CN111183195B - 用于钨磨光应用的经表面处理的研磨剂颗粒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供化学机械抛光组合物，其包含(a)研磨剂，选自：氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锆及其组合，其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合、或磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，(b)氧化剂，及(c)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH。本发明进一步提供利用本发明化学机械抛光组合物化学机械抛光基板的方法。典型地，该基板包含钨或钴以及硅氧化物。

Description

用于钨磨光应用的经表面处理的研磨剂颗粒
背景技术
用于抛光(或平坦化)基板表面的化学机械抛光(CMP)组合物及方法在本领域中是公知的。用于抛光位于半导体基板上的金属层(诸如钨)的抛光组合物(也称为抛光浆料、CMP浆料及CMP组合物)可包括悬浮于水性溶液中的研磨剂颗粒及化学促进剂，诸如氧化剂、螯合剂、催化剂等。
在常规CMP操作中，将待抛光的基板(晶片)安装于载体(抛光头)上，该载体(抛光头)进而安装于载体总成上且在CMP装置(抛光工具)中与抛光垫接触放置。载体总成向基板提供可控的压力，按压基板与抛光垫相抵。基板及垫通过外部驱动力相对于彼此移动。基板与垫的相对运动自基板表面研磨且移除一部分材料，由此抛光基板。通过垫与基板的相对移动的基板抛光可进一步通过抛光组合物的化学活性(例如，通过存在于CMP组合物中的氧化剂及其它化合物)和/或悬浮于抛光组合物中的研磨剂的机械活性辅助。
在典型的钨插塞及互连工艺中，钨沉积于介电质上以及其中所形成的开口内。然后，在CMP操作期间，移除介电层上的过量的钨以在介电质内形成钨插塞及互连。在移除大部分(bulk)钨后，基板表面可经历磨光(buff)抛光步骤以移除碎屑并且给表面提供更均匀的拓扑结构(topology)。磨光抛光要求：必须使基板特征(例如钨插塞及互连)内的侵蚀(其是自所述特征内的过量的金属移除，导致非平坦性)最小化或更优选地甚至反转。磨光步骤涉及抛光两种或更多种不同的材料(例如，钨、介电质、以及阻挡材料(例如硅氮化物))，且因此需要不同材料的移除速率的适当平衡，以达成适宜的表面形貌。
因此，对于开发用于钨磨光应用的提供良好的表面形貌及平坦性并同时使侵蚀最小化或反转的新的抛光方法及组合物存在着持续需求。
发明内容
本发明提供化学机械抛光组合物，其包含(a)研磨剂，选自：氧化铈、氧化钛、氧化锆及其组合，其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，(b)氧化剂，及(c)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH。
本发明还提供化学机械抛光组合物，其包含(a)氧化铝研磨剂，其中该氧化铝表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该氧化铝表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，(b)氧化剂，(c)有机膦酸，及(d)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH。
本发明进一步提供化学机械抛光基板的方法，包括(i)提供基板，(ii)提供抛光垫，(iii)提供化学机械抛光组合物，该化学机械抛光组合物包含(a)研磨剂，选自：氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锆及其组合，其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，(b)氧化剂，及(c)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH，(iv)使该基板与该抛光垫及该化学机械抛光组合物接触，及(v)使该抛光垫与该化学机械抛光组合物相对于该基板移动，以磨除该基板的至少一部分，从而抛光该基板。
附图说明
图1显示根据本发明实施方案的包含经表面包覆的氧化锆及过氧化氢的抛光组合物的粒径及ζ电位随时间的变化。
图2显示根据本发明实施方案的包含经表面包覆的氧化锆及过氧化氢的抛光组合物的过氧化氢含量随时间的变化。
图3显示经表面包覆的氧化铈研磨剂的分散体的粒径及ζ电位随pH的变化。
具体实施方式
本发明提供化学机械抛光组合物，其包含以下物质、基本上由以下物质组成、或由以下物质组成：(a)研磨剂，选自：氧化铈、氧化钛、氧化锆及其组合，其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，(b)氧化剂，及(c)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH。
在另一实施方案中，本发明提供化学机械抛光组合物，其包含以下物质、基本上由以下物质组成、或由以下物质组成：(a)氧化铝研磨剂，其中该氧化铝表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该氧化铝表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，(b)氧化剂，(c)有机膦酸，及(d)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH。
