CN108473850A - 低k基板的抛光方法 - Google Patents

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S.帕利卡拉库蒂亚托尔
贾仁合
陈昆民
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Abstract

公开了化学机械抛光基板的方法。该方法包含以下步骤、由以下步骤组成、或基本上由以下步骤组成：(a)使含有包括少于约80重量％碳的低k介电组合物的基板与抛光垫以及包含水及具有正表面电荷的研磨剂颗粒的化学机械抛光组合物接触，其中该抛光组合物的pH为约3至约6；(b)使该抛光垫及该化学机械抛光组合物相对于该基板移动；及(c)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。在一些实施方式中，该低k介电组合物为掺碳的硅氧化物。

Description

低k基板的抛光方法
背景技术
在本领域中已熟知用于平坦化或抛光基板表面的组合物及方法。抛光组合物(亦称为抛光浆料)典型地在液体载剂中含有研磨剂材料且藉由经充满该抛光组合物的抛光垫接触表面来施加至表面。典型的研磨剂材料包括硅二氧化物、铈氧化物、铝氧化物、锆氧化物及锡氧化物。抛光组合物通常与抛光垫(例如抛光布或抛光盘)结合使用。代替悬浮于抛光组合物中，或者，除了悬浮于抛光组合物中以外，研磨剂材料还可结合到抛光垫中。
作为用于隔离半导体器件的元件的方法，许多注意力针对浅沟槽隔离(STI)方法，其中，在硅基板上形成硅氮化物层，经由蚀刻或光刻形成浅沟槽，且沉积介电层(例如氧化物)以填充沟槽。由于以此方式形成的沟槽或线路的深度变化，通常必需在基板的顶部上沉积过量的介电材料以确保所有沟槽均完全填充。过量介电材料随后通常藉由化学-机械平坦化制程移除以暴露出硅氮化物层。当硅氮化物层暴露时，暴露于化学机械抛光组合物的基板的最大区域包含硅氮化物，其必须然后经抛光以达成高度平坦且均匀的表面。
一般而言，过去的实践已强调对于氧化物抛光优先于硅氮化物抛光的选择性。因此，硅氮化物层在化学-机械平坦化制程期间充当停止层，因为在硅氮化物层暴露时，总抛光速率发生降低。
最近，亦强调针对氧化物抛光优先于多晶硅抛光的选择性。举例而言，声称添加一系列BRIJTM及聚氧化乙烯表面活性剂以及PLURONICTM L-64(HLB为15的环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷三嵌段共聚物)以增加氧化物对多晶硅的抛光选择性(参见Lee等的“Effectsof Nonionic Surfactants on Oxide-to-Polysilicon Selectivity during ChemicalMechanical Polishing”,J.Electrochem.Soc.,149(8):G477-G481(2002))。另外，美国专利6,626,968公开了硅氧化物对多晶硅的抛光选择性可经由使用具有亲水性及疏水性的官能团的聚合物添加剂而得以改善，所述官能团选自聚乙烯甲醚、聚乙二醇、聚氧亚乙基23月桂基醚、聚丙酸、聚丙烯酸及聚醚二醇双(醚)。
STI基板通常使用常规抛光介质及含研磨剂的抛光组合物抛光。但是，经常规抛光介质及含研磨剂的抛光组合物抛光的STI基板已观测到在STI特征中产生基板表面过度抛光或凹部形成、以及其它表面形状缺陷，诸如基板表面上的微小刮擦。该在STI特征中过度抛光及形成凹部的现象称为凹陷。凹陷是不合乎期望的，因为基板特征的凹陷可藉由造成晶体管与晶体管组件彼此隔离的故障，由此导致短路，从而不利地影响器件制造。另外，基板过度抛光亦可导致氧化物损失及使下伏的氧化物暴露于来自抛光或化学活性的损害，这不利地影响器件的品质及效能。
因此，在本领域中仍需要可提供硅氧化物、硅氮化物及多晶硅的所需选择性及具有适合的移除速率、低缺陷度及适合的凹陷效能的抛光组合物及方法。
发明内容
本发明提供一种化学机械抛光基板的方法。该方法包含以下各者、由以下各者组成、或基本上由以下各者组成：(a)使含有包括少于约80重量％碳的低k介电组合物的基板与抛光垫以及包含水及具有正表面电荷的研磨剂颗粒的化学机械抛光组合物接触，其中该抛光组合物的pH为约3至约6；(b)使该抛光垫及该化学机械抛光组合物相对于该基板移动；及(c)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。在一些实施方式中，该低k介电组合物为掺碳的硅氧化物。
附图说明
图1为针对本文中实施例2的抛光组合物以埃计的台阶高度(Y轴)相对于以秒计的总抛光时间(X轴)的曲线图。
图2为针对本文中实施例2的抛光组合物的硅氮化物移除(Y轴)相对于以秒计的总抛光时间(X轴)的曲线图。
图3为说明本文中实施例3的抛光组合物(X轴)的TEOS、SiN及含有50％碳的掺碳的硅氧化物膜的移除速率(Y轴)的柱状图。
具体实施方式
本发明的实施方式提供化学机械抛光基板的方法。该方法包含以下各者、由以下各者组成、或基本上由以下各者组成：(a)使含有包括少于约80重量％碳的低k介电组合物的基板与抛光垫以及包含水及具有正表面电荷的研磨剂颗粒的化学机械抛光组合物接触，其中该抛光组合物的pH为约3至约6；(b)使该抛光垫及该化学机械抛光组合物相对于该基板移动；及(c)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
本发明方法具有使用含有低k介电材料的基板的特定应用。举例而言，在一个方面中，本发明令人惊奇地且出人意料地可利用掺碳的硅氧化物材料，尤其是利用含有少于约80重量％氧(例如少于约70重量％氧、少于约60重量％氧、少于约50重量％氧、少于约40重量％氧、少于约30重量％氧、少于约20重量％氧或少于约10重量％氧)的那些来实现有效的移除速率。在掺碳的硅氧化物材料中的硅的量可为任何适合的量，例如约1重量％至约95重量％，诸如，约10重量％至约50重量％、或约20重量％至约40重量％。在掺碳的硅氧化物材料中的氧的量亦可为任何适合的量，例如约1重量％至约95重量％，诸如约10重量％至约50重量％或约20重量％至约40重量％。这样的掺碳的硅氧化物材料迄今为止难以有效地抛光，因为其是疏水且相对软的材料。这对于使用水性且因此亲水性并同时含有研磨剂颗粒的抛光组合物提出了挑战。
