CN107109135A - 用于抛光铜线的cmp浆料组合物及使用其的抛光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于抛光铜线的CMP浆料组合物，CMP浆料组合物包含胶态二氧化硅、氧化剂、络合剂、腐蚀抑制剂、pH调节剂、以及超纯水。胶态二氧化硅具有72.9至88.5m2/g的比表面积(BET)，并且CMP浆料组合物中包括0.1至2wt％的胶态二氧化硅。CMP浆料组合物具有优异的铜线抛光速率，具有少量的缺陷，并且最小化抛光之后的刮痕，并且可以最小化凹陷。

Description

用于抛光铜线的CMP浆料组合物及使用其的抛光方法
技术领域
本发明涉及一种用于抛光铜互连线(copper interconnect，铜互连，铜布线，铜配线)的CMP浆料组合物及使用其的抛光方法。
背景技术
在半导体制作中，CMP过程是指通过下述使半导体晶片的表面平坦化的过程：将包含抛光剂的浆料施加至其，之后在抛光垫接触晶片表面的条件下执行其中旋转和线性运动合并的轨道运动。
用于CMP过程的浆料成分主要划分成执行物理作用的抛光颗粒和执行化学作用的诸如蚀刻剂的化合物。因此，CMP浆料通过物理作用和化学作用选择性蚀刻晶片表面的暴露部分，由此允许实现最佳和宽泛的平坦化。
通常，在半导体工艺中，CMP工艺广泛用作形成金属互连线及高度集成电路的插头或过孔的工艺。在该工艺中，首先，诸如SOG、BPSG、O3-TEOS、USG、P-TEOS、FOX等低介电膜沉积在晶片或金属层上，并且沟槽(trench)通过光刻和干蚀刻形成在低介电膜中。接着，为了改善金属层与低介电膜之间的粘附，使用钛、氮化钛、钽、氮化钽等沉积阻挡层。接着，通过填充用于金属互连线或与其插头的图案，在其上沉积诸如钨、铝、铜等导电材料。最后，通过使用用于金属抛光的浆料的CMP过程从低介电膜中完全移除金属层，由此形成金属互连线、插头、过孔等。
因为铜在高度集成效率等方面具有各种优点，所以铜通常用作半导体晶片上的金属材料并且通过CMP过程形成由为Cu+和Cu2+的氧化物的CuO、CuO2、Cu(OH)2等构成的多孔氧化物层。然而，尽管良好的抛光速率(polishing rate)，因为铜比诸如四乙氧基硅烷(TEOS)的硅材料或诸如钨的其他材料更脆弱(vulnerable)，所以铜很可能遭受刮痕，并且具体地，由于诸如抛光浆料的组分、抛光过程期间产生的氧化物等外来物质通过多孔膜的孔渗透到铜氧化物层中的现象，在抛光过程之后的光刻时产生问题。
为了解决这类问题，通常将一种或多种络合剂(complexing agent，配位剂)或者螯合剂添加到用于抛光铜互连线的CMP浆料中，以允许铜氧化物层中的Cu+和Cu2+离子发生螯合或络合，使得通过除去由于膜的多孔性的孔可以增强铜氧化物层，由此在CMP过程中防止因外来物质的渗透导致的问题。这类添加剂的实例包括诸如三唑、苯并三唑等的咪唑化合物、以及包含羧基基团的化合物。
然而，CMP过程中的抛光速率由于铜氧化物层的增强而劣化，因此，由于抛光时间增加而产生的过度抛光，存在诸如腐蚀、凹陷(dishing)等问题。这引起由于半导体制作时的产量和生产率劣化导致的制作成本增加。
发明内容
技术问题
本发明的一方面是提供相对于铜互连线具有高抛光速率的CMP浆料组合物。
本发明的另一方面是提供能够提供较少抛光缺陷并且最小化刮痕的CMP浆料组合物。
本发明的进一步方面提供最小化凹陷的CMP浆料组合物。
技术方案
根据本发明的一方面，用于抛光铜互连线的CMP浆料组合物包括胶态二氧化硅(colloidal silica，胶体二氧化硅)、氧化剂、络合剂、腐蚀抑制剂、pH调节剂、以及超纯水，其中，胶态二氧化硅具有72.9m2/g至88.5m2/g的比表面积(BET)并且以按重量计0.1％(wt％)至2wt％的量存在。
