CN1849378A - 化学－机械抛光组合物及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种化学－机械抛光组合物，其包含：(a)二氧化硅颗粒、(b)以所述抛光组合物总重量计约5×10－3至约10毫摩尔/千克的至少一种选自由钙、锶、钡及其混合物组成的群组的碱土金属、(c)约0.1至约15重量％的氧化剂、及(d)含水液体载剂。本发明还提供一种抛光组合物，其可视需要含有氧化剂、约5×10－3至约10毫摩尔/千克的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属。本发明进一步提供使用上述抛光组合物抛光基材的方法。

Description

化学-机械抛光组合物及其使用方法
技术领域
本发明关于一种抛光组合物和使用它抛光基材的方法。
背景技术
集成电路是由数百万个在基材(例如，硅片)中或其上形成的有源器件构成。主动器件以化学及物理方式连接至基材，并通过使用多层互连线互连以形成功能电路。典型的多级互连线包括第一金属层、层间介电层及有时第三及后续金属层。可使用诸如经掺杂与未掺杂的二氧化硅(SiO2)及/或低-κ电介质等层间电介质使不同金属层电绝缘。
可通过使用金属通路使不同互连层之间形成电连接。例如，美国专利第5,741,626号描述了一种用于制备TaN介电层的方法。此外，美国专利第4,789,648号描述了一种在绝缘体膜中制备多个金属化层及金属化通路的方法。同样，可使用金属触点在形成于一井中的器件与互连层之间形成电连接。金属通路及触点可填有各种金属及合金，例如，钛(Ti)、氮化钛(TiN)、铝铜(Al-Cu)、铝硅(Al-Si)、铜(Cu)、钨(W)其组合(下文称为“通路金属”)。
通路金属通常使用一粘附层(即，障壁膜，例如，钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、钨(W)或氮化钨(WN)障壁膜)将通路金属粘附于SiO2基材上。在接触层，障壁膜可作为扩散障壁以防止通路金属与SiO2反应。
在一种半导体制造方法中，可通过毯覆金属沉积继而进行化学-机械抛光(CMP)步骤形成金属通路及/或触点。在一典型方法中，可通过一层间电介质(ILD)将通孔蚀刻至互连线或半导体基材。其次，在ILD上形成障壁膜并将其引入已蚀刻的通孔内。然后，将通路金属毯覆沉积在障壁膜上并到达通孔内。沉积持续到通孔充满经毯覆沉积之金属为止。最后，通过化学-机械抛光(CMP)去除过量金属以形成金属通路。通路的制法及/或CMP揭示于美国专利第4,671,851号、第4,910,155号及第4,944,836号中。
典型金属CMP系统包含悬浮于氧化性含水介质中的研磨材料(例如，二氧化硅或矾土)。例如，美国专利第5,244,534号揭示一种包含矾土、过氧化氢及氢氧化钾或氢氧化铵的系统，其可用以去除钨，同时几乎不会移除下伏绝缘层。美国专利第5,209,816号揭示一种用于抛光铝的系统，其于水性介质中包含高氯酸、过氧化氢及一固体研磨材料。美国专利第5,340,370号揭示含有铁氰化钾、醋酸钾、乙酸及二氧化硅的钨抛光系统。美国专利第5,391,258号与美国专利第5,476,606号揭示用以抛光金属与二氧化硅复合材料的系统，其包括水性介质、研磨颗粒及控制二氧化硅移除速率的阴离子。美国专利第5,770,095号揭示包含氧化剂、化学试剂及一选自胺基乙酸及酰胺基硫酸的蚀刻剂的抛光系统。用于CMP应用的其它抛光系统阐述于美国专利第4,956,313号、第5,137,544号、第5,157,876号、第5,354,490号及第5,527,423号中。
一般而言，钛、氮化钛及类似金属(例如，钨)的障壁膜具化学活性。因此，此种障壁膜与通路金属的化学性质类似。因此，可以使用单一系统以相似速率有效地抛光Ti/TiN障壁膜及通路金属二者。然而，Ta及TaN障壁膜与Ti、TiN及类似障壁膜明显不同。与Ti及TiN相比，Ta及TaN的化学性质更具惰性。因此，上述系统抛光钽层的效率明显低于其抛光钛层的效率(例如，钽移除速率明显低于钛移除速率)。尽管通路金属及障壁金属由于其相似的高移除速率而通常使用单一系统抛光，但使用习知抛光系统同时抛光通路金属及钽与类似材料会导致不期望的结果，例如氧化物侵蚀及通路金属凹陷。
