到4小时）。通过如上执行热 处理，制备了母粒混合物溶液，其中未在母粒的表面上引入突起部。
[0071] 此后，将铈土颗粒混合物溶液冷却到60 °C或60 °C以下的温度（例如，20 °C到 40°C)，且将铈土颗粒混合物溶液和氨水放置在反应容器中，按照10 : 1到2 : 1的混合 比率混合（例如，8千克到100千克的铈土颗粒混合物溶液与10千克到4千克的氨水），且 在惰性气氛中搅拌持续数分钟到数十分钟。接着，将混合了 1千克到4千克的铈（III)盐、 1千克到4千克的铈（IV)盐、1千克到9千克的去离子水和0. 1千克到5千克的硝酸的二 次铈混合物溶液添加到添加了氨水的铈混合物溶液，搅拌且加热到l〇〇°C或100°C以下（例 如，70°C到90°C )以执行热处理持续8小时或8小时以下（例如，1小时到4小时）。通过 如上完成热处理，制备了颗粒混合物溶液，其中具有突起形状的初期辅粒形成在母粒的表 面上。
[0072] 此后，将形成了初期辅粒的铈土颗粒混合物溶液冷却到60°C或60°C以下的温度 (例如，20°C到40°C)，且将铈土颗粒混合物溶液和氨水放置在反应容器中，按照10 : 1到 2 : 1的混合比率混合（例如，8千克到100千克的铈土颗粒混合物溶液与10千克到4千 克的氨水），且在惰性气氛中搅拌持续数分钟到数十分钟。接着，将混合了 1千克到4千克 的铈（III)盐、1千克到4千克的铈（IV)盐、1千克到9千克的去离子水和0. 1千克到5千 克的硝酸的三次铈混合物溶液添加到添加了氨水的铈混合物溶液，搅拌且加热到100 °C或 100°C以下（例如，70°C到90°C )以执行热处理持续8小时或8小时以下（例如，1小时到 4小时）。通过如上完成热处理，制备了颗粒混合物溶液，其中具有突起形状的二次辅粒形 成在母粒的表面上。
[0073] 将二次辅粒形成在母粒的表面上的颗粒混合物溶液冷却到室温以将混合物溶液 的PH值调节到4或4以下的酸性pH值，从而完成反应。将完成反应的混合物溶液保留在室 温以沉积表面上具有突起部的铈土颗粒，接着重复沉积和使用去离子水进行的清洗数次， 且接着执行混合物溶液的离心过滤以最终获得颗粒。
[0074] 实例与比较例之间的比较
[0075] 将去离子水添加到含有根据比较例的具有多面体结构的尖锐晶面的铈土磨料颗 粒的铈土悬浮液以稀释铈土悬浮液，且添加硝酸（HNO 3)或氨水（NH4OH)以将铈土悬浮液的 PH值调节到4、5和6。充分搅拌这些所得溶液以制备根据比较例的抛光浆料。
[0076] 且，将去离子水添加到含有根据发明实例的具有形成在母粒的表面上的多个辅 粒的铺土磨料颗粒的铺土悬浮液以稀释铺土悬浮液，且添加 Darvan C-N且接着添加硝酸 (HNO3)或氨水（NH4OH)以将铈土悬浮液的pH值调节到4、5和6。充分搅拌这些所得溶液且 接着进行超声处理（ultrasonicate)以制备根据发明实例的抛光衆料。
[0077] 接着，通过使用根据比较例的抛光浆料和抛光浆料来进行抛光工艺。将 P0LI-300(G&P)用作为抛光设备，且将IC 1000/Suba IV CMP垫（陶氏化学（Dow chemical))用作为抛光垫。且，将抛光垫的下降压力设置为6镑/平方英寸，且将工作台 (table)和心轴（spindle)的旋转速度全部设置为70转/分。在这些条件下，以100毫升 /分的流率供应根据比较例和实例的抛光浆料以对形成在75纳米厚的多晶硅层上的250纳 米厚的PETEOS层进行抛光持续60秒。根据比较例和实例的抛光结果展示在表1中。且， 根据比较例和实例的磨料颗粒的形状展示在图14(a)?（c)的照片中。
[0078] 表 1
[0079]
【主权项】
1. 一种磨料颗粒，包括： 母粒，具有多面晶面；以及 多个辅粒，其形成在所述母粒的表面上且向外生长并突起。
2. 根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述多个辅粒分别从所述母粒的边缘部分生 长及形成。