CPM浆料组合物可包括0.1wt％至2wt％的胶态二氧化硅、0.1wt％至30wt％的氧化剂、0.01wt％至5wt％的络合剂、0.005wt％至5wt％的腐蚀抑制剂、0.001wt％至5wt％的pH调节剂、以及余量的超纯水。
胶态二氧化硅可包括具有81.2m2/g至83.2m2/g的比表面积的第一胶态二氧化硅和具有78.9m2/g至80.9m2/g的比表面积的第二胶态二氧化硅中的至少一种。
第一胶态二氧化硅和第二胶态二氧化硅可包括球型(spherical type)胶态二氧化硅和蚕型(cocoon type)胶态二氧化硅中的至少一种。
第一胶态二氧化硅可以是球型胶态二氧化硅，并且第二胶态二氧化硅可以是蚕型胶态二氧化硅。
第一胶态二氧化硅和第二胶态二氧化硅可以1:0.42至1:2.34的重量比存在。
球型胶态二氧化硅可具有25nm至35nm的平均粒径(D50)。
蚕型胶态二氧化硅可具有50nm至55nm的大直径和25nm至30nm的小直径。
氧化剂可包括选自于由无机和有机过化合物(per-compound，过氧化合物)、溴酸、溴酸盐、硝酸、硝酸盐、氯酸、氯酸盐、铬酸、铬酸盐、碘酸、碘酸盐、铁、铁盐、铜、铜盐、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物、铁氰化钾、以及重铬酸钾组成的组中的至少一种。
络合剂可包括选自于由羰基化合物、羰基化合物的盐、羧酸化合物、羧酸化合物的盐、醇、以及含胺化合物组成的组中的至少一种。
腐蚀抑制剂可包括由选自于由苯并三唑、甲基苯并三唑、1,2,3-三唑、三唑衍生物、苯并三唑衍生物、以及甲基苯并三唑衍生物组成的组中的至少一种。
CMP浆料组合物可以具有6至8的pH。
根据本发明的另一方面，抛光方法包括使用以上阐述的CMP浆料组合物抛光铜互连线。
有益效果
根据本发明，CMP浆料组合物相对于铜互连线可以具有高抛光速率，提供更少的抛光缺陷，并且最小化刮痕和凹陷。
最佳模式
本发明涉及一种用于抛光铜互连线的CMP浆料组合物，包括超纯水、(A)胶态二氧化硅、(B)氧化剂、(C)络合剂、(D)腐蚀抑制剂、以及(E)pH调节剂。
在下文中，将对CMP浆料组合物的各种组分进行详细描述。
(A)胶态二氧化硅
根据本发明的CMP浆料组合物可包括具有某比表面积的胶态二氧化硅。
在一种实施方式中，胶态二氧化硅具有72.9m2/g至88.5m2/g的比表面积(BET)，优选地，72.9m2/g至86.5m2/g。在该范围内，CMP浆料组合物可以具有相对于铜互连线的高抛光速率，提供更少的抛光缺陷，并且最小化刮痕和凹陷。在一种实施方式中，胶态二氧化硅可包括具有81.2m2/g至83.2m2/g的比表面积的第一胶态二氧化硅和具有78.9m2/g至80.9m2/g的比表面积的第二胶态二氧化硅中的至少一种。
在一种实施方式中，第一胶态二氧化硅和第二胶态二氧化硅可包括球型胶态二氧化硅和蚕型胶态二氧化硅中的至少一种。优选地，第一胶态二氧化硅是球型胶态二氧化硅并且第二胶态二氧化硅是蚕型胶态二氧化硅。因此，当球型的第一胶态二氧化硅与蚕型的第二胶态二氧化硅混合时，CMP浆料组合物能够明显减少刮痕并且在抛光速率和凹陷方面具有优异的性质。
在一种实施方式中，第一胶态二氧化硅和第二胶态二氧化硅可以1:0.42至1:2.34的重量比存在。在该范围内，CMP浆料组合物能够在实现相对良好的抛光速率的同时减少刮痕和凹陷。