因此，仍然需要一种抛光含第一金属层与第二层的基材的系统、组合物及/或方法，以使第一金属层的平面化效率、均匀性及移除速率达到最大并使第二层之平面化最小化，藉此使诸如第一金属层凹陷、表面缺陷及损坏下伏构形等不期望影响最小化。本发明提供此一系统、组合物及方法。自本文所提供的本发明说明可清楚地了解本发明的此等及其它特征与优点。
发明内容
本发明提供一种包括以下组份的化学-机械抛光组合物：(a)热解法二氧化硅颗粒、(b)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶、钡及其混合物组成的群组的碱土金属、(c)约0.1至约15重量％的氧化剂及(d)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13。
本发明还提供一种包括以下组份的化学-机械抛光组合物：(a)热解法二氧化硅颗粒、(b)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(c)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13。
本发明提供一种包括以下组份的化学-机械抛光组合物：(a)包括胶态二氧化硅在内的二氧化硅颗粒、(b)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶、钡及其混合物组成的群组的碱土金属、(c)约0.1至约15重量％的氧化剂及(d)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13。
本发明还提供一种包括以下组份的化学-机械抛光组合物：(a)包括胶态二氧化硅在内的二氧化硅颗粒、(b)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(c)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13。
本发明进一步提供一种抛光一基材的方法，其包括以下步骤：(a)提供一种基材；(b)提供含以下组份的化学-机械抛光组合物：(i)二氧化硅颗粒，例如热解法二氧化硅或胶态二氧化硅，(ii)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、钡、锶及其混合物组成的群组的碱金属，(iii)约0.1至约15重量％的氧化剂及(iv)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13；(c)将此化学-机械抛光组合物施加于所述基材的至少一部分上；及(d)用此抛光组合物研磨所述基材的至少一部分以抛光此基材。
此外，本发明提供一种抛光一基材的方法，其包括以下步骤：(a)提供一种基材；(b)提供含以下组份的化学-机械抛光组合物：(i)二氧化硅颗粒，例如热解法二氧化硅及胶态二氧化硅，(ii)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(iii)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13；(c)将此化学-机械抛光组合物施于所述基材的至少一部分上；及(d)用此抛光组合物研磨此至少一部分基材以抛光此基材。
具体实施方式
本发明提供一种化学-机械抛光组合物，其含有：(a)热解法二氧化硅颗粒、(b)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶、钡及其混合物组成的群组的碱土金属、(c)约0.1至约15重量％的氧化剂及(d)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13。
如上所述，此抛光组合物包含热解法二氧化硅颗粒。本文所用术语“热解法二氧化硅颗粒”指通过热解法制成的二氧化硅颗粒，例如，二氧化硅前体(例如，SiCl4)的汽相水解法。此等二氧化硅颗粒通常为较小原始颗粒的聚集体，其通过较强内聚力结合在一起。聚集体二氧化硅颗粒也可形成较大的聚结颗粒，其通过较弱的内聚力结合在一起。