抛光组合物包含选自以下的研磨剂：氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锆及其组合，其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物。研磨剂包含可具有任何适宜的平均尺寸(即，平均颗粒直径)的研磨剂颗粒。平均颗粒直径是指重均粒径(Dw)，如本领域普通技术人员应理解的。若研磨剂颗粒的平均粒径太小，则抛光组合物可能不能展现足够的移除速率。相比之下，若研磨剂颗粒的平均粒径太大，则抛光组合物可展现不合乎期望的抛光性能，例如差的基板缺陷率。因此，研磨剂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30nm或更大、约40nm或更大、约50nm或更大、约60nm或更大、约70nm或更大、约80nm或更大、约90nm或更大、或约100nm或更大。可选择地，或者此外，研磨剂颗粒的平均粒径可为约1,000nm或更小，例如约750nm或更小、约500nm或更小、约400nm或更小、约300nm或更小、或约200nm或更小。因此，研磨剂颗粒可具有由前述端点中的任两者界定的平均粒径。例如，研磨剂颗粒的平均粒径可为约10nm至约1,000nm、约20nm至约750nm、约30nm至约500nm、约40nm至约400nm、约50nm至约300nm、约60nm至约300nm、约70nm至约300nm、约80nm至约300nm、约90nm至约300nm、或约100nm至约200nm。研磨剂颗粒的粒径可使用任何适宜的技术(例如使用激光衍射技术)进行量测。适宜的粒径量测仪器可自(例如)Malvern Instruments(Malvern,UK)获得。
抛光组合物可包含任何适宜浓度的研磨剂。若本发明的抛光组合物包含的研磨剂太少，则组合物可能不能展现足够的移除速率。相比之下，若抛光组合物包含的研磨剂太多，则组合物可展现不合乎期望的抛光性能，可造成表面缺陷(例如划痕(scratch))，可能不是成本有效的，和/或可缺少稳定性。抛光组合物可包含约10重量％或更少的研磨剂，例如约9重量％或更少、约8重量％或更少、约7重量％或更少、约6重量％或更少、或约5重量％或更少。可选择地，或者此外，抛光组合物可包含约0.1重量％或更多的研磨剂，例如，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。因此，抛光组合物可包含由前述端点中的任两者界定的浓度的研磨剂。举例而言，抛光组合物可包含约0.1重量％至约10重量％的研磨剂，例如约0.1重量％至约9重量％的研磨剂、约0.1重量％至约8重量％的研磨剂、约0.1重量％至约7重量％的研磨剂、约0.1重量％至约6重量％的研磨剂、约0.1重量％至约5重量％的研磨剂、约0.1重量％至约5重量％的研磨剂、约0.2重量％至约5重量％的研磨剂、约0.3重量％至约5重量％的研磨剂、约0.4重量％至约5重量％的研磨剂、约0.5重量％至约5重量％的研磨剂、约0.6重量％至约5重量％的研磨剂、约0.7重量％至约5重量％的研磨剂、约0.8重量％至约5重量％的研磨剂、约0.9重量％至约5重量％的研磨剂、或约1重量％至约5重量％的研磨剂。
典型地，研磨剂包含阳离子型研磨剂颗粒。优选地，研磨剂颗粒在pH≥4下且更优选在pH≥6下具有等电点。合乎期望地，研磨剂颗粒在抛光组合物的pH下是带正电的。
抛光组合物包含含有以下组合或由以下组合组成的共聚物(在本文中称为“共聚物”)：磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合，或者，磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合。优选地，所述共聚物由以下组合组成：磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合，或者，磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合。所述共聚物可为包含以下组合或由以下组合组成的任何适宜的共聚物：磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合，或者，磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合。适宜的磺酸单体单元的非限制性实例包括2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AMPS)、4-乙烯基苯磺酸、乙烯基磺酸、丙烯酸2-磺基乙基酯、甲基丙烯酸2-磺基乙基酯、丙烯酸3-磺基丙基酯、甲基丙烯酸3-磺基丙基酯、苯乙烯磺酸钠、及2-丙烯-1-磺酸、及其盐、其组合等。适宜的羧酸单体的非限制性实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、琥珀酸、对苯二甲酸、天冬氨酸、其组合等。适宜的膦酸单体的非限制性实例包括具有一个或多个不饱和C＝C键的二-或多-膦酸(例如亚乙烯基-1,1-二膦酸)、二甲基-对-乙烯基苄基膦酸酯、乙烯基膦酸、双二乙基膦酸根(甲基)丙烯酸铵(ammonium bisdiethylphosphonate(meth)acrylate)、丙烯酰胺膦酸酯单体、其组合等。所述共聚物不必通过磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合或磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚而产生。此外，预期，适宜的共聚物可通过以下制备：对前体共聚物进行后聚合处理，随后，使共聚物转化成具有磺酸单体单元及羧酸单体单元或磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物。优选地，所述共聚物不包含丙烯酸酯单体单元或含芳基的单体单元。
共聚物可为无规共聚物或嵌段共聚物。在优选实施方案中，共聚物为无规共聚物。
共聚物可具有任何适宜的分子量。共聚物的平均分子量可为约500g/mol或更高，例如，约1,000g/mol或更高、约2,000g/mol或更高、约3,000g/mol或更高、约4,000g/mol或更高、约5,000g/mol或更高、约6,000g/mol或更高、约7,000g/mol或更高、约8,000g/mol或更高、约9,000g/mol或更高、约10,000g/mol或更高、约15,000g/mol或更高、约20,000g/mol或更高、约40,000g/mol或更高、或约50,000g/mol或更高。可选择地，或者此外，共聚物的平均分子量可为约100,000g/mol或更低，例如，约95,000g/mol或更低、约90,000g/mol或更低、约85,000g/mol或更低、约80,000g/mol或更低、约75,000g/mol或更低、约70,000g/mol或更低、约65,000g/mol或更低、约60,000g/mol或更低、约55,000g/mol或更低、或约50,000g/mol或更低。因此，共聚物可具有由前述端点中的任两者界定的平均分子量。举例而言，共聚物的平均分子量可为约1,000g/mol至约100,000g/mol、约1,000g/mol至约90,000g/mol、约1,000g/mol至约80,000g/mol、约1,000g/mol至约70,000g/mol、约1,000g/mol至约60,000g/mol、约1,000g/mol至约50,000g/mol、约2,000g/mol至约50,000g/mol、约3,000g/mol至约50,000g/mol、约4,000g/mol至约50,000g/mol、或约5,000g/mol至约50,000g/mol。