在一种实施方式中，球型胶态二氧化硅具有25nm至35nm的平均粒径(D50)，优选具有30nm至35nm的平均粒径(D50)。在该范围内，CMP浆料组合物能够在有效抑制刮痕和凹陷的同时实现相对良好的抛光速率。在一种实施方式中，蚕型胶态二氧化硅可具有50nm至55nm的大直径和25nm至30nm的小直径。在该范围内，CMP浆料组合物能够在有效抑制刮痕和凹陷的同时实现相对良好的抛光速率。
在一种实施方式中，胶态二氧化硅可以是高纯度胶态二氧化硅。高纯度胶态二氧化硅在储存稳定性和刮痕方面具有优异的性质。胶态二氧化硅可包括20ppm或更少的金属杂质。
在CMP浆料组合物中，胶态二氧化硅可以0.1wt％至2wt％的量存在，优选地，0.1wt％至1wt％。如果胶态二氧化硅的量不在该范围内，CMP浆料组合物可遭受抛光速率降低并且储存稳定性劣化。
(B)氧化剂
氧化剂可以是本领域已知的适当氧化剂。氧化剂可包括选自于由无机和有机过化合物、溴酸及其盐、硝酸及其盐、氯酸及其盐、铬酸及其盐、碘酸及其盐、铁及其盐、铜及其盐、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物、铁氰化钾、以及重铬酸钾组成的组中的至少一种。
过化合物(如Hawley的简明化学词典(Hawley's Condensed ChemicalDictionary)中定义的)是包括一个或多个过氧基团(--O--O--)或者包括处于最高氧化态的元素的化合物。包括一个或多个过氧基团的化合物的实例可包括过氧化氢、诸如脲过氧化氢和过碳酸盐的过氧化氢加合物、诸如过氧化苯甲酰、过乙酸、以及二叔丁基过氧化物的有机过氧化物、过氧化单硫酸及其盐(SO52-)、过氧化二硫酸及其盐(S2O82-)、以及过氧化钠，但并不局限于此。包括处于最高氧化态的元素的化合物的实例可包括过碘酸及其盐、过溴酸及其盐、过氯酸及其盐、过硼酸及其盐、以及过锰酸及其盐，但并不局限于此。优选地，氧化剂包括过氧化氢、过氧化二硫酸及其盐、以及碘酸及其盐。
在CMP浆料组合物中，氧化剂可以0.1wt％至30wt％的量存在，优选地，0.1wt％至20wt％，更优选地，0.5wt％至15wt％。
在抛光之前，氧化剂可以与不包括氧化剂的CMP浆料前体组合物立即混合。
(C)络合剂
可选地，浆料组合物可进一步包括螯合剂或络合剂。络合剂可以是改善基质层的移除率(removal rate)的任何化学添加剂。
络合剂可包括选自于由羰基化合物及其盐、羧酸化合物及其盐、醇、以及含胺化合物组成的组中的至少一种。
具体地，络合剂包括羰基化合物(例如，乙酰丙酮化物等)、简单的羧酸及其盐(例如，乙酸及其盐、芳基羧酸及其盐等)、包括一个或多个羟基基团的羧酸及其盐(例如，乙醇酸及其盐、乳酸及其盐、葡糖酸及其盐、五倍子酸及其盐等)、二-、三-、以及聚-羧酸及其盐(例如，草酸及其盐、酞酸及其盐、柠檬酸及其盐、琥珀酸及其盐、酒石酸及其盐、苹果酸及其盐、EDTA及其盐(例如，EDTA二钾)、其混合物等)、包括一种或多种磺酸和/或膦酸基团的羧酸及其盐等。适合的螯合剂或络合剂可包括例如二元-、三元-、以及多元-醇(例如乙二醇、邻苯二酚、连苯三酚、丹宁酸等)、以及含胺化合物(例如，氨，诸如甘氨酸等的氨基酸、氨基醇、二胺、三胺、以及聚胺等)。根据移除的基质层的类型确定螯合剂或络合剂。
以上阐述的化合物可以盐(例如，金属盐、铵盐)、酸、或部分盐的形式存在。例如，柠檬酸及其盐包括柠檬酸、以及其单盐、二盐、以及三盐；酞酸及其盐包括酞酸、其单盐(例如，苯二甲酸氢钾)、以及其二盐；并且过氯酸及其盐包括对应的酸(即，过氯酸)及其盐。此外，某化合物或反应物能够提供一种或多种功能。例如，某些化合物能够用作螯合剂和氧化剂(例如，硝酸铁等)。