此抛光组合物可包含任何适宜量的热解法二氧化硅。通常，热解法二氧化硅颗粒是以占抛光组合物总重量约0.1重量％或以上的量存在于此抛光组合物中。一般而言，热解法二氧化硅颗粒也以占抛光组合物总重量约20重量％或以下(例如，约0.1至约20重量％)的量存在于此抛光组合物中。热解法二氧化硅颗粒较佳以占抛光组合物总重量约1至约10重量％(更佳约2至约8重量％)的量存在于此抛光组合物中。
本发明提供一种化学-机械抛光组合物，其含有：(a)包括二氧化硅胶体颗粒在内的二氧化硅颗粒、(b)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶、钡及其混合物组成的群组的碱土金属、(c)约0.1至约15重量％的氧化剂及(d)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13。
如上所述，此抛光组合物包含热解法二氧化硅颗粒。本文所用术语“胶态二氧化硅颗粒”指通常通过Si(OH)4缩合制备的呈胶态分散的缩聚二氧化硅。
此抛光组合物可包括任何适宜量的胶态二氧化硅。通常，胶态二氧化硅颗粒是以占抛光组合物总重量约0.1重量％或以上的量存在于抛光组合物中。胶态二氧化硅颗粒通常也以占抛光组合物总重量约20重量％或以下(例如，约0.1至约20wt.％)的量存在于抛光组合物中。胶态二氧化硅颗粒较佳以占抛光组合物总重量约1至约10重量％(更佳约2至约8wt.％)的量存在于抛光组合物中。
除热解法二氧化硅颗粒外，此抛光组合物可进一步包含其它适宜的研磨剂。适宜的额外研磨剂包括(但不限于)金属氧化物研磨剂，例如，矾土(例如，α-矾土、γ-矾土、δ-矾土及热解法矾土)、二氧化硅(例如，呈胶态分散的缩聚二氧化硅及沉淀二氧化硅)、氧化铈、氧化钛、氧化锆、氧化铬、氧化铁、氧化锗、氧化镁、其共形成产物及其组合物。一般而言，抛光组合物中存在的研磨剂(包括热解法二氧化硅颗粒)总量以抛光组合物总重量计不超过约25重量％，较佳不超过约20重量％。
如上所述，此抛光组合物可包括至少一种选自由钙、锶、钡及其混合物组成的群组的碱土金属。在另一实施例中，此抛光组合物可包含至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属。此抛光组合物中所含的碱土金属可衍生自任何适宜来源。较佳地，此抛光组合物中所含的碱土金属衍生自至少一种水溶性碱土金属盐。
以抛光组合物总重量计，碱土金属是以约5×10-3至约10毫摩尔(mmol/kg)的量存在于抛光组合物中。一般而言，以抛光组合物总重量计，碱土金属是以约5×10-3毫摩尔/千克或以上、较佳约7×10-3毫摩尔/千克或以上、更佳约8×10-3毫摩尔/千克或以上且最佳约1×10-2毫摩尔/千克或以上的量存在于抛光组合物内。以此抛光组合物总重量计，碱土金属较佳以约5×10-3至约7.5毫摩尔/千克、更佳约5×10-3至约5毫摩尔/千克、尤佳约5×10-3至约3毫摩尔/千克且最佳约5×10-3至约2.5毫摩尔/千克的量存在于抛光组合物内。在某些实施例中，例如，当碱土金属包括钙时，以抛光组合物总重量计，碱土金属可以约5×10-3至约7.5毫摩尔/千克、较佳约7.5×10-3至约5毫摩尔/千克、更佳约1×10-2至约3毫摩尔/千克且最佳约2.5×10-2至约2.5毫摩尔/千克的量存在于抛光组合物中。当碱土金属包括锶时，以抛光组合物总重量计，碱土金属可以约5×10-3至约6毫摩尔/千克、较佳约5×10-3至约4毫摩尔/千克、更佳约7.5×10-3至约2毫摩尔/千克且最佳约1×10-2至约1.5毫摩尔/千克的量存在于抛光组合物中。当碱土金属包括钡时，以抛光组合物总重量计，碱土金属可以约5×10-3至约5毫摩尔/千克、较佳约5×10-3至约2毫摩尔/千克、更佳约6×10-3至约1毫摩尔/千克且最佳约7×10-3至约0.75毫摩尔/千克的量存在于抛光组合物中。
在某些实施例中，此抛光组合物包含一种氧化剂。适宜的氧化剂包括(但不限于)无机及有机过氧化合物、溴酸盐、硝酸盐、氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、铁及铜盐(例如，硝酸盐、硫酸盐、EDTA及柠檬酸盐)、稀土与过渡金属氧化物(例如，四氧化锇)、铁氰化钾、重铬酸钾、碘酸及诸如此类。过氧化合物(如Hawley的CondensedChemical Dictionary中所定义)是包含至少一个过氧基团(-O-O-)的化合物或包含一呈其最高氧化态的元素的化合物。含至少一个过氧基团的化合物的实例包括(但不限于)过氧化氢及其加合物(例如，过氧化氢脲与过碳酸盐)、有机过氧化物(例如，过氧化苯甲酰、过乙酸及二-第三-丁基过氧化物)、单过硫酸根(SO5 2-)、二过硫酸根(S2O8 2-)及过氧化钠。含一呈其最高氧化态的元素的化合物的实例包括(但不限于)高碘酸、高碘酸盐、过溴酸、过溴酸盐、高氯酸、高氯酸盐、过硼酸、过硼酸盐及高锰酸盐。氧化剂较佳为过氧化氢。