本发明方法令人惊奇地且出人意料地藉由利用展现约3至约6的中等酸性pH的抛光组合物抛光且使用具有正表面电荷的研磨剂颗粒来达成硅氧化物移除。虽然不希望受任何特定理论束缚，本发明人已发现根据优选实施方式，pH在约3至约6范围内的抛光组合物是合乎期望的，因为有利的静电引力增强了膜的移除。
在一些实施方式中，抛光组合物的pH为约3至约5.6，例如约3至约5、约3至约4.5、约3至约4、约3至约3.5、约3.5至约6、约3.5至约5.6、约3.5至约5、约3.5至约4.5、约3.5至约4.5、约3.5至约4、约4至约6、约4至约5.6、约4至约5、约4至约4.5、约4.5至约6、约4.5至约5.6、约4.5至约5或约5至约6。在一些实施方式中，组合物的pH为约5至约5.6。
在各种实施方式中，基板的低k材料相对于硅二氧化物可具有任何适合的介电常数，诸如约3.5或更小(例如约3或更小、约2.5或更小、约2或更小、约1.5或更小或约1或更小)的低介电常数。替代地或另外，低k材料可具有约1或更大(例如约1.5或更大、约2或更大、约2.5或更大、约3或更大或约3.5或更大)的介电常数。因此，低k材料可具有由前述端点中的任两者界定的介电常数。举例而言，低k材料可包含介电常数在约1与约3.5之间(例如在约2与约3之间、在约2与约3.5之间、在约2.5与约3之间、在约2.5与约3.5之间)的材料。
本发明方法可用于抛光用于制造集成电路及其它微型器件的各种半导体晶片。在一个方面中，本发明方法可与硅氮化物层形成于硅基板上的浅沟槽隔离(STI)方法一起使用。例如经由在基板上蚀刻或光刻来形成浅沟槽。如上文所描述的掺碳的硅氧化物材料可用作绝缘体材料以填充沟槽。这样的掺碳的硅氧化物材料为所期望的，因为其对具有电流泄漏或短路的低风险的沟槽具有良好填充能力。这在其中较小特征密集地装填在器件上的先进节点应用中是尤其有利的。
因此，在一些实施方式中，本发明方法尤其适于与先进节点应用(例如28nm或更小、22nm或更小、18nm或更小、16nm或更小、14nm或更小、10nm或更小、8nm或更小等的技术节点)一起使用。应了解，随着节点技术变得愈加先进，在平坦化技术中，没有缺陷度变得愈加重要，这是因为，随着晶片上的特征的相对尺寸变得更小，每条刮痕的效应均变得影响更大。然而，在一些实施方式中，晶片可具有常规的节点组态，例如65nm或或更小、45nm或更小、32nm或更小等的技术节点。
在一些实施方式中，本发明方法合乎期望地能够选择性地抛光且移除硅氧化物，同时，避免或减少下伏的硅氮化物衬垫层的移除(这在本领域中有时称为“在氮化物上停止”)。在一些实施方式中，如以下更详细地论述，本发明方法避免或减少沟槽中的硅氧化物的过度移除(称为“凹陷”)。
抛光组合物包含研磨剂。研磨剂合乎期望地展现在3至6的期望pH范围(或本文所阐述的期望pH亚范围)内的正表面电荷。带正电的颗粒为所期望的，因为其在抛光期间增强朝向负低k材料(例如含碳的硅氧化物膜)的静电引力。举例而言，在一些实施方式中，研磨剂颗粒具有至少约+10mV的动电势。在一些实施方式中，研磨剂颗粒的ζ电势为约+10mV至约+40mV，例如约+10mV至约+30mV、约+10mV至约+20mV、或约+20mV至约+40mV。
在一些实施方式中，研磨剂颗粒包含铈土颗粒、由铈土颗粒组成、或基本上由铈土颗粒组成。如本领域普通技术人员所知，铈土是稀土金属铈的氧化物且亦称为铈的氧化物(ceric oxide)、铈氧化物(cerium oxide)(例如铈(IV)氧化物)或铈二氧化物。铈(IV)氧化物(CeO2)可由煅烧草酸铈或氢氧化铈形成。铈亦形成铈(III)氧化物，例如，Ce2O3。铈土研磨剂可为这些铈土或其它铈土氧化物中的任意一种或多种。
铈土研磨剂可为任何适合的类型。如本文所用，“湿法”铈土是指藉由沉淀、缩合-聚合或类似方法制备的铈土(不同于例如热解或火成铈土)。包含湿法铈土研磨剂的本发明抛光组合物已典型地发现当根据本发明的方法用于抛光基板时呈现较低缺陷。在不希望束缚于特定理论的情况下，相信，湿法铈土包含球形铈土颗粒及/或较小的聚集铈土颗粒，藉此当用于本发明方法中时产生较低的基板缺陷度。说明性的湿法铈土为可购自RhodiaS.A.(La Défense,France)的HC-60TM铈土。
铈土颗粒可具有任何适合的平均尺寸(亦即平均粒径)。若平均铈土粒径太小，则抛光组合物可不呈现足够的移除速率。相比之下，若平均铈土粒径太大，则抛光组合物可呈现不合乎期望的抛光效能，诸如，差的基板缺陷度。因此，铈土颗粒的平均粒径可为约10nm或更大，例如约15nm或更大、约20nm或更大、约25nm或更大、约30nm或更大、约35nm或更大、约40nm或更大、约45nm或更大或约50nm或更大。替代地或另外，铈土的平均粒径可为约1,000nm或更小，例如约750nm或更小、约500nm或更小、约250nm或更小、约150nm或更小、约100nm或更小、约75nm或更小或约50nm或更小。因此，铈土可具有藉由任何两个上述端点界定的平均粒径。举例而言，铈土的平均粒径可为约10nm至约1,000nm、约10nm至约750nm、约15nm至约500nm、约20nm至约250nm、约20nm至约150nm、约25nm至约150nm、约25nm至约100nm或约50nm至约150nm或约50nm至约100nm。对于非球形铈土颗粒，颗粒的尺寸为涵盖颗粒的最小球体的直径。可使用任何适合的技术(例如，使用激光衍射技术)来量测铈土的粒径。适合的粒径量测仪器购自例如Malvern Instruments(Malvern,UK)。
铈土颗粒优选为在本发明的抛光组合物中稳定的胶体。术语胶体是指于液体载剂(例如水)中的铈土颗粒悬浮液。胶体稳定性是指该悬浮液随时间的维持性。在本发明的上下文中，若出现以下情形，则认为研磨剂是胶体稳定的：当研磨剂被置放至100mL刻度量筒中且使其没有搅动地静置2小时的时间，刻度量筒的底部50mL中的颗粒浓度([B]，单位为g/mL)与量筒的顶部50mL中的颗粒浓度([T]，单位为g/mL)之间的差除以研磨剂组合物中的颗粒初始浓度([C]，单位为g/mL)小于或等于0.5(亦即，{[B]-[T]}/[C]≤0.5)。更优选地，[B]-[T]/[C]的值小于或等于0.3，且最优选地小于或等于0.1。
