径，
[0019]A2表示在分类之后的Dl粒径，且
[0020]B2表示在分类之后的D99粒径。
[0021]该移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的固体含量的降低率根据方程式2可小于30%:
[0022][方程式2]
[0023]C2/C1X10，
[0024]其中C1表示在分类之前的该研磨液组合物的该固体含量，且
[0025]&表示在分类之后的该研磨液组合物的该固体含量。
[0026]该方法可进一步包含使该移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物经受具有0.1微米(μπι)至0.2微米孔隙的过滤器。
[0027]该分离装置可包含:该水平圆柱形旋转主体;及原料研磨液组合物引入单元，其形成于该水平圆柱形旋转主体的中心轴上，该水平圆柱形旋转主体可包含敞开端及封闭端，该敞开端可包含具有梯级的块状颗粒及聚结颗粒止挡器，且该原料研磨液组合物引入单元的原料研磨液组合物进口可形成于该水平圆柱形旋转主体的该封闭端周围。
[0028]该水平圆柱形旋转主体的旋转表面可包含不平整部分。
[0029]该分离装置可进一步包含外部壳，该外部壳包含该水平圆柱形旋转主体，且该外部壳可与该水平圆柱形旋转主体共享该中心轴的水平圆柱形壳且包含在该水平圆柱形旋转主体的底部侧处的出口。
[0030]根据本发明的第二实施例，提供一种通过根据本发明的第一实施例的方法制备的研磨液组合物。
[0031 ] 该移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒可具有50nm至280nm的一个二次粒径。
[0032]该移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒的粒径比率根据方程式I可为0.3至1.0:
[0033][方程式I]
[0034](B2-A2)/(B1-Ai),
[0035]其中，A1表示在分类之前的Dl粒径，
[0036]B1表示在分类之前的D99粒径，
[0037]A2表示在分类之后的Dl粒径，且
[0038]B2表示在分类之后的D99粒径。
[0039]该移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的该固体含量的降低率根据方程式2可小于30%:
[0040][方程式2]
[0041]C2/C1X10，
[0042]其中C1表示在分类之前的该研磨液组合物的该固体含量，且
[0043]C2表不在分类之后的该研磨液组合物的该固体含量。
[0044](三)有益效果
[0045]根据本发明的一种制备研磨液组合物的方法及一种依其制备的研磨液组合物可减少刮痕及剩余颗粒且维持高抛光速率，该刮痕及剩余颗粒在应用于半导体化学机械抛光(CMP)中被公认为因块状颗粒及聚结颗粒所致的良率的降低的一个主要因素。此外，该方法及该研磨液组合物可应用于用于超大规模整合的半导体程序所需的各种图案且在针对应用的抛光速率、抛光选择比率、表示抛光均匀性的晶圆内非均匀性(WIWNU)及微痕小型化方面达成优良结果。
【附图说明】
[0046]图1为说明根据本发明的实施例的研磨液组合物分离装置的剖视图。
[0047]图2为说明根据本发明的实施例的制备研磨液组合物的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0048]下文中将参考附图详细地阐述本发明的例示性实施例。当判定与相关已知功能或构形有关的详细说明其等在阐述本发明时可使本发明的目的不必要地模糊时，此处将省略详细说明。此外，本文中所使用的术语经定义以适当地阐述本发明的示例性实施例且因此可取决于使用者、操作者的意图或惯例而改变。因此，必须基于此说明书的以下总体说明定义术语。附图中存在的相似组件符号在通篇中指相似组件。
[0049]贯穿整个说明书将理解，除非另外规定，否则当一个部件“包含”或“包括”一个组件时，该部件不排除其它组件而是可进一步包含其它组件。
[0050]下文中，将参考实施例及附图详细阐述制备研磨液组合物的方法及依其制备的研磨液组合物。然而，本发明并不限于该等实施例及附图。
[0051 ]根据本发明的第一实施例，提供制备研磨液组合物的方法，该方法包含:通过混合二氧化铈磨料颗粒、分散剂及水制备原料研磨液组合物;将原料研磨液组合物中的二氧化铈磨料颗粒粉末化;通过将含有经粉末化二氧化铈磨料颗粒的原料研磨液组合物推送至包含水平圆柱形旋转主体的分离装置中且使原料研磨液组合物经受离心而自原料研磨液组合物移除块状颗粒及聚结颗粒;以及获得移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物。