此抛光组合物可包含任何适宜量的氧化剂。当存在氧化剂时，其较佳以占抛光组合物总重量约0.1重量％(更佳约0.5重量％或以上且最佳约1重量％或以上)的量存在于抛光组合物中。当存在氧化剂时，其也较佳以占抛光组合物总重量约30重量％或以下、更佳约20重量％或以下、尤佳约15重量％或以下(例如，约0.1至约15重量％)、甚至更佳约8重量％或以下(例如，约0.5至约8重量％)、且最佳约5重量％或以下(例如，约1至约5重量％)的量存在于抛光组合物中。
使用液体载剂可促进将热解法或胶态二氧化硅颗粒、碱土金属及任何其它添加物施加于欲抛光或平面化的适宜基材表面。该液体载剂可是任何适宜的液体载剂。如上所述，此液体载体包含水。水较佳为去离子水。此液体载剂可进一步包含一适宜的水可混溶溶剂。然而，在某些较佳实施例中，此液体载剂实质上由或由水(更佳为去离子水)组成。
此抛光组合物的pH值为约7至约13。此抛光组合物的pH值较佳为约8至约12，更佳为约8至约11。可通过任何适宜方法获得及/或维持此化学-机械抛光系统的pH值。更具体而言，此抛光组合物可进一步包含pH调节剂、pH缓冲剂或其组合。此pH调节剂可为任一适宜的pH调节化合物。例如，pH调节剂可为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵或其组合。pH缓冲剂可为任一适宜的缓冲剂，例如，磷酸盐、乙酸盐、硼酸盐、铵盐及诸如此类。此化学-机械抛光系统可包含任何适宜量的pH调节剂及/或pH缓冲剂，只要此量足以获得及/或维持本文所述范围内的抛光系统pH值。
此抛光组合物可进一步包含一种酸。此种酸可为任一适宜的酸，例如，无机或有机酸或其组合。例如，此抛光组合物可包含一种选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合物组成的群组的无机酸。抛光组合物可包含(或者或除无机酸外)一种选自由以下组成的群组的有机酸：草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合。当存在时，此(等)酸可以任一适宜量存在于抛光组合物中。
此抛光组合物还可包含一腐蚀抑制剂(即，成膜剂)。腐蚀抑制剂可为任何适宜的腐蚀抑制剂。通常，腐蚀抑制剂是一含有一个含杂原子官能团的有机化合物。例如，腐蚀抑制剂可为具有至少一个5-或6-元杂环作为活性官能团的杂环有机化合物，其中此杂环含有至少一个氮原子，例如，唑类化合物。较佳地，此腐蚀抑制剂含有至少一个唑基。更佳地，此腐蚀抑制剂选自由1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑及其混合物组成的群组。此抛光系统中所用腐蚀抑制剂的量通常占抛光组合物总重量的约0.0001重量％至约3重量％(较佳约0.001重量％至约2重量％)。
此抛光组合物视情况可进一步包含一螯合剂或络合剂。络合剂是任一可增强所移除基材层移除速率的适宜化学添加剂。适宜的螯合剂或络合剂可包括(例如)羰基化合物(例如，乙酰丙酮化物及诸如此类)、简单的羧酸酯(例如，乙酸酯、芳基羧酸酯及诸如此类)、含一或多个羟基的羧酸盐(例如，羟基乙酸盐、乳酸盐、葡萄糖酸盐、五倍子酸及其盐及诸如此类)、二-、三-、及多-羧酸盐(例如，草酸盐、邻苯二甲酸盐、柠檬酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、乙二胺四乙酸盐(例如，EDTA二钾)、其混合物及诸如此类)、含一或多个磺酸及/或膦酸基团的羧酸盐及诸如此类。适宜的螯合剂或络合剂还可包括(例如)二-、三-或多元醇(例如，乙二醇、焦儿茶酚、焦没食子酚、丹宁酸及诸如此类)及含胺化合物(例如，氨、氨基酸、胺基醇、二-、三-及多胺及诸如此类)。螯合剂或络合剂的选择取决于所移除基材层的类型。