研磨剂以任何适合的量存在。若本发明的抛光组合物包含太少的研磨剂，则组合物可不展现足够移除速率。相比之下，若抛光组合物包含过多研磨剂，则抛光组合物可展现出不合乎期望的抛光效能及/或可不为成本有效的及/或可缺乏稳定性。抛光组合物可包含约2重量％或更少铈土，例如约1.9重量％或更少、约1.8重量％或更少、约1.7重量％或更少、约1.6重量％或更少、约1.5重量％或更少、约1.4重量％或更少、约1.3重量％或更少、约1.2重量％或更少、约1重量％或更少、约0.9重量％或更少、约0.8重量％或更少、约0.7重量％或更少、约0.6重量％或更少铈土，或可包含约0.5重量％或更少研磨剂。替代地或另外，抛光组合物可包含约0.05重量％或更多，例如约0.1重量％或更多、约0.2重量％或更多、约0.3重量％或更多、约0.4重量％或更多、约0.5重量％或更多或约1重量％或更多研磨剂。因此，抛光组合物可按需要包含由前述端点中的任两者界定的量的研磨剂。
举例而言，在一些实施方式中，研磨剂可以抛光组合物的0.05重量％至约2.0重量％的量存在，例如约0.05重量％至约1.8重量％、约0.05重量％至约1.6重量％、约0.05重量％至约1.4重量％、约0.05重量％至约1.2重量％、约0.05重量％至约1重量％、约0.05重量％至约0.8重量％、约0.05重量％至约0.5重量％、约0.05重量％至约0.2重量％、约0.1重量％至约2重量％、约0.1重量％至约1.6重量％、约0.1重量％至约1.2重量％、约0.1重量％至约0.8重量％、约0.3重量％至约2重量％、约0.3重量％至约1.8重量％、约0.3重量％至约1.4重量％、约0.3重量％至约1重量％、约0.5重量％至约2重量％、约0.5重量％至约1.5重量％、约0.5重量％至约1重量％、约1重量％至约2重量％或约1重量％至约1.5重量％。
在一些实施方式中，抛光组合物视情况可进一步包含式(I)的离子型聚合物：
其中X1及X2独立地选自氢、-OH及-COOH，且其中X1及X2中的至少一者为-COOH，Z1及Z2独立地为O或S，R1、R2、R3及R4独立地选自氢、C1-C6烷基及C7-C10芳基，且n为3至约500的整数。
在某些实施方式中，离子型聚合物具有式I，其中X1及X2均为-COOH。在某些实施方式中，离子型聚合物具有式I，其中Z1及Z2均为O，且R1、R2、R3及R4为氢。在某些优选实施方式中，离子型聚合物具有式I，其中X1及X2均为-COOH，Z1及Z2均为O和R1、R2、R3及R4为氢。在一些实施方式中，离子型聚合物为聚乙二醇二酸。
离子型聚合物可具有任何适合的分子量。离子型聚合物的平均分子量可为约250g/mol或更大，例如约300g/mol或更大、约400g/mol或更大、约500g/mol或更大、约600g/mol或更大、约750g/mol或更大、约1,000g/mol或更大、约1,500g/mol或更大、约2,000g/mol或更大、约2,500g/mol或更大、约3,000g/mol或更大、约3,500g/mol或更大、约4,000g/mol或更大、约4,500g/mol或更大、约5,000g/mol或更大、约5,500g/mol或更大、约6,000g/mol或更大、约6,500g/mol或更大、约7,000g/mol或更大或约7,500g/mol或更大。替代地或另外，离子型聚合物的平均分子量可为约15,000g/mol或更小，例如约14,000g/mol或更小、约13,000g/mol或更小、约12,000g/mol或更小、约11,000g/mol或更小、约10,000g/mol或更小、约9,000g/mol或更小、约8,000g/mol或更小、约7,500g/mol或更小、约7,000g/mol或更小、约6,500g/mol或更小、约6,000g/mol或更小、约5,500g/mol或更小、约5,000g/mol或更小、约4,500g/mol或更小、约4,000g/mol或更小、约3,500g/mol或更小、约3,000g/mol或更小、约2,500g/mol或更小或约2,000g/mol或更小。因此，离子型聚合物可具有藉由任何两个上述端点界定的平均分子量。
举例而言，离子型聚合物的平均分子量可为约250g/mol至约15,000g/mol、约250g/mol至约14,000g/mol、约250g/mol至约13,000g/mol、约250g/mol至约12,000g/mol、约250g/mol至约11,000g/mol、约250g/mol至约10,000g/mol、约400g/mol至约10,000g/mol、约400g/mol至约8,000g/mol、约400g/mol至约6,000g/mol、约400g/mol至约4,000g/mol、约400g/mol至约2,000g/mol及其类似范围。在一些实施方式中，离子型聚合物的分子量为约500g/mol至约10,000g/mol，且n是数值为约8或更大(例如约8至约500)的整数。
抛光组合物在使用点处包含任何适合量的离子型聚合物。抛光组合物可包含约0.001重量％或更多，例如约0.005重量％或更多、约0.01重量％或更多、约0.025重量％或更多、约0.05重量％或更多、约0.075重量％或更多或约0.1重量％或更多离子型聚合物。替代地或另外，抛光组合物可包含约1重量％或更少，例如约0.9重量％或更少、约0.8重量％或更少、约0.7重量％或更少、约0.6重量％或更少、约0.5重量％或更少、约0.4重量％或更少或约0.3重量％或更少离子型聚合物。因此，抛光组合物可包含藉由任何两个上述端点界定的量的离子型聚合物。举例而言，抛光组合物可包含约0.001重量％至约1重量％、约0.01重量％至约0.9重量％、约0.025重量％至约0.8重量％、约0.05重量％至约0.7重量％、约0.01重量％至约0.5重量％或约0.1重量％至约0.5重量％离子型聚合物及其类似者。
在一些实施方式中，化学机械抛光组合物视情况包含一种或多种聚乙烯醇。聚乙烯醇可为任何适合的聚乙烯醇且可为线型或支化的聚乙烯醇。适合的支化的聚乙烯醇的非限制性实例为Nichigo G-聚合物，诸如，购自Nippon Gohsei,Japan的OKS-1009及OKS-1083产品。
聚乙烯醇可具有任何适合的水解度。水解度是指如与游离羟基及乙酰化羟基的总和相比，存在于聚乙烯醇上的游离羟基的量。优选地，聚乙烯醇的水解度为约90％或更大，例如，约92％或更大、约94％或更大、约96％或更大、约98％或更大、或约99％或更大。