[0052]可使用包含水平圆柱形旋转主体的分离装置实施根据本发明的制备研磨液组合物的方法。在使用根据本发明的分离装置制备的研磨液组合物中，在不具有经抛光量的降低的情况下有效地移除块状颗粒及聚结颗粒以减少抛光中的刮痕且降低所产生刮痕的大小，由此使因刮痕所致的缺陷率最小化。
[0053]分离装置研磨液组合物分离装置，其包含水平圆柱形旋转主体及形成于该水平圆柱形旋转主体的中心轴上的原料研磨液组合物引入单元，其中该水平圆柱形旋转主体包含敞开端及封闭端，该敞开端具备具有梯级的块状颗粒及聚结颗粒止挡器，该原料研磨液组合物引入单元的原料研磨液组合物进口形成于该水平圆柱形旋转主体的该封闭端周围。
[0054]分离装置用于使用离心来移除导致抛光中的刮痕的块状颗粒及聚结颗粒的分类程序，其中离心根据块体的量值使用原理(在对固体组分施加诸如重力的外部力时，漂浮于悬浮液中的经聚集固体组分取决于其质量而以不同速度迀移)分类固体组分的程序。
[0055]包含垂直圆柱形旋转主体的通常使用的离心机允许原料研磨液组合物通过高速旋转而沿着旋转主体的壁垂直上升以溢流，从而使得难以获得通过低速旋转的离心效应。因此，导致高的粒径降低率及高的固体移除率。然而，根据本发明的包含水平圆柱形旋转主体的研磨液组合物分离装置可允许原料研磨液组合物甚至通过因低速旋转所致的离心力而水平溢流，由此获得充分的离心效应。
[0056]图1为说明根据本发明的实施例的研磨液组合物分离装置的剖视图。参考图1，根据本发明的实施例的研磨液组合物分离装置100包含水平圆柱形旋转主体110及原料研磨液组合物引入单元120，且可进步包含外部壳130。另外，研磨液组合物分离装置100可进一步包含外部壳130，该外部壳包含水平圆柱形旋转主体110及在外部壳130的底部上的出口140。
[0057]水平圆柱形旋转主体110包含敞开端112及封闭端114，且敞开端112包含具有梯级的块状颗粒及聚结颗粒止挡器116及118。
[0058]水平圆柱形旋转主体110可具有50毫米至500毫米的半径。当该半径短于50mm时，可能不会获得充分离心效应。当该半径长于500mm时，使用过量的时间用于通过离心的分类，因此使生产率退化。
[0059]块状颗粒及聚结颗粒止挡器116及118的梯级可为1mm至200mm。含有磨料颗粒的原料研磨液组合物中的块状颗粒及聚结颗粒可紧密地附着至水平圆柱形旋转主体110的旋转表面以在水平圆柱形旋转主体110的旋转期间通过离心力自水平圆柱形旋转主体110的封闭端114移动至水平圆柱形旋转主体110的敞开端112，且经陷获于块状颗粒及聚结颗粒止挡器116及118中，由此自原料研磨液组合物经移除。
[0060]水平圆柱形旋转主体的旋转表面可包含不平整部分以供块状颗粒及聚结颗粒有效地附着。不平整部分允许块状颗粒及聚结颗粒以实体方式容易地附着至水平圆柱形旋转主体的旋转表面。
[0061]原料研磨液组合物引入单元120可形成于水平圆柱形旋转主体110的中心轴上且包含原料研磨液组合物进口 122。原料研磨液组合物进口 122可形成于水平圆柱形旋转主体110的封闭端114周围，且因此原料研磨液组合物可安置于水平圆柱形旋转主体110的中心轴上。
[0062]通过移除原料研磨液组合物的磨料颗粒当中的块状颗粒及聚结颗粒(通过水平圆柱形旋转主体110的旋转)所获得的研磨液组合物移动至敞开端112且经由块状颗粒及聚结颗粒止挡器116及118排放。
[0063]外部壳130与水平圆柱形旋转主体110共享中心轴的水平圆柱形壳。除圆柱形壳之夕卜，根据本发明的实施例的研磨液组合物分离装置的外部壳130亦可包含水平矩形壳，且具备能够包含水平圆柱形旋转主体110的任何形状，且不限于前述实例。
[0064]当提供外部壳130时，移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物可经由水平圆柱形旋转主体110的底部侧处的出口 140排放。
[0065]与包含垂直圆柱形旋转主体的离心分离器相比，根据本发明的包含水平圆柱形旋转主体110的研磨液组合物分离装置100可甚至以低速旋转获得离心效应且自原料研磨液组合物有效地移除块状颗粒及聚结颗粒，由此移除抛光中的晶圆上的刮痕及剩余颗粒。
[0066]图2为说明根据本发明的实施例的制备研磨液组合物的方法的流程图。
[0067 ]透过根据本发明的实施例的研磨液组合物分离装置100的原料研磨液组合物弓I入单元120在水平圆柱形旋转主体110的封闭端114中混合二氧化铈磨料颗粒、分散剂、pH调节剂及水，由此制备原料研磨液组合物(SllO)。