应了解，诸多上述化合物可以盐形式(例如，金属盐、铵盐或诸如此类)、酸或部分盐的形式存在。例如，柠檬酸盐包括柠檬酸及其单-、二-及三-盐；邻苯二甲酸盐包括邻苯二甲酸及其单盐(例如，邻苯二甲酸氢钾)及二-盐；高氯酸盐包括其相应酸(亦即，高氯酸)及其盐。此外，某些化合物或试剂可具有一种以上的功能。例如，某些化合物可兼作螯合剂与氧化剂二者(例如，某些铁硝酸盐及诸如此类)。
此抛光组合物可进一步包含表面活性剂。适宜的表面活性剂可包括(例如)阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、其混合物及诸如此类。此抛光组合物较佳包含非离子表面活性剂。一种适宜的非离子表面活性剂的实例为乙二胺聚氧乙烯表面活性剂。表面活性剂的量通常占抛光组合物总重量的约0.0001重量％至约1重量％(较佳约0.001重量％至约0.1重量％，且更佳约0.005重量％至约0.05重量％)。
此抛光组合物可进一步包含消泡剂。此消泡剂可为任一适宜的消泡剂。适宜的消泡剂包括(但不限于)以硅为主及以炔系二醇为主的消泡剂。消泡剂在抛光组合物中的存在量通常为约10ppm至约140ppm。
此抛光组合物还可含有杀虫剂。此杀虫剂可为任一适宜的杀虫剂，例如，异噻唑啉酮杀虫剂。杀虫剂在抛光组合物中的用量通常为约1至约50ppm，较佳约10至约20ppm。
此抛光组合物较佳具有胶态稳定性。术语胶体指热解法颗粒存于液体载剂中的悬浮液。胶态稳定性指经过一段时间仍能维持此悬浮液形式。当将此抛光组合物置于100毫升量筒内并使其无搅动静置2小时时，若量筒底部50毫升内的颗粒浓度([B]，以g/ml表示)与量筒顶部50毫升内的颗粒浓度([T]，以g/ml表示)的差除以抛光组合物中的初始颗粒浓度([C]，以g/ml表示)小于或等于0.5(即，{[B]-[T]}/[C]≤0.5)，则认为抛光组合物具有胶态稳定性。[B]-[T]/[C]的值较佳小于或等于0.3，更佳小于或等于0.1，甚至更佳小于或等于0.05，且最佳小于或等于0.01。
抛光组合物的平均粒径较佳在此抛光组合物的使用寿命期间实质上保持不变。具体而言，在抛光组合物的使用寿命(例如，约90天或更长，约180天或更长或约365天或更长)期间，此抛光组合物的平均粒径的增加量较佳小于约40％，例如，小于约35％、小于约30％、小于约25％、小于约20％、小于约15％或小于约10％。
在另一实施例中，本发明提供一种包含以下组份的化学-机械抛光组合物：(a)热解法二氧化硅颗粒、(b)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(c)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13。本发明的此化学-机械抛光组合物实施例的其它特征(例如，热解法二氧化硅颗粒的量、碱土金属的量、液体载剂、pH值及其它适宜添加剂)可与本发明化学-机械抛光组合物第一实施例的上述特征相同。
本发明进一步提供用本文所述抛光组合物抛光一基材的方法。此方法通常包括以下步骤：(i)提供一基材、(ii)提供一本文所述的抛光组合物、及(iii)将此抛光组合物施加于所述基材的一部分上、及(iv)研磨此基材的一部分以抛光此基材。
在另一实施例中，本发明提供一种包含以下组份的化学-机械抛光组合物：(a)胶态二氧化硅颗粒、(b)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(c)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13。本发明此化学-机械抛光组合物实施例的其它特征(例如，二氧化硅颗粒的量、碱土金属的量、液体载剂、pH值及其它适宜添加剂)可与本发明化学-机械抛光组合物第一实施例的上述特征相同。
本发明进一步提供用本文所述抛光组合物抛光一基材的方法。此方法通常包括以下步骤：(i)提供一基材、(ii)提供一本文所述的抛光组合物、及(iii)将此抛光组合物施加于此基材的一部分上及(iv)研磨此基材的一部分以抛光此基材。
在一实施例中，抛光一基材的方法包括以下步骤：(a)提供一基材；(b)提供一包含以下组份的化学-机械抛光组合物：(i)热解法二氧化硅颗粒、(ii)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、钡、锶及其混合物组成的群组的碱土金属、(iii)约0.1至约15重量％的氧化剂及(iv)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13；(c)将此化学-机械抛光组合物施于此基材的至少一部分上及(d)用此抛光组合物研磨此基材的至少一部分以抛光此基材。