聚乙烯醇可具有任何适合的分子量。聚乙烯醇的平均分子量可为约250g/mol或更大，例如约300g/mol或更大、约400g/mol或更大、约500g/mol或更大、约600g/mol或更大、约750g/mol或更大、约1,000g/mol或更大、约2,000g/mol或更大、约3,000g/mol或更大、约4,000g/mol或更大、约5,000g/mol或更大、约7,500g/mol或更大、约10,000g/mol或更大、约15,000g/mol或更大、约20,000g/mol或更大、约25,000g/mol或更大、约30,000g/mol或更大、约50,000g/mol或更大或约75,000g/mol或更大。替代地或另外，聚乙烯醇的平均分子量可为约250,000g/mol或更小，例如约200,000g/mol或更小、约180,000g/mol或更小、约150,000g/mol或更小、约100,000g/mol或更小、约90,000g/mol或更小、约85,000g/mol或更小、约80,000g/mol或更小、约75,000g/mol或更小、约50,000g/mol或更小、约45,000g/mol或更小、约40,000g/mol或更小、约35,000g/mol或更小、约30,000g/mol或更小、约25,000g/mol或更小、约20,000g/mol或更小、约15,000g/mol或更小、约12,500g/mol或更小或约10,000g/mol或更小。因此，聚乙烯醇可具有藉由任何两个上述端点界定的平均分子量。举例而言，聚乙烯醇的平均分子量可为约250g/mol至约250,000g/mol、250g/mol至约200,000g/mol、250g/mol至约180,000g/mol、250g/mol至约150,000g/mol、250g/mol至约100,000g/mol、约250g/mol至约75,000g/mol、约250g/mol至约50,000g/mol、约250g/mol至约25,000g/mol、约250g/mol至约10,000g/mol、约10,000g/mol至约100,000g/mol、约10,000g/mol至约75,000g/mol、约10,000g/mol至约50,000g/mol、约10,000g/mol至约40,000g/mol、约50,000g/mol至约100,000g/mol、约75,000g/mol至约100,000g/mol、约25,000g/mol至约200,000g/mol或约50,000g/mol至约180,000g/mol及其类似范围。
抛光组合物在使用点处包含任何适合量的聚乙烯醇。抛光组合物可包含约0.001重量％或更多，例如约0.005重量％或更多、约0.01重量％或更多、约0.025重量％或更多、约0.05重量％或更多、约0.075重量％或更多或约0.1重量％或更多聚乙烯醇。替代地或另外，抛光组合物可包含约1重量％或更少，例如约0.9重量％或更少、约0.8重量％或更少、约0.7重量％或更少、约0.6重量％或更少、约0.5重量％或更少、约0.4重量％或更少或约0.3重量％或更少聚乙烯醇。因此，抛光组合物可包含以藉由任何两个上述端点界定的量的离子型聚合物。举例而言，抛光组合物可包含约0.001重量％至约1重量％、约0.01重量％至约0.9重量％、约0.025重量％至约0.8重量％、约0.05重量％至约0.7重量％或约0.1重量％至约0.5重量％聚乙烯醇及其类似物。
在一些实施方式中，化学机械抛光组合物视情况可包含多羟基芳族化合物。多羟基芳族化合物可为任何适合的多羟基芳族化合物。术语多羟基芳族化合物是指具有两个或更多个键结至芳基或杂芳基环的羟基的芳基化合物或杂芳基化合物。适合的多羟基芳族化合物的非限制性实例包括1,2-二羟基苯、1,3-二羟基苯、1,4-二羟基苯、1,3,5-三羟基苯、1,2,4-三羟基苯、2,6-二羟基吡啶、2,3-二羟基吡啶及2,4-二羟基吡啶。在优选实施方式中，多羟基芳族化合物选自1,3-二羟基苯及1,3,5-三羟基苯。
抛光组合物在使用点处包含任何适合量的多羟基芳族化合物。抛光组合物可包含约0.001重量％或更多，例如约0.005重量％或更多、约0.01重量％或更多、约0.025重量％或更多、约0.05重量％或更多、约0.075重量％或更多或约0.1重量％或更多的多羟基芳族化合物。替代地或另外，抛光组合物可包含约1重量％或更少，例如约0.9重量％或更少、约0.8重量％或更少、约0.7重量％或更少、约0.6重量％或更少、约0.5重量％或更少、约0.4重量％或更少或约0.3重量％或更少的多羟基芳族化合物。因此，抛光组合物可包含由前述端点中的任两者界定的量的多羟基芳族化合物。举例而言，抛光组合物可包含约0.001重量％至约1重量％、约0.01重量％至约0.9重量％、约0.025重量％至约0.8重量％、约0.05重量％至约0.7重量％或约0.1重量％至约0.5重量％多羟基芳族化合物及其类似物。
化学机械抛光组合物视情况进一步包含一种或多种添加剂。说明性的添加剂包括调节剂、酸(例如磺酸)、络合剂(例如阴离子型聚合物络合剂)、螯合剂、杀生物剂、防垢剂、分散剂等。
杀生物剂当存在时可为任何适合的杀生物剂且可以任何适合的量存在于抛光组合物中。适合的杀生物剂为异噻唑啉酮杀生物剂。用于抛光组合物的杀生物剂的量通常为约1至约50ppm，优选为约10至约20ppm。
应理解，作为酸、碱或盐(例如有机羧酸、碱及/或碱金属碳酸盐等)的抛光组合物的组分中的任一者当溶解于抛光组合物的水中时可呈解离形式作为阳离子及阴离子存在。如本文所述存在于抛光组合物中的该化合物的量应理解为是指用于抛光组合物制备的未解离化合物的重量。
抛光组合物可藉由任何适合的技术产生，其中许多技术为本领域技术人员已知。抛光组合物可以分批或连续方法制备。一般而言，抛光组合物藉由组合抛光组合物的组分制备。如本文所用，术语“组分”包括单独的成分(例如铈土研磨剂、离子型聚合物、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇、视情况选用的pH调节剂及/或任何视情况选用的添加剂)以及成分(例如铈土研磨剂、离子型聚合物、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇等)的任何组合。