[0068]除二氧化铈磨料颗粒之外，磨料颗粒亦可包含二氧化硅、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、氧化钡钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁中的至少一者。磨料颗粒可以0.^^%至10被％存在于原料研磨液组合物中。当磨料颗粒以小于0.lwt%存在时，抛光速度可经减小。当磨料颗粒以大于1wt %存在时，可出现因磨料颗粒所致的缺陷。
[0069]分散剂用以涂布金属氧化物磨料颗粒以改良金属氧化物磨料颗粒在分散溶液中的分散性。分散剂可包含铵盐、胺盐及胺基醇盐中的至少一者且以0.1?〖％至10的％存在于原料研磨液组合物中。当分散剂以小于0.lwt%存在时，研磨液经较少吸附至抛光表面上以降低抛光速率。当分散剂以大于10wt%存在时，过量的分散剂可减少分散稳定性以引起聚结，因此导致微缺陷及刮痕。
[°07°] pH调节剂用以调节原料研磨液组合物的pH以控制磨料颗粒的分散性。pH调节剂可为任何酸或碱，且包含氨、氨甲基丙醇(AMP)、氢氧化四甲基钱(TMAH)、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铷、氢氧化铯、碳酸氢钠、碳酸钠、三乙醇胺、胺丁三醇、烟酰胺、硝酸、硫酸、磷酸、氢氯酸、乙酸、柠檬酸、戊二酸、葡萄糖酸、甲酸、乳酸、苹果酸、丙二酸、顺丁烯二酸、草酸、酞酸、丁二酸及酒石酸中的至少一者，并不限于该等酸或碱。
[0071 ] 原料研磨液组合物中的pH调节剂的含量可在0.0lwt %至]^1:%的范围中，其中调节剂并不妨碍金属氧化物磨料颗粒、分散剂及其它组分的功能。当PH调节剂以小于
0.01wt%存在时，磨料颗粒之间的电斥力下降以减小储存稳定性以通过聚结导致块状颗粒，因此在抛光之后产生包含精细刮痕的缺陷。当pH调节剂以大于lwt%存在时，氮化物层沈积于其上的晶圆的表面在诸如浅沟槽隔离(STI)程序的化学机械抛光(CMP)程序中带负电荷，使得抛光速度可经减小。
[0072]根据本发明的用于CMP的原料研磨液组合物的剩余组分(水)优选地可为超纯水。
[0073]将原料研磨液组合物中的二氧化铈磨料颗粒粉末化(S120)。
[0074]前述粉末化程序用于将经聚结成所期望直径的相对微弱黏结的二次金属氧化物颗粒粉末化且将金属氧化物磨料颗粒均匀地分散于分散溶液中的程序，此对于调节颗粒的大小、均匀性及分散稳定性程度是必要的。可使用珠研磨或超音波碾磨(优选地，喷射碾磨)执行粉末化程序。喷射碾磨允许磨料颗粒分散溶液中的磨料颗粒彼此碰撞以被破坏的方法，此导致较少的研磨液污染且施加总体均匀撞击，由此将颗粒粉末化成均匀大小且提供优良的生产率。
[0075]可使用各种类型的喷射碾磨设备(诸如纳米均化器(Nanomizer)、微流化器(Microf Iuidizer)及超均化器(Ult imizer))执行粉末化程序。
[0076]可以500千克力/平方厘米(kgf/cm2)至3，000千克力/平方厘米的混合物溶液的碰撞压力执行粉末化程序。另一选择是，碰撞压力可为700kgf/cm2至3，000kgf/cm2或I，OOOkgf/cm2至3 ,OOOkgf/cm2。当碰撞压力低于500kgf/cm2时，难以将颗粒粉末化。当碰撞压力大于3，OOOkgf/cm2时，颗粒经粉末化成过小颗粒且经济效益是不利的。
[0077]粉末化程序包含珠，其中，通过因珠之间的碰撞且因颗粒之间的碰撞所致的撞击能量、摩擦能量及剪应力来相继执行分散及粉末化程序。
[0078]含有经粉末化二氧化铈磨料颗粒的原料研磨液组合物安置于包含水平圆柱形旋转主体的分离装置中且经受离心，由此自原料研磨液组合物移除块状颗粒及聚结颗粒(S130)。
[0079]可以2公升/分钟(L/min)至10公升/分钟推送原料研磨液组合物。当以小于2L/min推送原料研磨液组合物时，效率良好但生产时间长以使效率退化。当以大于10L/min推送原料研磨液组合物时，过量的原料研磨液组合物在研磨液组合物分离装置100的水平圆柱形旋转主体110中经受离心力达不充分时间段，使得可能无法容易地移除块状颗粒及聚结颗粒。
[0080]可以(举例而言)500G至3，000G(优选地500G至2，500G且更佳地I，500G至2，500G)的离心力执行将原料研磨液组合物离心以移除块状颗粒及聚结颗粒。
[0081]原料研磨液组合物中的块状颗粒及聚结颗粒紧密地附着至以500G至3，000G旋转的水平圆柱形旋转主体110的旋转表面以自水平圆柱形旋转主体110的封闭端114水平移动至水平圆柱形旋转主体110的敞开端112，使得经受大的离心力的块状颗粒及聚结颗粒附接至内壁且经陷获于块状颗粒及聚结颗粒止挡器116及118中以自原料研磨液组合物经移除，然而具有小的大小的颗粒经由块状颗粒及聚结颗粒止挡器Il6及Il8水平通过水平圆柱形旋转主体110，而并不附接至内壁。