在CMP浆料组合物中，络合剂可以0.01wt％至5wt％的量存在，优选地，0.05wt％至2wt％，更优选地，0.1wt％至1wt％。
(D)腐蚀抑制剂
腐蚀抑制剂是延缓氧化剂的化学反应的物质并且用作抛光调节剂，抛光调节剂通过下述使得能够抛光：抑制其中不发生物理抛光的低阶梯高度区域(low step heightarea)的腐蚀，并且同时由于抛光剂的物理作用致使允许除去其中发生抛光的高阶梯高度区域。含氮化合物主要用作腐蚀抑制剂并且可包括例如氨、烷基胺、氨基酸、亚胺、氮杂茂等。这些腐蚀抑制剂可单独或组合使用。优选地，腐蚀抑制剂包括含环状氮化合物及其衍生物的化合物，更优选地，包括苯并三唑及其衍生物的化合物，又更优选地，选自于由苯并三唑、甲基苯并三唑、1,2,3-三唑、三唑衍生物、苯并三唑衍生物、以及甲基苯并三唑衍生物组成的组中的至少一种。
在CMP浆料组合物中，就腐蚀抑制效应、适合的抛光速率、以及防止浆料稳定性劣化方面而言，腐蚀抑制剂可以0.005wt％至5wt％的量存在，优选地，0.005wt％至1wt％，更优选地，0.01wt％至0.5wt％。
(E)pH调节剂
可选地，浆料组合物可进一步包括维持组合物的pH在期望范围内的一种或多种组分，诸如，pH调节剂、调整剂、以及缓冲剂。适合的pH调节剂、调整剂、或缓冲剂包括例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸钠、碳酸钾、硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、柠檬酸、磷酸钾、以及其混合物。
在一种实施方式中，根据本发明的CMP浆料组合物可具有6至8的pH。在该范围内，CMP浆料组合物能够防止金属的腐蚀。
在CMP浆料组合物中，pH调节剂可以0.001wt％至5wt％的量存在。
具体实施方式
接着，将对本发明的实施例以及比较例进行详细描述。然而，应当理解的是，仅通过示出性方式提供下列实施例而并不以限制本发明的任何方式进行解释。此外，通过下列实施例提供相变材料发生平坦化时所需的CMP抛光方法。
实施例
实施例1-5及比较例1-4
胶态二氧化硅、苯并三唑衍生物(1,2,3-三唑)、过氧化氢、以及络合剂与去离子水按照表1中列出的量混合。接着，使用氢氧化钾将整体浆料组合物调整至pH为7.0，由此制备CMP浆料组合物。接着，通过下列方法执行抛光评估。
实施例及比较例中使用的各种组分的细节
(A)胶态二氧化硅
(a1)使用球型胶态二氧化硅(PL-3L,Fuso Co.,Ltd.)，具有81.2m2/g至83.2m2/g的平均比表面积及30nm至35nm的直径。
(a2)使用蚕型胶态二氧化硅(PL-3,Fuso Co.,Ltd.)，具有78.9m2/g至80.9m2/g的平均比表面积、50nm至55nm的大直径、以及25nm至30nm的小直径。
(a3)使用蚕型胶态二氧化硅(PL-7,Fuso Co.,Ltd.)，具有35.0m2/g至40.0m2/g的平均比表面积、65nm至75nm的大直径、以及30nm至35nm的小直径。
(B)氧化剂
使用过氧化氢。
(C)络合剂
使用甘氨酸。
(D)腐蚀抑制剂
使用1,2,3-三唑。
(E)pH调节剂
使用氢氧化钾。
(F)超纯水
使用超纯水。
性质评估
平均比表面积：使用比表面积分析器(Tristar,Micromeritics Co.,Ltd.)测量比表面积的平均值。
抛光速率(RR)：在使用电阻计(CMT-2000N,AIT Co.,Ltd.)测量除去的铜的量之后，在下列条件下执行抛光60秒。
ο抛光机(o Polishing machine)：300mm反射(Applied Materials Co.,Ltd.)