举例而言，抛光组合物可藉由以下步骤制备：(i)提供所有或部分液体载剂，(ii)使用用于制备这样的分散液的任何适合的方法分散研磨剂(例如铈土)、离子型聚合物、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇、视情况选用的pH调节剂及/或任何视情况选用的添加剂，(iii)按需要调节分散液的pH及(iv)视情况可向混合物中添加适量的任何其它视情况选用的组分及/或添加剂。
替代地，抛光组合物可藉由以下步骤制备：(i)提供含一种或多种组分(例如液体载剂、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇、视情况选用的pH调节剂及/或任何视情况选用的添加剂)的(例如铈氧化物)浆料，(ii)提供含一种或多种组分(例如液体载剂、离子型聚合物、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇、视情况选用的pH调节剂及/或任何视情况选用的添加剂)的添加剂溶液，(iii)组合(例如铈氧化物)浆料及添加剂溶液以形成混合物，(iv)视情况可向混合物添加适量的任何其它视情况选用的添加剂，及(v)按需要调节混合物的pH。
抛光组合物可作为包含研磨剂(例如铈土)、离子型聚合物、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇、视情况选用的pH调节剂及/或任何视情况选用的添加剂及水的单包装体系供应。替代地，本发明的抛光组合物作为包含(例如铈氧化物)浆料及添加剂溶液的双包装体系供应，其中，(例如铈土氧化物)浆料基本上由以下各者组成或由以下各者组成：研磨剂(例如铈土)及/或任何视情况选用的添加剂及水，且其中添加剂溶液基本上由以下各者组成或由以下各者组成：离子型聚合物、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇、视情况选用的pH调节剂及/或任何视情况选用的添加剂。双包装体系允许藉由改变双包装(亦即(例如铈氧化物)浆料与添加剂溶液)的共混比率来调节基板整体平坦化特性及抛光速度。
可采用各种方法来使用这样的双包装抛光体系。举例而言，(例如铈氧化物)浆料及添加剂溶液可藉由在供应管道的出口处接合及连接的不同管道传递至抛光台。(例如铈氧化物)浆料及添加剂溶液可在抛光之前不久或在即将抛光前混合，或可同时在抛光台上供应。此外，当混合所述双包装时，可视需要添加去离子水以调整抛光组合物及所得基板的抛光特性。
类似地，可与本发明结合使用三个、四个或更多个包装的体系，其中多个容器中的每一个含有本发明化学机械抛光组合物的不同组分、一种或多种视情况选用的组分及/或一种或多种呈不同浓度的相同组分。
为了在或接近使用点处混合两个或更多个储存装置中所含的组分以产生抛光组合物，储存装置通常配备有一个或多个自各储存装置通向抛光组合物的使用点处(例如压板、抛光垫或基板表面)的流线。如本文所利用，术语“使用点”是指抛光组合物施加至基板表面(例如抛光垫或基板表面自身)的位置。术语“流动管线”是指自单独的储存容器流至其中所储存的组分的使用点的路径。流线可各自直接通向使用点，或两个或更多个流线可在任何点处合并成通向使用点的单个流线。此外，流线中的任一者(例如单独的流线或经合并的流线)可在到达组件的使用点之前首先通向一个或多个其它装置(例如泵送装置、量测装置、混合装置等)。
抛光组合物的组分可独立地传递至使用点(例如组分传递至基板表面因此在抛光制程期间混合组分)，或一个或多个组分可在传递至使用点之前合并，例如，在传递至使用点之前不久或在即将传递至使用点前合并。若在呈混合形式添加至压板上之前约5分钟或更小，例如在呈混合形式添加至压板上之前约4分钟或更小、约3分钟或更小、约2分钟或更小、约1分钟或更小、约45秒或更小、约30秒或更小、约10秒或更小来合并组分，则“在即将传递至使用点前”合并组分，或同时在使用点处传递组分(例如在分配器处合并组分)。若在使用点的5m内，诸如在使用点的1m内或甚至在使用点的10cm内(例如在使用点的1cm内)合并组分，则也是“在即将传递至使用点前”合并组分。
当在到达使用点之前合并抛光组合物的两种或更多种组分时，组分可在流动管线中合并且在不使用混合装置的情况下传递至使用点。替代地，流动管线中的一者或多者可引导至混合装置中以促进两种或更多种组分的合并。可使用任何适合的混合装置。举例而言，混合装置可为组分中的两者或更多者流经的喷嘴或喷口(例如高压喷嘴或喷口)。替代地，混合装置可为容器型混合装置，其包含一个或多个入口，藉由该入口将抛光浆料的两种或更多种组分引入混合器中；及至少一个出口，经由该出口使混合的组分离开混合器以直接或经由设备的其它元件(例如经由一个或多个流动管线)传递至使用点。此外，混合装置可包含超过一个腔室，各腔室具有至少一个入口及至少一个出口，其中在各腔室中合并两种或更多种组分。若使用容器型混合装置，则混合装置优选包含混合机制以进一步促进组分的合并。混合机理一般为本领域中已知的且包括搅拌器、共混器、搅拌器、桨式挡板、气体鼓泡器系统、振动器等。
亦可将抛光组合物呈浓缩物形式提供，该浓缩物在使用之前意欲用适量水稀释。在这样的实施方式中，抛光组合物浓缩物包含呈一定量的抛光组合物的组分，该量使得在用适量水稀释浓缩物后，抛光组合物的各组分将以以上关于各组分所述的适当范围内的量存在于抛光组合物中。举例而言，铈土研磨剂、离子型聚合物、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇、视情况选用的pH调节剂及/或任何视情况选用的添加剂可各自以以上针对各组分所述的浓度的约2倍(例如约3倍、约4倍或约5倍)的量存在于浓缩物中，以使得当用等体积的水(例如分别用2等体积的水、3等体积的水或4等体积的水)稀释浓缩物时，各组分将以以上针对各组分所陈述的范围内的量存在于抛光组合物中。另外，如将由本领域普通技术人员所理解，浓缩物可含有合适分率的存在于最终抛光组合物中的水，以便确保研磨剂(例如铈土)、离子型聚合物、多羟基芳族化合物、聚乙烯醇、视情况选用的pH调节剂及/或任何视情况选用的添加剂至少部分或完全溶解于浓缩物中。化学机械抛光组合物可用于抛光任何适合的基板且尤其适用于抛光包含至少一个包括低介电材料的层(通常表面层)的基板。适合基板包括用于半导体工业的晶片。晶片通常包含或例如由金属、金属氧化物、金属氮化物、金属复合物、金属合金、低介电材料或其组合组成。本发明的方法尤其适用于抛光包含硅氧化物、硅氮化物及/或多晶硅的基板，例如上述材料中的任意一种、两种或尤其所有三种。