[0082]包含垂直圆柱形旋转主体的离心机允许原料研磨液组合物通过高速旋转而沿着旋转主体的壁垂直上升以溢流，从而使得难以获得通过低速旋转的离心效应。因此，结果是高的粒径降低率及高的固体移除率。然而，根据本发明的包含水平圆柱形旋转主体110的研磨液组合物分离装置100可允许原料研磨液组合物甚至通过因以500G至2500G的低速旋转所致的离心力而水平溢流，由此获得充分的离心效应。
[0083]获得移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物(S140)。
[0084]可使用诸如HoribaLA-910的雷射散射粒径分布分析器量测磨料颗粒的二次粒径。原料研磨液组合物中的磨料颗粒的二次粒径可为SOnm至330nm，且移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒的二次粒径可为50nm至280nm。粒径是指颗粒分布，其表示平均粒径。离心之后的二次粒径的减小归因于由于通过离心移除块状颗粒及聚结颗粒所致的平均粒径的减小。因此，离心之后的最小二次粒径的自SOnm至50nm的减小归因于由于块状颗粒及聚结颗粒不存在于移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中所致的平均粒径的减小。
[0085]移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒的粒径比率根据方程式I可为0.3至1.0。
[0086][方程式I]
[0087](B2-A2)/(B1-Ai)
[0088]此处，A1表示在分类之前的Dl粒径，B1表示在分类之前的D99粒径，A2表示在分类之后的Dl粒径且B2表示在分类之后的D99粒径。
[0089]当离心之后的移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒的粒径比率小于0.3时，诸如块状颗粒及聚结颗粒的残留物通过离心经不充分移除，且因此抛光之后的刮痕发生率增加。当粒径比率大于1.0时，离心之后的磨料颗粒的含量与离心之前的磨料颗粒的含量相比显著减少，使得良率大大降低。
[°09°] 原料研磨液组合物中的固体含量可为1￥1:%至2(^1:%。当原料研磨液组合物中的固体含量大于20% (此意指块状颗粒及聚结颗粒经不充分移除)时，抛光之后的刮痕发生率增加。
[0091]移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的固体含量的降低率根据方程式2可小于30%，优选地小于20%。
[0092][方程式2]
[0093]C2/C1X10
[0094]此处，C1表示在分类之前的研磨液组合物的固体含量且(:2表示在分类之后的研磨液组合物的固体含量。
[0095]当移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的固体含量的降低率30%或更大时，不仅移除诸如块状颗粒及聚结颗粒的异常颗粒而且移除正常颗粒。此外，当与具有小于30 %的固体含量的降低率的研磨液组合物相比时(当与具有相同二次粒径的研磨液组合物比较时)，展现块状颗粒及聚结颗粒的高比率。
[0096]举例而言，具有30%或更高的固体移除率的研磨液组合物在分类之后展现0.3或更低或者0.95或更高的粒径比率，且具有小于30%的固体移除率的研磨液组合物在分类之后具有0.03至0.95的粒径比率。在此情形中，当在块状颗粒及刮痕位准方面比较研磨液组合物时，具有小于30 %的固体移除率的研磨液组合物具有优良的改良效应。
[0097]根据本发明的制备研磨液组合物的方法包含制备研磨液组合物，其中根据磨料颗粒的大小取决于研磨液组合物的固体含量而调节磨料颗粒当中的块状颗粒及聚结颗粒的数目。当研磨液组合物的固体含量降低时，块状颗粒及聚结颗粒的数目降低，其中由研磨液的固体含量的降低导致的块状颗粒及聚结颗粒的数目的降低程度按粒径随着粒径变大而增加。特定而言，由固体含量的降低导致的块状磨料颗粒的数目的降低程度趋向于显著增加。亦即，当固体含量降低至1/2时，块状颗粒及聚结颗粒的数目的降低程度为1/2或更大。此外，此趋势随着块状颗粒及聚结颗粒具有更大的大小而变得显著，然而当颗粒具有小的大小时，颗粒的数目的改变是相对微小的。