ο抛光条件：
-垫类型：CUP4410(DOW Co.,Ltd.)
-压板速度：98rpm
-头速度：87rpm
-压力：2.65psi
-浆料流量：250ml/min
ο抛光对象：铜沉积的12英寸晶片
缺陷：使用表面缺陷分析仪(LS-6800,Hitachi Co.,Ltd.)(Cu包层晶片)执行测量。
凹陷：使用表面粗糙化分析仪(XE-300,Park sys Co.,Ltd.)(100μm宽的Cu线)执行测量。
[表1]
(单位：wt％)
应当确认，根据本发明的包括胶态二氧化硅的实施例1至5的CMP浆料组合物具有优异的抛光速率并且提供较少的抛光缺陷和低凹陷。
相反，应当确认，比较例1至4中的CMP浆料组合物提供大量的抛光缺陷和高凹陷。
应当理解的是，在不背离本发明的实质和范围的情况下，本领域技术人员可以做出各种改造、更改、替换、以及等同实施方式。

Claims (13)

1.一种用于抛光铜互连线的CMP浆料组合物，包含：胶态二氧化硅、氧化剂、络合剂、腐蚀抑制剂、pH调节剂、以及超纯水；
其中，所述胶态二氧化硅具有72.9m2/g至88.5m2/g的比表面积(BET)并且以0.1wt％至2wt％的量存在。
2.根据权利要求1所述的CMP浆料组合物，包含：
0.1wt％至2wt％的所述胶态二氧化硅；
0.1wt％至30wt％的所述氧化剂；
0.01wt％至5wt％的所述络合剂；
0.005wt％至5wt％的所述腐蚀抑制剂；
0.001wt％至5wt％的所述pH调节剂；以及
余量的所述超纯水。
3.根据权利要求1所述的CMP浆料组合物，其中，所述胶态二氧化硅包括具有81.2m2/g至83.2m2/g的比表面积的第一胶态二氧化硅和具有78.9m2/g至80.9m2/g的比表面积的第二胶态二氧化硅中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的CMP浆料组合物，其中，所述第一胶态二氧化硅和所述第二胶态二氧化硅包括球型胶态二氧化硅和蚕型胶态二氧化硅中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的CMP浆料组合物，其中，所述第一胶态二氧化硅是球型胶态二氧化硅并且所述第二胶态二氧化硅是蚕型胶态二氧化硅。
6.根据权利要求3所述的CMP浆料组合物，其中，所述第一胶态二氧化硅和所述第二胶态二氧化硅以1:0.42至1:2.34的重量比存在。
7.根据权利要求4所述的CMP浆料组合物，其中，所述球型胶态二氧化硅具有30nm至35nm的平均粒径(D50)。
8.根据权利要求4所述的CMP浆料组合物，其中，所述蚕型胶态二氧化硅具有50nm至55nm的大直径和25nm至30nm的小直径。
9.根据权利要求1所述的CMP浆料组合物，其中，所述氧化剂包括选自由以下组成的组中的至少一种：无机和有机过化合物、溴酸、溴酸盐、硝酸、硝酸盐、氯酸、氯酸盐、铬酸、铬酸盐、碘酸、碘酸盐、铁、铁盐、铜、铜盐、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物、铁氰化钾、以及重铬酸钾。
10.根据权利要求1所述的CMP浆料组合物，其中，所述络合剂包括选自由羰基化合物、羰基化合物的盐、羧酸化合物、羧酸化合物的盐、醇、以及含胺化合物组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的CMP浆料组合物，其中，所述腐蚀抑制剂包括选自由苯并三唑、甲基苯并三唑、1,2,3-三唑、三唑衍生物、苯并三唑衍生物、以及甲基苯并三唑衍生物组成的组中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的CMP浆料组合物，其中，所述CMP浆料组合物具有6至8的pH。
13.一种抛光方法，包括：使用根据权利要求1至12中任一项所述的CMP浆料组合物抛光铜互连线。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111655809A (zh) * 2017-11-20 2020-09-11 嘉柏微电子材料股份公司 展现出减少的表面刮痕的用于抛光存储器硬盘的组合物及方法
CN113150741A (zh) * 2021-01-29 2021-07-23 芯璨半导体科技(山东)有限公司 适用于高硬质单晶芯片的化学机械研磨浆料
CN116144323A (zh) * 2022-12-15 2023-05-23 上海应用技术大学 具有介孔核壳结构的铜cmp用复合微球及其制备方法、化学机械抛光液及其应用

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200277514A1 (en) 2019-02-28 2020-09-03 Versum Materials Us, Llc Chemical Mechanical Polishing For Copper And Through Silicon Via Applications