抛光组合物包含任何适宜量的共聚物。共聚物的量是指抛光组合物中所存在的共聚物的总量。抛光组合物可包含约1ppm或更高的共聚物，例如，约5ppm或更高、约10ppm或更高、约20ppm或更高、约30ppm或更高、约40ppm或更高、或约50ppm或更高。可选择地，或者此外，抛光组合物可包含约500ppm或更低的共聚物，例如，约450ppm或更低、约400ppm或更低、约350ppm或更低、约300ppm或更低、约250ppm或更低、约200ppm或更低、约150ppm或更低、或约100ppm或更低。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共聚物。举例而言，抛光组合物可包含约1ppm至约500ppm的共聚物，例如，约5ppm至约450ppm、约10ppm至约400ppm、约10ppm至约350ppm、约10ppm至约300ppm、约10ppm至约250ppm、约10ppm至约200ppm、约10ppm至约100ppm、约10ppm至约90ppm、约10ppm至约80ppm、约10ppm至约70ppm、约10ppm至约60ppm、约10ppm至约50ppm、约10ppm至约40ppm、约20ppm至约300ppm、约20ppm至约250ppm、约20ppm至约200ppm、约20ppm至约150ppm、或约20ppm至约100ppm。
在另一实施方案中，抛光组合物包含共聚物，其浓度基于抛光组合物中的研磨剂的重量。举例而言，基于抛光组合物中的研磨剂的重量，抛光组合物可含有约0.01重量％或更多的共聚物，例如，约0.05重量％或更多、约0.1重量％或更多，例如，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、约0.6重量％或更多、约0.7重量％或更多、约0.8重量％或更多、约0.9重量％或更多、或约1重量％或更多。可选择地，或者此外，基于抛光组合物中的研磨剂的重量，抛光组合物可含有约5重量％或更少的共聚物，例如，约4.5重量％或更少、约4重量％或更少、约3.5重量％或更少、约3重量％或更少、约2.5重量％或更少、或约2重量％或更少。因此，抛光组合物可包含由前述端点中的任两者界定的共聚物重量比(相对于研磨剂)。举例而言，基于抛光组合物中的研磨剂的重量，抛光组合物可含有约0.01重量％至约5重量％的共聚物，例如，约0.05重量％至约5重量％、约0.1重量％至约5重量％、约0.2重量％至约5重量％、约0.3重量％至约5重量％、约0.4重量％至约5重量％、约0.5重量％至约5重量％、约0.5重量％至约4.5重量％、约0.5重量％至约4重量％、约0.5重量％至约3.5重量％、约0.5重量％至约3重量％、约0.6重量％至约3重量％、约0.7重量％至约3重量％、约0.8重量％至约3重量％、约0.9重量％至约3重量％、或约1重量％至约3重量％。
合乎期望地，研磨剂表面包覆有共聚物。不希望受限于任何特定理论，据信，研磨剂经由氢键和/或经由阳离子型研磨剂颗粒与共聚物之间的静电相互作用而表面包覆有共聚物。对研磨剂进行表面包覆的共聚物的一个非限制性实例是由2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸单体单元及丙烯酸单体单元组成的共聚物。此外，所述共聚物可具有(但不限于)摩尔比范围为10:1至1:10的2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸单体单元及丙烯酸单体单元。
研磨剂可以任何适宜的方式使用共聚物进行表面包覆。在实施方案中，在添加至抛光组合物之前，使研磨剂任选地在溶剂的存在下使用共聚物进行处理。研磨剂可在水中以单独的步骤进行表面包覆以形成经表面包覆的研磨剂的分散体，而且，使用所得的经表面包覆的研磨剂的分散体以制备抛光组合物。在一些实施方案中，研磨剂可在以下条件下进行表面包覆：在不存在溶剂的情况下；或在不同于抛光组合物的水的溶剂的存在下；或在额外的溶剂与抛光组合物的水的组合中。额外的溶剂可例如通过共沸蒸馏移除，以提供经表面包覆的研磨剂在基本上不含额外的溶剂的水中的分散体。在其它实施方案中，在用于制备抛光组合物之前，可经由过滤、离心、喷雾干燥或任何适宜的技术，将经表面包覆的研磨剂作为基本上干燥的物质(即，基本上不含任何溶剂)分离出来。在又一实施方案中，当研磨剂和共聚物组合到抛光组合物中时，原位形成经表面包覆的研磨剂。在优选实施方案中，经表面包覆的研磨剂是通过以下形成：将研磨剂与共聚物在pH等于或小于研磨剂的等电点的水性介质中组合以形成研磨剂及共聚物的水性分散体，且然后，使研磨剂及共聚物的水性分散体经历修整(condition)以使该水性分散体充分混合。在实施方案中，水性分散体经历高剪切混合。
优选地，在本发明的抛光组合物中，经表面包覆的研磨剂颗粒是胶体稳定的。术语胶体是指经表面包覆的研磨剂颗粒在液体载剂(例如水)中的悬浮液。胶体稳定性是指该悬浮液随时间的保持性。在本发明的上下文中，如果当将经表面包覆的研磨剂置于100mL量筒中并使其无搅动地静置2小时的时间时，量筒底部50mL中的颗粒浓度([B]，以g/mL表示)与量筒顶部50mL中的颗粒浓度([T]，以g/mL表示)之间的差除以研磨剂组合物中的颗粒初始浓度([C]，以g/mL表示)小于或等于0.5(即，{[B]-[T]}/[C]≤0.5)，则认为经表面包覆的研磨剂是胶体稳定的。更优选地，[B]-[T]/[C]的值小于或等于0.3，且最优选小于或等于0.1。
抛光组合物包含氧化剂。氧化剂可为任何适宜的氧化剂。在某些实施方案中，氧化剂包含三价铁离子。三价铁离子可由任何适宜的三价铁离子源提供。在一些实施方案中，氧化剂可包含金属盐。举例而言，三价铁离子可由三价铁盐提供，所述三价铁盐包含无机阴离子(例如硝酸根离子)(例如，硝酸铁)、氰根离子(例如，铁氰化物阴离子)等。氧化剂也可包含三价铁有机铁(III)化合物，例如，但不限于，乙酸盐、乙酰丙酮化物、柠檬酸盐、葡糖酸盐、草酸盐、邻苯二甲酸盐、及琥珀酸盐、及其混合物。在其它实施方案中，氧化剂可为含氧的氧化剂。适宜的含氧的氧化剂的非限制性实例包括过硫酸盐、溴酸盐过硫酸盐、碘酸盐过硫酸盐、过溴酸盐过硫酸盐、高碘酸盐过硫酸盐、有机过氧化合物(例如过乙酸、过硫酸氢钾制剂(oxone))等。