本发明的此方法实施例中所用抛光组合物包含(i)热解法二氧化硅颗粒、(ii)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、钡、锶及其混合物组成的群组的碱土金属、(iii)约0.1至约15重量％的氧化剂及(iv)一液体载剂，且该抛光组合物的pH值为约7至约13。本发明的此方法实施例所用的化学-机械抛光组合物的其它特征(例如，热解法二氧化硅颗粒的量、碱土金属的量、氧化剂的量、液体载剂、pH值及其它适宜添加剂)可与本发明化学-机械抛光组合物的特征相同。
在一实施例中，抛光一基材的方法包括以下步骤：(a)提供一基材；(b)提供一含有以下组份的化学-机械抛光组合物：(i)胶态二氧化硅颗粒、(ii)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、钡、锶及其混合物组成的群组的碱土金属、(iii)约0.1至约15wt.％的氧化剂及(iv)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13；(c)将此化学-机械抛光组合物施加于所述基材的至少一部分上；及(d)用此抛光组合物研磨所述基材的至少一部分以抛光此基材。
本发明的此方法实施例中所用的抛光组合物包含(i)胶态二氧化硅颗粒、(ii)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、钡、锶及其混合物组成的群组的碱土金属、(iii)约0.1至约15wt.％的氧化剂及(iv)一液体载剂，且此抛光组合物的pH值为约7至约13。本发明的此方法实施例所用的化学-机械抛光组合物的其它特征(例如，二氧化硅颗粒的量、碱土金属的量、氧化剂的量、液体载剂、pH值及其它适宜添加剂)可与本发明化学-机械抛光组合物的上述特征相同。
在另一实施例中，抛光一基材的方法包括以下步骤：(a)提供一基材；(b)提供一含有以下组份的化学-机械抛光组合物：(i)热解法二氧化硅颗粒、(ii)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(iii)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13；(c)将此化学-机械抛光组合物施加于所述基材的至少一部分上；及(d)用此抛光组合物研磨所述基材的至少一部分以抛光此基材。
本发明的此另一方法实施例中所用的抛光组合物包含(i)热解法二氧化硅颗粒、(ii)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(iii)一液体载剂，且此抛光组合物的pH值为约7至约13。本发明的此方法实施例所用的化学-机械抛光组合物的其它特征(例如，热解法二氧化硅颗粒的量、碱土金属的量、液体载剂、pH值及其它适宜添加剂)可与本发明化学-机械抛光组合物的上述特征相同。
在另一实施例中，抛光一基材的方法包括以下步骤：(a)提供一基材；(b)提供一含有以下组份的化学-机械抛光组合物：(i)胶态二氧化硅颗粒、(ii)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(iii)一含水液体载剂，其中此抛光组合物的pH值为约7至约13；(c)将此化学-机械抛光组合物施加于所述基材的至少一部分上；及(d)用此抛光组合物研磨所述基材的至少一部分以抛光此基材。
本发明的此另一方法实施例中所用的抛光组合物包含(i)胶态二氧化硅颗粒、(ii)以抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克(mmol/kg)的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属及(iii)一液体载剂，且此抛光组合物的pH值为约7至约13。本发明的此方法实施例中所用的化学-机械抛光组合物的其它特征(例如，胶态二氧化硅颗粒的量、碱土金属的量、液体载剂、pH值及其它适宜添加剂)可与本发明化学-机械抛光组合物的上述特征相同。