CN111826089B (zh) * 2020-07-28 2021-09-28 河北工业大学 Glsi多层布线高价金属在cmp中的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080311750A1 (en) * 2007-04-23 2008-12-18 Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. Polishing composition for semiconductor wafer and polishing method
KR20120117513A (ko) * 2011-04-15 2012-10-24 주식회사 케이씨텍 구리 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물
WO2015012118A1 (ja) * 2013-07-24 2015-01-29 株式会社トクヤマ Ｃｍｐ用シリカ、水性分散液およびｃｍｐ用シリカの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000160139A (ja) 1998-12-01 2000-06-13 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
US20060124593A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Planar Solutions, Llc Colloidal silica based chemical mechanical polishing slurry
KR100954941B1 (ko) * 2006-12-29 2010-04-27 주식회사 엘지화학 금속 배선 형성용 ｃｍｐ 슬러리 조성물
JP2008235481A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Nippon Chem Ind Co Ltd 半導体ウエハ研磨用組成物、その製造方法、及び研磨加工方法
KR101263626B1 (ko) * 2008-04-16 2013-05-10 히타치가세이가부시끼가이샤 Ｃｍｐ용 연마액 및 연마방법
JP6506913B2 (ja) * 2014-03-31 2019-04-24 ニッタ・ハース株式会社 研磨用組成物及び研磨方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080311750A1 (en) * 2007-04-23 2008-12-18 Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. Polishing composition for semiconductor wafer and polishing method
TW200904956A (en) * 2007-04-23 2009-02-01 Nippon Chemical Ind Polishing composition for semiconductor wafer and polishing method
KR20120117513A (ko) * 2011-04-15 2012-10-24 주식회사 케이씨텍 구리 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물
WO2015012118A1 (ja) * 2013-07-24 2015-01-29 株式会社トクヤマ Ｃｍｐ用シリカ、水性分散液およびｃｍｐ用シリカの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111655809A (zh) * 2017-11-20 2020-09-11 嘉柏微电子材料股份公司 展现出减少的表面刮痕的用于抛光存储器硬盘的组合物及方法
CN113150741A (zh) * 2021-01-29 2021-07-23 芯璨半导体科技(山东)有限公司 适用于高硬质单晶芯片的化学机械研磨浆料
CN116144323A (zh) * 2022-12-15 2023-05-23 上海应用技术大学 具有介孔核壳结构的铜cmp用复合微球及其制备方法、化学机械抛光液及其应用

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