抛光组合物可包含任何适宜的量的氧化剂。抛光组合物可包含约1ppm或更高的氧化剂，例如，约5ppm或更高、约25ppm或更高、约50ppm或更高、约75ppm或更高、或约100ppm或更高。可选择地，或者此外，抛光组合物可包含约2000ppm或更低的氧化剂，例如，约1500ppm或更低、约1000ppm或更低、约500ppm或更低、或约250ppm或更低。
抛光组合物任选地进一步包含过氧化氢。所述任选的过氧化氢可以任何适宜的量存在于抛光组合物中。举例而言，抛光组合物可包含约0.1重量％至约10重量％的过氧化氢，例如，约0.5重量％至约10重量％、或约0.5重量％至约5重量％。
抛光组合物任选地进一步包含有机膦酸。有机膦酸可为任何适宜的有机膦酸。适宜的有机膦酸的非限制性实例包括2-氨基乙基膦酸、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羟基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羟基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-膦酰基丁烷-1,2-二羧酸(2-膦酰基丁烷-1,2-二甲酸，2-phosphonobutane-1,2-dicarboxylic acid)、1-膦酰基丁烷-2,3,4-三羧酸(1-膦酰基丁烷-2,3,4-三甲酸，1-phosphonobutane-2,3,4-tricarboxylic acid)、α-甲基膦酰基琥珀酸、及其组合。
抛光组合物可包含任何适宜的量的有机膦酸。抛光组合物可包含约0.01重量％或更多的有机膦酸，例如，约0.02重量％或更多、约0.03重量％或更多、约0.04重量％或更多、约0.05重量％或更多、约0.06重量％或更多、约0.07重量％或更多、约0.08重量％或更多、约0.09重量％或更多、或约0.1重量％或更多的有机膦酸。可选择地，或者此外，抛光组合物可包含约2重量％或更少，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1.1重量％或更少、或约1重量％或更少的有机膦酸。因此，抛光组合物可包含由前述端点中的任两者界定的浓度的有机膦酸。举例而言，抛光组合物可含有约0.01重量％至约2重量％的有机膦酸、约0.01重量％至约1重量％、约0.02重量％至约1重量％、约0.03重量％至约1重量％、约0.04重量％至约1重量％、约0.05重量％至约0.5重量％、或约0.1重量％至约0.5重量％。
当抛光组合物包含经表面包覆的氧化铝时，合乎期望地，有机膦酸在用于抛光包含硅氧化物及钨的基板时提高硅氧化物相对于钨的移除速率。
抛光组合物任选地进一步包含氨基酸。氨基酸可为任何适宜的氨基酸。适宜的氨基酸的非限制性实例包括甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸及精氨酸。
抛光组合物具有约2至约6的pH。因此，抛光组合物的pH可为约2或更高，例如，约2.2或更高、约2.4或更高、约2.6或更高、约2.8或更高、约3.0或更高、约3.2或更高、或约3.4或更高。可选择地，或者此外，抛光组合物的pH可为约6或更低，例如，约5.8或更低、约5.6或更低、约5.4或更低、约5.2或更低、约5或更低、约4.8或更低、约4.6或更低、约4.4或更低、约4.2或更低、或约4.0或更低。因此，抛光组合物可具有由前述端点中的任两者界定的pH。举例而言，抛光组合物的pH可为约2至约6，例如，约2.2至约6、约2.2至约5.8、约2.4至约5.8、约2.4至约5.6、约2.4至约5.4、约2.4至约5.2、约2.6至约5.0、约2.4至约4.8、约2.4至约4.6、约2.4至约4.4、约2.4至约4.2、或约2.4至约4。
抛光组合物的pH可使用任何适宜的酸或碱来调整。适宜的酸的非限制性实例包括硝酸、硫酸、磷酸及有机酸，例如甲酸及乙酸。适宜的碱的非限制性实例包括氢氧化钠、氢氧化钾及氢氧化铵。
抛光组合物任选地进一步包含缓冲剂。缓冲剂可为能够使抛光组合物保持在如本文所列的pH下的任何适宜的缓冲剂。适宜的缓冲剂的非限制性实例包括甲酸、丙二酸、乙酸、草酸、柠檬酸及磷酸。
化学机械抛光组合物任选地进一步包含一种或多种添加剂。说明性的添加剂包括调理剂(conditioner)、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、阻垢剂、分散剂等。
杀生物剂(若存在的话)可为任何适宜的杀生物剂且可以任何适宜的量存在于抛光组合物中。适宜的杀生物剂是异噻唑啉酮杀生物剂。抛光组合物中的杀生物剂的量典型地为约1ppm至约500ppm，优选地约10ppm至约125ppm。
抛光组合物可通过任何适宜的技术制备，其中的许多是本领域技术人员已知的。抛光组合物可以分批或连续工艺制备。一般而言，抛光组合物可通过以任何次序组合其组分来制备。如本文所用的，术语“组分”包括单独的成分(例如，经表面包覆的研磨剂、共聚物、氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂、任选的pH调节剂等)以及成分的任意组合(例如，经表面包覆的研磨剂、共聚物、氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂、任选的pH调节剂等)。
举例而言，研磨剂可分散于水中。然后，可添加共聚物、氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂并通过能够将组分结合到抛光组合物中的任何方法进行混合。氧化剂和/或任选的过氧化氢可在制备抛光组合物期间的任何时刻添加。可选择地，研磨剂可单独地使用共聚物进行表面包覆，并将经表面包覆的研磨剂提供于水中或分散于水中，随后，添加氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂并通过能够将组分结合到抛光组合物中的任何方法进行混合。抛光组合物可在使用前制备，其中一种或多种组分(例如氧化剂和/或任选的过氧化氢)恰好在使用前(例如，在使用前约1分钟内、或在使用前约1小时内、或在使用前约7天内)添加至抛光组合物中。还可通过在抛光操作期间在基板表面处混合组分来制备抛光组合物。