[0098]基于移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的2.0wt %的固体含量，具有1.99微米或更大的直径的累积数目个磨料颗粒可为2.0E X 13/毫升或更少个，具有1.ΟΟμπι或更大的直径的累积数目个磨料颗粒可为3.0E X 105/ml或更少个，且具有0.70μπι或更大的直径的累积数目个磨料颗粒可为3.0E X 108/ml或更少个。
[0099]在本发明中，通过离心不仅移除块状颗粒及聚结颗粒而且移除精细颗粒，由此减少刮痕及缺陷。
[0100]该方法可进一步包含使移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物经受具有0.Ιμπι至0.2μπι孔隙的过滤器。该过滤器可包含选自由薄膜过滤器、深度过滤器及折迭过滤器组成的群组中的至少一者。
[0101]根据本发明的第二实施例，提供通过根据本发明的第一实施例的制备方法制备的研磨液组合物。
[0102]移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒可具有50nm至280nm的一个二次粒径。
[0103]移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒的粒径比率根据方程式I可为0.3至1.0。
[0104][方程式I]
[0105](B2-A2)/(B1-Ai)
[0106]此处，A1表示在分类之前的Dl粒径，B1表示在分类之前的D99粒径，A2在分类之后的Dl粒径且B2表示在分类之后的D99粒径。
[0107]当离心之后的移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒的粒径比率小于0.3时，诸如块状颗粒及聚结颗粒的残留物通过离心经不充分移除，且因此抛光之后的刮痕发生率增加。当粒径比率大于1.0时，离心之后的磨料颗粒的含量与离心之前的磨料颗粒的含量相比显著减少，使得良率大大降低。
[0108]移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的固体含量的降低率根据方程式2可小于30%，优选地小于20%。
[0109][方程式2]
[0110]C2/C1X10
[0111]此处，&表示在分类之前的研磨液组合物的固体含量，且&为在分类之后的研磨液组合物的固体含量。
[0112]当移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的固体含量的降低率为20%或更大时，不仅移除诸如块状颗粒及聚结颗粒的异常颗粒而且移除正常颗粒。此外，当与具有小于20%的固体含量的降低率的研磨液组合物相比时(当与具有相同二次粒径的研磨液组合物比较时)，展现块状颗粒及聚结颗粒的高比率。
[0113]基于移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的2.0wt %的固体含量，具有
1.99μπι或更大的直径的累积数目个磨料颗粒可为2.0E X 103/ml或更少个，具有1.0Oym或更大的直径的累积数目个磨料颗粒可为3.0E X 105/ml或更少个，且具有0.70μπι或更大的直径的累积数目个磨料颗粒可为3.0E X 108/ml或更少个。
[0114]本发明的研磨液组合物可减少刮痕及剩余颗粒且维持高抛光速率，该刮痕及剩余颗粒被公认为因块状颗粒及聚结颗粒而使良率降低的主要因素。此外，研磨液组合物可应用于用于超大规模整合的半导体程序所需的各种图案且在针对应用的抛光速率、抛光选择比率、表示抛光均匀性的晶圆内非均匀性(WIWNU)及微痕小型化方面达成优良结果。
[0115]虽然已参考附图展示并阐述本发明的几项示例性实施例，但本发明并不限于所阐述的示例性实施例。替代地，本领域技术人员将明了，可自前述说明做出各种修改及变化。因此，本发明的范畴并不由前述实施例限制而由随附申请专利范围及其等等效形式定义。
【主权项】
1.一种制备研磨液组合物的方法，所述方法包括: 通过混合二氧化铈磨料颗粒、分散剂及水制备原料研磨液组合物； 将所述原料研磨液组合物中的所述等二氧化铈磨料颗粒粉末化； 通过将含有所述等经粉末化二氧化铈磨料颗粒的所述原料研磨液组合物推送至包括水平圆柱形旋转主体的分离装置中且使所述原料研磨液组合物离心而自所述原料研磨液组合物移除块状颗粒及聚结颗粒;及 获得移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以2公升/分钟(L/min)至10公升/分钟推送所述原料研磨液组合物。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过使所述原料研磨液组合物离心而移除所述块状颗粒及聚结颗粒以500G至3,000G的离心力执行离心。