在某些实施方式中，基板包含与硅氧化物及/或硅氮化物组合的多晶硅。多晶硅可为任何适合的多晶硅，其中许多为本领域中已知。多晶硅可具有任何适合的相，且可为非晶的、结晶的或其组合。硅氧化物类似地可为任何适合的硅氧化物，其中许多为本领域中已知。适合类型的硅氧化物包括(但不限于)硼磷硅玻璃(BPSG)、PETEOS、热氧化物、未经掺杂的硅酸盐玻璃、及HDP氧化物。
本发明的化学机械抛光组合物当根据本发明的方法抛光包含硅氧化物的基板时，合乎需要地展现高移除速率。举例而言，当根据本发明的实施方式抛光包含高密度等离子体(HDP)氧化物及/或等离子体增强的四乙基正硅酸酯(tetraethyl ortho silicate；PETEOS)及/或正硅酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate；TEOS)的硅晶片时，抛光组合物合乎期望地展现硅氧化物移除速率为约/分钟或更高、/分钟或更高、约/分钟或更高、约/分钟或更高、约分钟或更高、约/分钟或更高、约/分钟或更高、约/分钟或更高、约/分钟或更高、约/分钟或更高。在实施方式中，针对硅氧化物的移除速率可为约/分钟或更高、约/分钟或更高或约/分钟或更高。
本发明的化学机械抛光组合物当根据本发明的方法抛光包含硅氮化物的基板时，合乎需要地展现低移除速率。举例而言，当根据本发明的实施方式，抛光包含硅氮化物的硅晶片时，抛光组合物合乎期望地展现硅氮化物的移除速率为约/分钟或更低，例如约/分钟或更低、约/分钟或更低、约/分钟或更低、约/分钟或更低、约/分钟或更低或甚至约/分钟或更低。
本发明的化学机械抛光组合物当根据本发明的方法抛光包含多晶硅的基板时，合乎需要地展现低移除速率。举例而言，当根据本发明的实施方式，抛光包含多晶硅的硅晶片时，抛光组合物合乎期望地展现多晶硅的移除速率为约/分钟或更低、约/分钟或更低、约/分钟或更低、约分钟或更低、约/分钟或更低、约/分钟或更低、约/分钟或更低、约/分钟或更低或甚至约/分钟或更低。
当用于抛光包含硅氧化物及硅氮化物的基板，尤其当用于STI制程中时，本发明的化学机械抛光组合物合乎期望地展现减少的凹陷。在STI制程中，在暴露出硅氮化物层以确保自硅氮化物表面完全移除硅氧化物之后，通常继续抛光。在此过度抛光时段期间，在沟槽中剩余的硅氧化物可继续被移除，使得沟槽中剩余的硅氧化物的表面低于硅氮化物的表面，其导致称为凹陷的现象。在不希望受任何特定理论束缚的情况下，相信，多羟基芳族化合物选择性地结合至沟槽中所存在的硅氧化物的表面，由此抑制进一步移除硅氧化物。
经本发明抛光组合物抛光的基板(尤其是包含硅氧化物及/或硅氮化物及/或多晶硅的硅)合乎期望地具有约或更小的凹陷，例如约或更小、约或更小、约或更小、约或更小、约或更小、约或更小、约或更小、约或更小、约或更小或约或更小的凹陷。
当抛光基板时，如利用适合技术所测定的，本发明的抛光组合物合乎期望地展现低的颗粒缺陷。在优选实施方式中，本发明的化学机械抛光组合物包含有助于低缺陷度的湿法铈土。经本发明抛光组合物抛光的基板上的颗粒缺陷可利用任何适合技术测定。举例而言，激光光散射技术(诸如暗场法向光束复合(DCN)及暗场倾斜光束复合(DCO))可用于测定经抛光的基板上的颗粒缺陷。用于评估颗粒缺陷度的适合仪器购自例如KLA-Tencor(例如在120nm阈值或在160nm阈值操作的SURFSCANTM SP1仪器)。
经本发明抛光组合物抛光的基板(尤其是包含硅氧化物及/或硅氮化物及/或多晶硅的硅)的DCN计数值合乎期望地为约20,000或更小，例如约17,500或更小、约15,000或更小、约12,500或更小、约3,500或更小、约3,000或更小、约2,500或更小、约2,000或更小、约1,500或更小或约1,000或更小。优选地，根据本发明的实施方式的经抛光的基板的DCN计数值为约750或更小、约500、约250、约125或甚至约100或更小。替代地或另外，经本发明的化学机械抛光组合物抛光的基板合乎期望地展现如利用适合技术所测定的低的刮痕。举例而言，如利用本领域中已知的任何适合的方法所测定，根据本发明的实施方式的经抛光的硅晶片合乎期望地具有约250个刮痕或更少或约125个刮痕或更少。
可调整本发明的化学机械抛光组合物以在所需抛光范围内选择向特定薄层材料提供有效抛光，而同时使停止层的表面不完美性、缺陷、腐蚀、侵蚀及移除最小化。可藉由改变抛光组合物的组分的相对浓度将选择性控制在一定程度。当本发明的化学机械抛光组合物为所期望的时，其可用于抛光具有约5:1或更高(例如约10:1或更高、约15:1或更高、约25:1或更高、约50:1或更高、约100:1或更高或约150:1或甚至更高)的硅二氧化物对硅氮化物抛光选择性的基板。当本发明的化学机械抛光组合物为所期望的时，其可用于抛光具有约5:1或更高(例如约10:1或更高、约15:1或更高、约25:1或更高、约50:1或更高、约100:1或更高或约150:1或甚至更高)的硅二氧化物对多晶硅抛光选择性的基板。另外，本发明的化学机械抛光组合物可用于抛光具有约2:1或更高(例如约4:1或更高或约6:1或更高)的硅氮化物对多晶硅的抛光选择性的基板。某些配制物可展现甚至更高的硅二氧化物对多晶硅的选择性，诸如约20:1或更高或甚至约30:1或更高。在优选实施方式中，本发明的化学机械抛光组合物同时提供硅二氧化物相对于硅氮化物的选择性抛光及硅二氧化物相对于多晶硅的选择性抛光。
本发明的化学机械抛光组合物及方法尤其适合用于与化学机械抛光设备结合。该设备通常包含：压板，其在使用时处于运动中且具有由轨道、线性及/或圆周运动产生的速度；抛光垫，其与压板接触且在运动时随压板移动；及载体，其固持待藉由接触且相对于抛光垫的表面移动而经抛光的基板。基板的抛光藉由以下步骤来进行：将基板置放成与抛光垫及本发明的抛光组合物接触且接着使抛光垫相对于基板移动，以便抛光基板的至少一部分以抛光基板。