抛光组合物可作为包含经表面包覆的研磨剂、氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂及水的单料包体系(one-packagesystem)供应。在另一实施方案中，抛光组合物可作为包含研磨剂、共聚物、氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂及水的单料包体系供应。可选择地，经表面包覆的研磨剂可作为在水中的分散体供应到第一容器中，且氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂及水可以干燥形式或作为在水中的溶液或分散体供应到第二容器中。在替代性的实施方案中，研磨剂可作为在水中的分散体供应到第一容器中，且共聚物、氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂及水可以干燥形式或作为在水中的溶液或分散体供应到第二容器中。合乎期望地，氧化剂和/或任选的过氧化氢是与抛光组合物的其它组分分开供应的，而且，由(例如)最终使用者在使用前不久(例如，在使用前1周或更短、在使用前1天或更短、在使用前1小时或更短、在使用前10分钟或更短、或在使用前1分钟或更短)与抛光组合物的其它组分组合。第一或第二容器中的组分可呈干燥的形式，而另一容器中的组分可呈水性分散体的形式。而且，适宜的是，第一及第二容器中的组分具有不同的pH值，或者，具有基本上相似或甚至相等的pH值。抛光组合物的组分的其它的双容器、或三容器、或更多个容器的组合在本领域普通技术人员的知识范围内。
本发明的抛光组合物也可以浓缩物形式提供，该浓缩物意欲在使用之前利用适当量的水来稀释。在这样的实施方案中，抛光组合物浓缩物可包含经表面包覆的研磨剂、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂及水，含或不含氧化剂和/或任选的过氧化氢，其量使得在使用适当量的水及过氧化氢(若尚未以适当的量存在的话)稀释浓缩物时，抛光组合物的各组分将以上文针对各组分所列举的适当范围内的量存在于抛光组合物中。在另一实施方案中，抛光组合物浓缩物可包含研磨剂、共聚物、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂及水，含或不含氧化剂和/或任选的过氧化氢，其量使得在使用适当量的水及过氧化氢(若尚未以适当的量存在的话)稀释浓缩物时，抛光组合物的各组分将以上文针对各组分所列举的适当范围内的量存在于抛光组合物中。举例而言，研磨剂、共聚物、氧化剂、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂或经表面包覆的研磨剂、氧化剂、任选的过氧化氢、任选的有机膦酸、任选的氨基酸、任选的缓冲剂及任选的pH调节剂可各自以作为上文针对各组分所列举的浓度的约2倍(例如，约3倍、约4倍、或约5倍)的量的浓度存在，以便当浓缩物利用等体积的水(例如，分别地2等体积的水、3等体积的水、或4等体积的水)与适宜量的任选的过氧化氢一起稀释时，各组分将以上文针对各组分所阐述的范围内的量存在于抛光组合物中。另外，如由本领域普通技术人员将理解的，浓缩物可含有适当比率的存在于最终抛光组合物中的水，以确保其它组分至少部分或完全溶解于浓缩物中。
本发明还提供化学机械抛光基板的方法，该方法包括(i)提供基板，(ii)提供抛光垫，(iii)提供化学机械抛光组合物，该化学机械抛光组合物包含(a)研磨剂，选自：氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锆及其组合，其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，(b)氧化剂，及(c)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH，(iv)使该基板与该抛光垫及该化学机械抛光组合物接触，及(v)使该抛光垫与该化学机械抛光组合物相对于该基板移动，以磨除该基板的至少一部分，从而抛光该基板。优选地，基板包含位于基板表面上的至少一个钨或钴层及至少一个硅氧化物层，且磨除基板表面上的至少一部分钨或钴及基板表面上的至少一部分硅氧化物，以由此抛光该基板。
化学机械抛光组合物可用于抛光任何适宜的基板，而且，尤其可用于抛光这样的基板，其包含至少一个由钨或钴组成的层(典型地是表面层)及至少一个硅氧化物层。在实施方案中，基板进一步包含硅氮化物(SiN)。在实施方案中，基板进一步包含钛氮化物(TiN)，且磨除基板表面上的至少一部分TiN，以由此抛光该基板。在另一实施方案中，基板包含至少一个钨层、至少一个硅氧化物层、至少一个SiN层及至少一个TiN层。
化学机械抛光组合物尤其适用于包含钨或钴及硅氧化物的基板的抛光后的磨光步骤。在某些实施方案中，基板是通过在包含例如位于硅晶片表面上的硅氧化物层的基板上形成表面特征而制备。在一些实施方案中，所述表面特征用阻挡材料(例如TiN(钛氮化物))的层覆盖。随后，基板的表面用形成电路的材料(例如钨和/或钴)的层覆盖，留下填充表面特征的钨和/或钴的外覆物(overburden)。钨和/或钴外覆物的初始抛光以暴露出表面的硅氧化物，由此形成包含由硅氧化物的区域隔开的钨和/或钴填充线的基板电路特征，此后可实施磨光步骤以减少由初始抛光步骤造成的表面缺陷并移除或减少位于基板表面上的划痕及残余物。侵蚀是指基板特征内的过量的钨移除，导致非平坦的表面形貌。为了使侵蚀最小化或甚至减少，抛光组合物必须展现出最佳的材料移除速率，使得钨和/或钴自基板表面特征的移除与硅氧化物和/或SiN和/或TiN的移除得到平衡，以导致最佳的表面形貌。本发明抛光组合物展现出这样的针对钨和/或钴及硅氧化物和/或SiN和/或TiN的移除速率，使得在磨光步骤中的侵蚀最小化。
类似地，硅氧化物可为任何适宜的硅氧化物，其许多形式是本领域已知的。适宜的硅氧化物类型包括，但不限于，TEOS、硼磷硅玻璃(BPSG)、PETEOS、热氧化物、未经掺杂的硅酸盐玻璃、以及HDP氧化物。