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述块状颗粒及聚结颗粒紧密地附着至所述水平圆柱形旋转主体的旋转表面以自所述水平圆柱形旋转主体的封闭端移动至所述水平圆柱形旋转主体的敞开端，且经陷获于块状颗粒及聚结颗粒止挡器中以自所述原料研磨液组合物移除。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料研磨液组合物中的所述磨料颗粒具有80纳米至330纳米的一个二次粒径，且所述移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的所述等磨料颗粒具有50nm至280nm的一个二次粒径。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料研磨液组合物中的固体含量为1界1:%至2(^1:%。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的所述磨料颗粒的粒径比率根据方程式I为0.3至1.0: [方程式I](B2_A2)/(B1-Ai)， 其中，Ai表示在分类之前的Dl粒径， B1表示在分类之前的D99粒径， A2表示在分类之后的Dl粒径，且 B2表示在分类之后的D99粒径。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的固体含量的降低率根据方程式2小于30%: [方程式2] C2/C1X10， 其中，C1表示在分类之前的所述研磨液组合物的所述固体含量，且 C2表示在分类之后的所述研磨液组合物的所述固体含量。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其进一步包括使所述移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物经受具有0.1微米至0.2微米孔隙的过滤器。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离装置包括:所述水平圆柱形旋转主体;及原料研磨液组合物引入单元，其形成于所述水平圆柱形旋转主体的中心轴上，所述水平圆柱形旋转主体包括敞开端及封闭端，所述敞开端包括具有梯级的块状颗粒及聚结颗粒止挡器，且所述原料研磨液组合物引入单元的原料研磨液组合物进口形成于所述水平圆柱形旋转主体的所述封闭端周围。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述水平圆柱形旋转主体的旋转表面包括不平整部分。12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述分离装置进一步包括外部壳，所述外部壳包括所述水平圆柱形旋转主体，且所述外部壳与所述水平圆柱形旋转主体共享所述中心轴的水平圆柱形壳且包括在所述水平圆柱形旋转主体的底部侧处的出口。13.—种移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物，其通过如权利要求1至12中任一项所述的方法制备。14.如权利要求13所述的研磨液组合物，其特征在于，所述移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒具有50nm至280nm的一个二次粒径。15.如权利要求13所述的研磨液组合物，其特征在于，所述移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的磨料颗粒的粒径比率根据方程式I为0.3至1.0: [方程式I](B2_A2)/(B1-Ai)， 其中，Ai表示在分类之前的Dl粒径， B1表示在分类之前的D99粒径， A2表示在分类之后的Dl粒径，且 B2表示在分类之后的D99粒径。16.如权利要求13所述的研磨液组合物，其特征在于，所述移除块状颗粒及聚结颗粒的研磨液组合物中的固体含量的降低率根据方程式2小于30%: [方程式2] C2/C1X10， 其中，C1表示在分类之前的所述研磨液组合物的所述固体含量，且 C2表示在分类之后的所述研磨液组合物的所述固体含量。
【文档编号】H01L21/304GK105980509SQ201580008046
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年1月23日
【发明人】权璋国, 全燦云, 郑记和, 金廷润, 崔洛炫, 李性表, 崔辅爀
【申请人】凯斯科技股份有限公司