基板可使用任何适合的抛光垫(例如抛光表面)经化学机械抛光组合物抛光。适合的抛光垫包括(例如)编织及非编织的抛光垫。此外，适合的抛光垫可包含具有不同密度、硬度、厚度、可压缩性、压缩后回弹能力及压缩模量的任何适合的聚合物。适合的聚合物包括例如聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龙、氟碳化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共同形成的产品及其混合物。软的聚氨酯抛光衬垫尤其适用于与本发明抛光方法结合。典型的垫包括(但不限于)SURFINTM 000、SURFINTM SSW1、SPM3100(可购自例如Eminess Technologies)、POLITEXTM及Fujibo POLYPASTM 27。尤其优选的抛光垫为可购自Cabot Microelectronics的EPICTM D100垫。另一优选的抛光垫为购自Dow,Inc的IC1010垫。
化学机械抛光设备合乎需要地进一步包含原位抛光终点侦测系统，其中许多为本领域中已知。用于藉由分析自经抛光的基板的表面反射的光或其它辐射来检验及监测抛光制程的技术为本领域中已知。这样的方法在例如美国专利5,196,353、美国专利5,433,651、美国专利5,609,511、美国专利5,643,046、美国专利5,658,183、美国专利5,730,642、美国专利5,838,447、美国专利5,872,633、美国专利5,893,796、美国专利5,949,927及美国专利5,964,643中加以描述。合乎期望地，检验或监测关于经抛光的基板的抛光制程发展使得能够确定抛光终点，亦即，确定何时终止关于特定基板的抛光制程。
以下实施例进一步说明本发明，但当然不应解释为以任何方式限制其范围。
实施例1
该实施例展现了使用抛光组合物1A-1G进行抛光对于掺碳的硅氧化物膜(毯覆式晶片)的移除速率的影响。抛光组合物含有以表1A中所指示的固体量的呈湿法铈土形式的铈土或呈胶体形式的硅石。铈土及硅石颗粒的平均粒径为150nm或更小。另外，在表1A中列举抛光组合物的pH值。
具体地说，掺碳的硅氧化物膜的毯覆式晶片在REFLEXIONTM CMP设备(AppliedMaterials,Inc.,Santa Clara,California)上使用抛光组合物1A-1G进行抛光。REFLEXIONTM制程的抛光参数阐述于下表1B中。掺碳的硅氧化物膜为低介电(低k)膜且含有20重量％的碳、35重量％的硅及45重量％的氧。
表1A：抛光组合物概述
表1B：REFLEXIONTM制程参数
参数 值
固定环压力 52.4kPa(7.6psi)
区域1 6.8kPa
区域2 3.7kPa
区域3 3.0kPa
头速度 125rpm
压板速度 126rpm
流速 250ml/分钟
调节器 S8031C7型(Saesol Diamond Ind.,Co.,Ltd.,Korea)
调节器下压力 1.81kg(4lb)
调节 100％原位
抛光垫 Dow IC1010TM抛光垫
这些结果展现了铈土颗粒以高移除速率抛光掺碳的硅氧化物膜。鉴于碳在膜中的20重量％的含量，该结果是出人意料的。实现这样的针对掺碳的硅氧化物膜的高移除速率先前一直是困难的，因为在硅氧化物材料中甚至小的碳含量(此处为20％)仍向表面赋予疏水性。如在该实施例中所见的，尽管这些组合物可以高移除速率(例如/分钟)有效地抛光未经掺杂的硅氧化物，但由于该疏水性，组合物1A及1D不能抛光掺碳的膜。
抛光组合物1B、1C、1E、1F及1G在pH 5.5下和在增加的铈土固含量的情况下均展示高移除速率。虽然不希望受任何特定理论束缚，相信，由pH转变至5.5引起的较高的负ζ电势增加了带正电的铈土颗粒与基板表面之间的静电引力，从而增加移除速率。固体含量自0.28重量％增加至0.4重量％增加了机械作用且进一步改善移除速率。另外，结果展示，胶态铈土颗粒可用于在不使用湿润剂的情况下抛光疏水性表面。
实施例2
该实施例展现了抛光组合物可自具有“在氮化物上停止”能力的浅沟槽隔离(STI)图案化晶片表面抛光掺碳的硅氧化物膜。抛光组合物制备成含有以0.2重量％的量且具有150nm或更小的平均粒径的铈土颗粒。抛光组合物亦含有0.03重量％的量的聚乙二醇二酸、0.06重量％的量的聚乙烯醇及0.025重量％的量的三羟基苯。抛光组合物的pH为3.5。添加氢氧化铵以达到期望的pH。组合物的其余部分为水。
具体地说，抛光组合物用于抛光涂布有掺碳的硅氧化物膜的STI晶片。晶片含有形成于硅基板(其含有形成于其中的浅沟槽)上的硅氮化物层，且获自Silyb WaferServices,Inc.,Gig Harbor,Washington。沉积呈掺碳的硅氧化物膜形式的介电层以填充沟槽。掺碳的硅氧化物膜为低k膜且获自Lams Research,Fremont,CA，且含有20重量％碳、35重量％硅及45重量％氧。抛光使用实施例1中所描述的设备及程序进行。
图1展示沉积有掺碳的硅氧化物膜的STI晶片的抛光及平坦化效能，该图是说明了以埃为单位量测的台阶高度随以秒计的总抛光时间而变化的曲线图。台阶高度为平坦化效率的量测值。其藉由可购自Veeco Instruments,Inc.,Plainview,New York的Vx310原子表面轮廓仪来量测。“100×100微米”指示自其抛光掺碳膜的图案化晶片上所存在的特征的尺寸。图1说明该实施例的抛光组合物获得了有效的平坦化，其中，高的初始台阶高度超过且最终的台阶高度为大约
进行抛光测试以测定抛光组合物对硅氮化物移除的选择性。结果展示于图2中，该图为针对抛光组合物的硅氮化物(SiN)移除(Y轴)相对于以秒计的总抛光时间(X轴)的曲线图。如图2中所见，抛光用掺碳的硅氧化物膜填充的三个STI图案化晶片持续三个不同时段(90秒、110秒、135秒)，使得提供两组柱状图。“单元-D(Cell-D)”及“L45 90％”是指STI图案化表面上存在的尺寸分别为0.18×0.18μm及45×5μm的获自Silyb Wafer Services,Inc.的两个不同特征。如图2中所见，抛光确实没有从两个特征移除显著量的硅氮化物，由此指示良好的选择性。
实施例3
该实施例展现了使用抛光组合物3A-3D进行抛光对于掺碳的硅氧化物膜(毯覆式晶片)的移除速率的影响。抛光组合物含有以0.4重量％固体量的呈湿法铈土形式的铈土。铈土颗粒的平均粒径为150nm或更小。抛光组合物亦含有0.03重量％的量的聚乙二醇二酸及0.06重量％的量的聚乙烯醇。如图3中所示，抛光组合物中的每一者的pH在3与4.7之间。pH的差异藉由添加氢氧化铵获得。各组合物的其余部分为水。