本发明的化学机械抛光组合物及方法特别适于与化学机械抛光装置结合使用。典型地，该装置包括：压板，当使用时，其处于运动中且具有由轨道、线性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，其固持待通过接触抛光垫表面且相对于其移动基板而被抛光的基板。基板的抛光通过以下进行：使基板与抛光垫及本发明的抛光组合物接触放置，然后，相对于基板移动抛光垫，以便磨除基板表面的至少一部分，从而抛光该基板。
可使用任何适宜的抛光垫(例如，抛光表面)以化学机械抛光组合物抛光基板。适宜的抛光垫包括，例如，编织和非编织的抛光垫。此外，适宜的抛光垫可包括具有各种密度、硬度、厚度、可压缩性、压缩回弹能力及压缩模量的任何合适的聚合物。合适的聚合物包括，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、其共形成产物、以及它们的混合物。软质聚氨酯抛光垫特别适用于与本发明抛光方法结合。典型的垫包括，但不限于，SURFINTM000、SURFINTMSSW1、SPM3100(自例如Eminess Technologies商购获得)、POLITEXTM及Fujibo POLYPASTM27(Fujibo H7000、H800、H600、H804等，不确定是否真的需要这些实例)。
合乎期望地，化学机械抛光装置进一步包含原位抛光终点检测系统，其中许多为本领域中已知的。用于通过分析自正在抛光的基板的表面反射的光或其它辐射来检查和监控抛光过程的技术为本领域中已知的。这样的方法是例如在美国专利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中描述。合乎期望地，对于正被抛光的基板的抛光过程的进展的检查或监控使得能够确定抛光终点，即，确定何时终止对特定基板的抛光过程。
以下实施例进一步说明本发明，但当然不应理解为以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
本实施例证实根据本发明实施方案的包含经表面包覆的氧化锆研磨剂且进一步包含过氧化氢的抛光组合物随时间的胶体稳定性。
抛光组合物1A含有5000ppm的180nm粒径的表面包覆有丙烯酸-2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AA-AMPS)共聚物的氧化锆、1080ppm的丙二酸、500ppm的硝酸铁、1000ppm的赖氨酸及1000ppm的精氨酸，pH调整至3.0。抛光组合物1B含有与抛光组合物1A相同的组分且进一步含有0.1重量％的DequestTM2010(其含有1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸)。
将0.5重量％过氧化氢添加至抛光组合物1A及1B。以7天，监测粒径、表面ζ电位、及过氧化氢浓度，其中，过氧化氢浓度是通过用高锰酸钾滴定来测定。随时间变化的粒径及表面ζ电位以图表方式显示于图1中。过氧化氢浓度以图表方式显示于图2中。
如自图1及2中针对两种抛光组合物1A及1B所显示的结果明晰的，粒径、表面ζ电位、及过氧化氢浓度在7天内保持稳定。
实施例2
本实施例证实使用抛光组合物对外覆有钨的图案化硅氧化物覆盖的晶片的磨光抛光的侵蚀的影响，所述抛光组合物包含表面包覆有含有磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物的氧化铝、氧化锆或铈氧化物(氧化铈，cerium oxide)研磨剂。
抛光组合物2A-2C含有1080ppm的丙二酸、500ppm的硝酸铁、1000ppm的赖氨酸及1000ppm的精氨酸，pH调整至3.0。抛光组合物2A-2C分别进一步含有5000ppm的表面包覆有丙烯酸-2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AA-AMPS)共聚物的氧化铝、氧化锆或铈氧化物。
具有0.18x0.18μm特征的外覆有钨的图案化硅氧化物覆盖的晶片首先使用具有Fujibo垫的Mirra工具以10.3kPa下压力以150mL/分钟的浆料流动速率抛光。在清除钨外覆物之后，将图案化晶片抛光至30％过抛光。接下来，将图案化晶片利用抛光组合物2A-2C磨光抛光30秒。在磨光抛光之前及之后量测侵蚀，其中，差值称为Δ侵蚀。结果阐述于表1中。
表1：Δ侵蚀随研磨剂颗粒类型的变化
Figure GDA0002434884870000141
如自表1中所阐释的结果明晰的，含有表面包覆有AA-AMPS共聚物的氧化锆的抛光组合物2B展现这样的Δ侵蚀，其为由含有表面包覆有AA-AMPS共聚物的氧化铝的抛光组合物2B展现的Δ侵蚀的大约一半。含有表面包覆有AA-AMPS共聚物的铈氧化物的抛光组合物2C展现大约
Figure GDA0002434884870000152
的负Δ侵蚀，这指示在使用抛光组合物2C的磨光抛光之后在侵蚀方面的改善。
实施例3
本实施例证实有机膦酸对于由抛光组合物所展现出的TEOS及硅氮化物的移除速率的影响，所述抛光组合物包含表面包覆有共聚物的氧化铝研磨剂，所述共聚物含有磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合。
用抛光组合物3A及3B抛光包含TEOS及硅氮化物(SiN)的毯覆层的单独的基板。抛光组合物3A及3B含有5000ppm的180nm粒径的表面包覆有丙烯酸-2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AA-AMPS)共聚物的氧化铝、1080ppm的丙二酸、500ppm的硝酸铁、1000ppm的赖氨酸及1000ppm的精氨酸，pH调整至3.0。抛光组合物3B进一步含有0.1重量％的DequestTM2010(其含有1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(即，有机膦酸))。在抛光后，测定TEOS及SiN的移除速率。结果阐述于表2中。
表2：有机膦酸对TEOS及SiN移除速率的影响
Figure GDA0002434884870000151
如自表2中所阐释的结果明晰的，含有有机膦酸的抛光组合物3B与不含有有机膦酸的抛光组合物3A相比展现的TEOS移除速率高3倍且SiN移除速率高3倍。
实施例4