欲用本发明方法抛光的基材可为任何适宜的基材。适宜的基材包括(但不限于)集成电路、存储器或硬磁盘、金属、层间电介质(ILD)器件、半导体、微电子-机械系统、铁电体及磁头。金属层可含有任何适宜金属。例如，金属层可含有铜、钽(例如，氮化钽)、钛、铝、镍、铂、钌、铱或铑。此基材可进一步含有至少一层绝缘层。此绝缘层可为一金属氧化物、多孔金属氧化物、玻璃、有机聚合物、氟化有机聚合物或任何其它适宜的高或低κ绝缘层。较佳地，此基材含有钽或氮化钽，且至少一部分钽或氮化钽用此抛光组合物研磨以抛光此基材。
本发明的抛光方法尤其适于与化学-机械抛光(CMP)装置联合使用。通常，此装置包括一个平台，当使用时该平台会运动且具有一因轨道、直线或圆周运动产生的速度；与此平台接触且随平台运动而移动的抛光垫；及一支座，其通过接触并相对于抛光垫表面移动来握持拟抛光基材。通过放置基材使之接触抛光垫及本发明抛光组合物并随后使抛光垫相对于基材移动来实施基材抛光，以研磨至少一部分基材来抛光此基材。
较为合意地，CMP装置进一步包含一个原位抛光端点侦测系统，其多数已为该项技术所熟知。通过分析自基材表面反射的光或其它辐射来检查并监视抛光过程的技术已为该项技术熟知。较为合意地，检查或监视所抛光基材的抛光过程进程可确定抛光终点，即，可确定何时终止一特定基材的抛光过程。
此CMP装置可进一步含有一种氧化此基材的构件。在电化学抛光系统中，用于氧化此基材的构件较佳包括一个将时变电位(例如，阳极电位)施加于基材上的器件(例如，电子稳压器)。用于将时变电位施于基材上的器件可系任一适宜的此种器件。用于氧化基材的构件较佳包括一个于抛光初始阶段期间施加第一电位(例如，高氧化电位)及在或于抛光后期阶段期间施加第二电位(例如，低氧化电位)的器件，或于抛光中间阶段期间将第一电位变成第二电位(例如，于中间阶段期间连续降低此电位或于第一高氧化电位预定时间间隔后将此电位迅速自第一高氧化电位降低至第二低氧化电位)的器件。例如，在抛光的初始阶段期间，施加相对高的氧化电位至基材上以促进此基材的较高氧化/溶解/移除速率。当抛光进行至后期阶段时，例如，当接近下伏障壁层时，将所施加电位降至使基材的氧化/溶解/移除速率显著降低或可忽略的程度，藉此消除或实质上减少凹陷、腐蚀及侵蚀。较佳使用可控式可变DC电源(例如，电子稳压器)施加时变电化学电位。美国专利第6,379,223号进一步描述一种通过施加电位氧化基材的构件。
以下实例进一步说明本发明，但是，当然无论如何不能解释为限制本发明的范围。
                    实例1
本实例说明本发明抛光组合物可显示增强的抛光速率。使用7种不同抛光组合物(抛光组合物1A、1B、1C、1D、1E、1F及1G)抛光相似的含钽基材。以抛光组合物的总重量计，抛光组合物1A(本发明)含有约0.50毫摩尔/千克(mmol/kg)(约20ppm)钙(为氯化钙形式)。抛光组合物1B(比较物)不含可察觉量的金属离子。抛光组合物1C(比较物)包含约7.41毫摩尔/千克(约200ppm)铝(为十八水合硫酸铝形式)。抛光组合物1D(比较物)包含约0.82毫摩尔/千克(约20ppm)镁(为水合醋酸镁形式)。抛光组合物1E(比较物)含有约1.04毫摩尔/千克(约50ppm)钛(为三氯化钛形式)。抛光组合物1F(比较物)含有约0.33毫摩尔/千克(约30ppm)锆(为水合硫酸锆形式)。抛光组合物1G(比较物)含有约0.54毫摩尔/千克(约30ppm)铁(为硫酸铁形式)。上述每一抛光组合物还包含约6重量％的热解法二氧化硅、约3重量％的过氧化氢、约0.3重量％的乙酸及约0.2重量％的苯并三唑，且其在添加氧化剂前的pH值为约10。测定每一抛光组合物的钽移除速率值(以埃/分钟表示)。此等结果概述于下表1中。
表1：钽移除速率
抛光组合物 金属   浓度(毫摩尔/千克)   钽移除速率(埃/分钟)
  1A(本发明)   Ca   0.50   608
  IB(比较物)   --   -   90
  1C(比较物)   Al   7.41   103
  ID(比较物)   Mg   0.82   113
  IE(比较物)   Ti   1.04   88
  IF(比较物)   Zr   0.33   80
  1G(比较物)   Fe   0.54   82