具体地说，掺碳的硅氧化物膜的毯覆式晶片使用抛光组合物3A-3D抛光。掺碳的硅氧化物膜为低k膜且含有50重量％碳、25重量％硅及22重量％氧。另外，抛光正硅酸四乙酯(TEOS)及硅氮化物(SiN)的晶片以用于选择性。使用具有Dow IC1010TM抛光垫的Logitech台式抛光机进行抛光。抛光参数如下：10.34kPa(1.5psi)下压力、60rpm压板速度、57rpm头速度及100mL/分钟的抛光组合物流量。
移除速率效能展示于图3中，该图是说明针对四种组合物3A-3D中的每一者及针对三个晶片(掺杂50％碳的硅氧化物、TEOS及SiN)中的每一者的以埃/分钟(/分钟)为单位量测的移除速率的柱状图。针对组合物3A，未测试TEOS及SiN。
这些结果展现了针对含有50％碳的掺碳的硅氧化物膜在高pH下的高移除速率。这是由于藉由pH转变至5.5引起的更高的负ζ电势，其增加了带正电的铈土颗粒与基板表面之间的静电引力。TEOS尤其在低pH下(组合物3D)及SiN(所有组合物)的低移除速率指示抛光组合物配制物可用于自硅氮化物及硅氧化物膜的表面选择性地抛光掺碳的膜。
将本文中引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)特此通过参考引入，其参考程度如同每一篇参考文献被单独地和具体地说明以通过参考引入且在本文中被全部地阐述一样。
在描述本发明的范围中(尤其是在下列权利要求的范围中)使用术语“一个(种)(a,an)”和“所述(该，the)”和“至少一个(种)”以及类似指示物将被解释为涵盖单数和复数两者，除非在本文中另外说明或与上下文明显矛盾。术语“至少一个(种)”+一个或多个项目的列表(例如，“A和B中的至少一个(种)”)的使用应解释为意指选自所列示的项目的一个项目(A或B)或者所列示的项目中的两个或更多个的任意组合(A和B)，除非在本文中另外说明或与上下文明显矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”将被解释为开放式术语(即，意味着“包括，但不限于”)，除非另外说明。本文中数值范围的列举仅仅意图用作单独提及落在该范围内的每个独立值的简写方法，除非在本文中另外说明，且在说明书中引入每个独立的值，就如同其在本文中被单独地列举一样。本文中描述的所有方法可以任何合适的顺序进行，除非在本文中另外说明或与上下文明显矛盾。本文中提供的任何和所有实施方式、或示例性语言(如，“例如”)的使用仅用来更好地说明本发明，而不是对本发明的范围加以限制，除非另外说明。本说明书中没有语言应被解释为将任何非要求保护的要素指明为对于本发明的实践所必需的。
本文中描述了本发明的优选实施方式，包括本发明人已知的用于实施本发明的最佳模式。在阅读上述描述后，那些优选实施方式的变型对于本领域普通技术人员可变得明晰。本发明人希望熟练技术人员在适当时采用这样的变型，且本发明人意图让本发明用不同于本文中具体描述的方式进行实践。因此，本发明包括如由适用的法律所允许的附于此的权利要求书中所叙述的主题的所有变型和等同物。此外，上述要素的以其所有可能的变型的任何组合被本发明所涵盖，除非在本文中另外说明或相反与上下文明显矛盾。

Claims (27)

1.化学机械抛光基板的方法，该方法包含：
(a)使含有包括少于约80重量％碳的低k介电组合物的基板与抛光垫以及包含水及具有正表面电荷的研磨剂颗粒的化学机械抛光组合物接触，其中该抛光组合物的pH为约3至约6；
(b)相对于该基板移动该抛光垫及该化学机械抛光组合物；及
(c)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
2.权利要求1的方法，其中该低k介电组合物包括少于约50重量％的碳。
3.权利要求1的方法，其中该低k介电组合物包括少于约30重量％的碳。
4.权利要求1的方法，其中该低k介电组合物为掺碳的硅氧化物。
5.权利要求4的方法，其中该掺碳的硅氧化物包括至少35重量％的硅。
6.权利要求4的方法，其中该掺碳的硅氧化物包括至少45重量％的氧。
7.权利要求1的方法，其中该研磨剂颗粒的ζ电势为至少约+10mV。
8.权利要求1的方法，其中该研磨剂颗粒包括湿法铈土。
9.权利要求1的方法，其中该研磨剂颗粒以该抛光组合物的约0.05重量％至约2重量％的量存在。
10.权利要求1的方法，其中该组合物的pH为约3至约5.6。
11.权利要求10的方法，其中该组合物的pH为约5至约5.6。
12.权利要求1的方法，其中该抛光组合物进一步包含式(I)的离子型聚合物：
其中X1及X2独立地选自氢、-OH及-COOH，且其中X1及X2中的至少一者为-COOH，
Z1及Z2独立地为O或S，
R1、R2、R3及R4独立地选自氢、C1-C6烷基及C7-C10芳基，及
n为约3至约500的整数。
13.权利要求12的方法，其中X1及X2均为-COOH。
14.权利要求12的方法，其中Z1及Z2均为O，且R1、R2、R3及R4为氢。
15.权利要求12的方法，其中该离子型聚合物的分子量为约500g/mol至约10,000g/mol，且其中n是数值为8或更大的整数。
16.权利要求12的方法，其中该离子型聚合物为聚乙二醇二酸。
17.权利要求12的方法，其中该离子型聚合物以该抛光组合物的约0.01重量％至约0.5重量％的量存在。
18.权利要求1的方法，其中该抛光组合物进一步包含多羟基芳族化合物。
19.权利要求18的方法，其中该多羟基芳族化合物选自1,3-二羟基苯及1,3,5-三羟基苯。
20.权利要求18的方法，其中该多羟基芳族化合物为1,3,5-三羟基苯。
21.权利要求18的方法，其中该多羟基芳族化合物以该抛光组合物的约0重量％至约0.5重量％的量存在。
22.权利要求1的方法，其中该抛光组合物进一步包含聚乙烯醇。
23.权利要求22的方法，其中该聚乙烯醇的分子量为约20,000g/mol至约200,000g/mol。
24.权利要求22的方法，其中该聚乙烯醇为支化的聚乙烯醇。
25.权利要求22的方法，其中该聚乙烯醇以该抛光组合物的约0.05重量％至约0.5重量％的量存在。
26.权利要求1的方法，其中磨除该基板表面的至少一部分是基于该pH从该基板表面移除约/分钟的硅氧化物。
27.权利要求1的方法，其中该基板进一步含有硅氮化物，且其中磨除该基板表面的至少一部分是从该基板表面移除低于约/分钟的硅氮化物。
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