本实施例证实丙烯酸-2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AA-AMPS)共聚物在氧化铝上形成表面包覆物，但未在氧化硅上形成表面包覆物。使用WaringTM共混机，在高剪切下，使平均粒径为50nm、100nm及120nm的胶体氧化硅的10％水性分散体与1.6％的分子量24,000的AA-AMPS共聚物混合5分钟。将各分散体的最终pH调整至3.0。使所得的溶液静置1小时，然后，在约80,000g的离心力场下进行离心。对上清液进行取样并通过层析法(chromatography)对残余的AA-AMPS进行分析。对于50nm、100nm及120nm的氧化硅的分散体中的每一者而言，在上清液中收取到100％的AA-AMPS共聚物。当使用粒径为100nm的α氧化铝进行相同的试验时，仅收取到70％的AA-AMPS，而30％的AA-AMPS被发现表面结合至氧化铝颗粒。
实施例5
本实施例表明了经AA-AMPS共聚物处理的氧化铝及氧化硅的胶体稳定性的比较。
如实施例2中所述的，在高剪切下，使平均粒径为50nm、100nm及120nm的胶体氧化硅的10％水性分散体及粒径为100nm的α氧化铝的10％水性分散体与1.6％的分子量24,000的AA-AMPS共聚物混合5分钟。在室温下储存7天后，使用Malvern粒度仪分析分散体的粒径变化。结果阐释在表3中，所述结果表示为相对于未经处理的氧化硅及α氧化铝的初始粒径的变化百分数。
表3：胶体稳定性随颗粒类型及尺寸的变化
颗粒 氧化硅(50nm) 氧化硅(100nm) 氧化硅(120nm) 氧化铝(100nm)
相对于第0天的粒径增大(％) 32％ 39％ 414％ 0
如自表3中所阐释的结果明晰的，氧化铝的粒径在AA-AMPS共聚物的存在下是完全稳定的，而氧化硅经历了显著的粒径生长。另外，经处理的氧化硅的分散体展现出胶体不稳定性，而经处理的氧化铝的分散体未展现胶体不稳定性。
实施例6
本实施例证实使用抛光组合物对于外覆有钨的图案化硅氧化物覆盖的晶片的磨光抛光的侵蚀的影响，所述抛光组合物包含表面包覆有共聚物的氧化铝研磨剂，所述共聚物含有磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合。
具有0.18x0.18μm特征的外覆有钨的图案化硅氧化物覆盖的晶片首先使用具有Fujibo垫的Mirra工具以10.3kPa下压力以150mL/分钟的浆料流动速率抛光。在清除钨外覆物之后，将图案化晶片抛光至30％过抛光。接下来，将图案化晶片利用抛光组合物6A及6B磨光抛光30秒。抛光组合物6B含有0.1重量％的DequestTM2010(其含有1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(即，有机膦酸))，而抛光组合物6A不含DequestTM2010。在磨光抛光之前及之后量测侵蚀，其中，差值称为Δ侵蚀。结果阐述于表4中。
表4：Δ侵蚀随有机膦酸的变化
Figure GDA0002434884870000171
如自表4中所阐释的明晰的，抛光组合物6B(其含有经共聚物表面处理的氧化铝研磨剂且进一步含有有机膦酸，所述共聚物含有磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合)展现出比不含有机膦酸的抛光组合物6A低约3倍的Δ侵蚀。
实施例7
本实施例证实仅含有经表面包覆的氧化铈研磨剂的抛光组合物的胶体稳定性随时间的变化。
以1单位的增量，将含有2重量％的表面包覆有AA-AMPS共聚物的氧化铈的水性混合物的pH从pH 2调整至pH 12。量测粒径及ζ电位。结果以图表方式显示于图3中。
如自图3中所示的结果明晰的，粒径在pH 2-10的pH范围内保持大致不变，而经表面包覆的研磨剂颗粒的ζ电位在大约-50mV至0mV的范围内。因此，经表面包覆的氧化铈在宽的pH范围内展现出良好的胶体稳定性。
实施例8
本实施例证实有机膦酸对于由抛光组合物所展现的钨、TEOS、硅氮化物及TiN的移除速率的影响，所述抛光组合物包含表面包覆有共聚物的研磨剂，所述共聚物含有磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合。
用抛光组合物8A及8B抛光包含钨、TEOS、硅氮化物及TiN的毯覆层的单独的基板。抛光组合物8A含有5000ppm的120nm粒径的表面包覆有丙烯酸-2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AA-AMPS)共聚物的氧化铈、1080ppm的丙二酸、500ppm的硝酸铁、1000ppm的赖氨酸及1000ppm的精氨酸，pH调整至3.0。抛光组合物8B含有与抛光组合物8A相同的组分，只是抛光组合物8B含有表面包覆有AA-AMPS的180nm粒径的氧化铝[CONFIRM]而不是经表面包覆的氧化铈。
在抛光后，测定钨、TEOS、硅氮化物及TiN的移除速率。结果阐述于表5中。
表5：移除速率随研磨剂颗粒的变化
Figure GDA0002434884870000181
如自表5中所阐释的结果明晰的，含有表面包覆有AA-AMPS的氧化铈的抛光组合物8A展现的TiN移除速率为抛光组合物8B所展现的移除速率的约42％。含有表面包覆有AA-AMPS的氧化铈的抛光组合物8A展现的TiN移除速率显著低于含有表面包覆有AA-AMPS的氧化铝的抛光组合物8B所展现的TiN移除速率，同时保持相似的TEOS移除速率。
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)在此引入作为参考，其参考程度如同各参考文献被单独和具体说明以引入作为参考并且各参考文献在本文中全部阐述一般。
在描述本发明的范围(特别是所附权利要求的范围)中使用术语“一个”和“一种”和“该”和“至少一个(种)”以及类似的指示物应理解为包括单数和复数，除非本文中另有说明或上下文明显矛盾。在一个或多个项目的列表后使用术语“至少一个(种)”(例如，“A和B中的至少一个(种)”)解释为意指选自所列项目中的一个(种)项目(A或B)或所列项目中的两个(种)或更多个(种)项目的任何组合(A和B)，除非本文中另有说明或上下文明显矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”、和“含有”应理解为开放式术语(即，意味着“包括，但不限于”)，除非另有说明。本文中数值范围的列举仅仅用作单独提及落在该范围内的每个独立值的简写方法，除非本文中另有说明，并且在说明书中引入每个独立值，就如同其在这里被单独列举一样。本文描述的所有方法可以任何适合的顺序进行，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。本文中提供的任何和所有实例、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定，除非另有说明。说明书中没有语言应被理解为是在将任何非要求保护的要素表明为是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案，包括本发明人已知的进行本发明的最佳模式。通过阅读上述说明书，那些优选实施方案的变化对于本领域的普通技术人员来说将变得明晰。本发明人希望技术人员适当地采用这种变化，且本发明人希望本发明用不同于本文具体描述的方式进行实践。因此，本发明包括适用法律所允许的、所附权利要求书中所列举的主题的所有修改和等价物。此外，本发明涵盖上述要素在其所有可能变化中的任意组合，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。