3. 根据权利要求1或2所述的磨料颗粒，其中所述多个辅粒经形成以便覆盖位于所述 多面晶面中的至少三个晶面汇合的边缘部分中心上的晶面中的每个的部分。
4. 根据权利要求3所述的磨料颗粒，其中相互邻近的所述多个辅粒相互间隔开或相互 接触。
5. 根据权利要求4所述的磨料颗粒，其中相互接触的所述多个辅粒具有范围为其最大 高度的O%到70%的重叠高度。
6. 根据权利要求1或2所述的磨料颗粒，其中所述母粒和所述多个辅粒中的每个包括 铺土颗粒。
7. 根据权利要求1或2所述的磨料颗粒，其中所述辅粒和所述母粒按照100 : 1到 5 : 1的尺寸比形成。
8. 根据权利要求7所述的磨料颗粒，具有范围为6纳米到350纳米的平均颗粒直径。
9. 根据权利要求8所述的磨料颗粒，其中所述母粒具有范围为5纳米到300纳米的平 均颗粒直径。
10. 根据权利要求9所述的磨料颗粒，其中所述辅粒具有范围为1纳米到50纳米的平 均颗粒直径。
11. 一种浆料，用于对目标工件进行抛光，包括： 磨料颗粒，执行抛光且具有从其表面向外突起的多个突起部；以及 分散剂，含有去离子水，其中所述磨料颗粒分散在所述去离子水中。
12. 根据权利要求11所述的浆料，其中所述磨料颗粒包括多面晶面，且所述多个突起 部是从所述多面晶面中的至少两个汇合的边缘形成并生长。
13. 根据权利要求12所述的浆料，其中所述突起部和所述多面晶面按照100 : 1到 5 : 1的尺寸比形成。
14. 根据权利要求13所述的浆料，其中以固体含量计，所含有的所述磨料颗粒的量的 范围为0. 1重量％到5重量％。
15. 根据权利要求11所述的浆料，还包括使抛光加速的抛光加速剂， 其中所述抛光加速剂包括阴离子低分子量聚合物、阴离子高分子量聚合物、羟基酸和 胺基酸，其将所述磨料颗粒的表面电位转化为负电位。
16. 根据权利要求15所述的浆料，其中以1重量％的所述磨料颗粒计，所含有的所述抛 光加速剂的量为0.01重量％到〇. 1重量％。
17. 根据权利要求16所述的浆料，其中所述阴离子低分子量聚合物以及所述阴离子高 分子量聚合物包括草酸、柠檬酸、聚磺酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、其共聚物酸或其盐中的 至少一种，所述羟基酸包括羟基苯甲酸、抗坏血酸或其盐中的至少一种，且所述胺基酸包括 吡啶甲酸、麸胺酸、色胺酸、胺基丁酸或其盐中的至少一种。
18. 根据权利要求11或15所述的浆料，还包括调节所述浆料的pH值的pH值调节剂， 其中所述浆料具有由所述pH值调节剂维持在4到9的范围中的pH值。
19. 一种半导体装置的制造方法，包括： 在衬底上形成通道绝缘层和导电层； 将所述导电层、所述通道绝缘层和所述衬底的预定区域蚀刻到预定深度以形成沟槽； 形成绝缘层以使得所述渠沟得以填充；以及 对所述绝缘层进行抛光，以使得所述导电层暴露， 其中所述抛光是使用抛光浆料来进行的，所述抛光浆料含有磨料颗粒，所述磨料颗粒 包括母粒以及形成在所述母粒的表面上的多个辅粒。
20. 根据权利要求19所述的半导体装置的制造方法，其中所述导电层包括多晶硅层， 且所述绝缘层包括基于氧化物的材料。
【专利摘要】本发明提供包含形成在母粒的表面上的辅粒的磨料颗粒、通过混合所述磨料颗粒与抛光加速剂和pH值调节剂而制备的抛光浆料和制造半导体装置的方法，其中绝缘层是在将导电层用作为抛光中止层的同时由所述抛光浆料来抛光的。本发明提供能够将抛光的目标层的抛光比提高且将微刮痕减到最少的磨料颗粒和抛光浆料。
【IPC分类】H01L21-768, C09G1-02, C09K3-14, H01L21-3105
【公开号】CN104559925
【申请号】CN201410462622
【发明人】郑胜元
【申请人】中小企业银行
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年9月12日
【公告号】US20150072522