Claims (19)

1.用于对包含至少一个钨或钴层及至少一个硅氧化物层的基板进行抛光的化学机械抛光组合物，包含：
(a)研磨剂，其中，该研磨剂在抛光组合物的pH下是带正电的，选自：氧化铈、氧化钛、氧化锆及其组合，其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，
(b)氧化剂，及
(c)水，
其中该抛光组合物具有2至5的pH，并且
其中该氧化剂包含过氧化氢和5ppm至500ppm硝酸铁。
2.权利要求1的抛光组合物，其中该共聚物由2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸单体单元及丙烯酸单体单元组成。
3.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物进一步包含选自以下的有机膦酸：2-氨基乙基膦酸、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羟基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羟基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-膦酰基丁烷-1,2-二羧酸、1-膦酰基丁烷-2,3,4-三羧酸、α-甲基膦酰基琥珀酸及其组合。
4.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物进一步包含氨基酸。
5.权利要求4的抛光组合物，其中该氨基酸为甘氨酸、赖氨酸、精氨酸或丙氨酸。
6.用于对包含至少一个钨或钴层及至少一个硅氧化物层的基板进行抛光的化学机械抛光组合物，包含：
(a)氧化铝研磨剂，其中该氧化铝表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，
(b)氧化剂，
(c)有机膦酸，其中该有机膦酸选自2-氨基乙基膦酸、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羟基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羟基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-膦酰基丁烷-1,2-二羧酸、1-膦酰基丁烷-2,3,4-三羧酸、α-甲基膦酰基琥珀酸及其组合，及
(d)水，
其中该抛光组合物具有2至5的pH，并且
其中该氧化剂包含过氧化氢和5ppm至500ppm硝酸铁。
7.权利要求6的抛光组合物，其中该共聚物由2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸单体单元及丙烯酸单体单元组成。
8.权利要求6的抛光组合物，其中该抛光组合物进一步包含氨基酸。
9.权利要求8的抛光组合物，其中该氨基酸为甘氨酸、赖氨酸、精氨酸或丙氨酸。
10.化学机械抛光包含至少一个钨或钴层及至少一个硅氧化物层的基板的方法，包括：
(i)提供基板；
(ii)提供抛光垫，
(iii)提供化学机械抛光组合物，其包含：
(a)研磨剂，选自：氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锆及其组合，其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及羧酸单体单元的组合的共聚物，或其中该研磨剂表面包覆有包含磺酸单体单元及膦酸单体单元的组合的共聚物，
(b)氧化剂，及
(c)水，
该抛光组合物进一步包含选自以下的有机膦酸：2-氨基乙基膦酸、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、乙烷-1-羟基-1,1-二膦酸、乙烷-1-羟基-1,1,2-三膦酸、乙烷-1,2-二羧基-1,2-二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-膦酰基丁烷-1,2-二羧酸、1-膦酰基丁烷-2,3,4-三羧酸、α-甲基膦酰基琥珀酸及其组合，
其中该抛光组合物具有2至5的pH，
(iv)使该基板与该抛光垫及该化学机械抛光组合物接触，及
(v)相对于该基板移动该抛光垫及该化学机械抛光组合物，以磨除该基板的至少一部分，从而抛光该基板。
11.权利要求10的方法，其中该共聚物由2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸单体单元及丙烯酸单体单元组成。
12.权利要求11的方法，其中该2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸单体单元及丙烯酸单体单元的摩尔比范围为10:1至1:10。
13.权利要求10的方法，其中该共聚物不包含丙烯酸酯单体单元或含芳基的单体单元。
14.权利要求10的方法，其中该氧化剂包含三价铁离子。
15.权利要求14的方法，其中该氧化剂进一步包含过氧化氢。
16.权利要求10的方法，其中该抛光组合物进一步包含氨基酸。
17.权利要求16的方法，其中该氨基酸为甘氨酸、赖氨酸、精氨酸或丙氨酸。
18.权利要求10的方法，其中磨除该钨或钴的至少一部分及该硅氧化物的至少一部分以抛光该基板。
19.权利要求18的方法，其中该基板进一步包含TiN，且其中磨除该TiN的至少一部分以抛光该基板。
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