该等结果表明：与不含可察觉量的金属离子或除钙、锶或钡以外的金属离子的类似抛光组合物相比，本发明抛光组合物可展示高钽移除速率。具体而言，含约0.50毫摩尔/千克的钙的抛光组合物1A(本发明)所展示的钽移除速率较不含可察觉量的钙、锶或钡离子的抛光组合物1B-1G(比较物)高出约500％。
                          实例2
本实例说明本发明抛光组合物可展示增强的抛光速率。使用6种不同抛光组合物(抛光组合物2A、2B、2C、2D、2E及2F)抛光含钽的类似基材。抛光组合物2A(比较物)不含可察觉量的钙、锶或钡离子。抛光组合物2B-2E(本发明)分别含有以抛光组合物总重量计0.125、0.249、0.499、1.247及2.494毫摩尔/千克(mmol/kg)的钙(为氯化钙形式)。上述每一抛光组合物还含有约6重量％的热解法二氧化硅、约3重量％的过氧化氢、约0.3重量％的乙酸及约0.2重量％的苯并三唑，且其在添加氧化剂前的pH值为约10。测定每一抛光组合物的钽移除速率值(以埃/分钟表示)，及抛光后每一基材的硅片内不均匀度(WIWNU)。该等结果概述于下表2中。
表2：钽移除速率及硅片内不均匀度测量值
抛光组合物   钙浓度(毫摩尔/千克)   钽移除速率(埃/分钟) WIWNU
  2A(比较物)   --   103   28
  2B(本发明)   0.125   354   26
  2C(本发明)   0.249   517   22
  2D(本发明)   0.499   590   21
  2E(本发明)   1.247   663   16
  2F(本发明)   2.494   715   21
此等结果表明：与不含可察觉量的钙、锶、或钡离子的类似抛光组合物相比，本发明抛光组合物可展示高钽移除速率。例如，抛光组合物2A与2B的比较显示：与不含可察觉量钙离子的类似抛光组合物相比，仅0.125毫摩尔/千克的钙浓度即使钽移除速率增加200％以上。此等结果还表明本发明抛光组合物可获得相对高的钽移除速率，且不会增加经抛光基材的硅片内不均匀度。实际上，与不含可察觉量的钙、锶或钡离子的抛光组合物2A(比较物)相比，抛光组合物2B-2F(本发明)各皆表明所测量的硅片内不均匀度降低。
                        实例3
本实例说明本发明抛光组合物可展示增强的抛光速率。使用3种不同抛光组合物(抛光组合物3A、3B及3C)抛光相似的含钽基材。抛光组合物3A与3B(比较物)不含可察觉量的钙、锶或钡离子。抛光组合物3C(本发明)包含以抛光组合物总重量计1.0毫摩尔/千克(mmol/kg)的钙(为氯化钙形式)。抛光组合物3B及3C进一步含有约0.3重量％的乙酸。上述每一抛光组合物还含有约6重量％的热解法二氧化硅、约3重量％的过氧化氢及约0.2重量％的苯并三唑，且在添加氧化剂的pH值为约10。测量每一抛光组合物的钽移除速率值(以埃/分钟表示)，及抛光后每一基材的硅片内不均匀度(WIWNU)。结果概述于下表3中。
表3：钽移除速率及硅片内不均匀度测量值。
抛光组合物   乙酸浓度(重量％)   钙浓度(毫摩尔/千克)   钽移除速率(埃/分钟) WIWNU
  3A(比较物)   --   --   52   20.4
  3B(比较物)   0.3   --   114   16.1
  3C(本发明)   0.3   1.0   900   13.7
此等结果表明：与不含可察觉量的钙、锶或钡离子的类似抛光组合物相比，本发明抛光组合物具有高钽移除速率。例如，抛光组合物3A与3C的钽移除速率比较显示：相对于不含可察觉量的钙、锶或钡离子的类似抛光组合物，约1.0毫摩尔/千克的钙浓度可使钽移除速率增加1600％以上。此外，抛光组合物3B及3C的钽移除速率比较显示：本发明抛光组合物钽移除速率的增加显著超过不含可察觉量钙、钡或锶离子的抛光组合物，其原因主要是由于存在钙、钡或锶离子。最后，表3中所示的数据表明：与用不含可察觉量钙、锶，或钡离子的类似抛光组合物抛光的基材相比，用本发明抛光组合物抛光的基材的可测量硅片内不均匀度值并未显示增加。
                           实例4
本实例说明本发明抛光组合物可展示增强的抛光速率。使用6种不同抛光组合物(抛光组合物4A、4B、4C、4D、4E及4F)抛光相似的含钽基材。抛光组合物4A(比较物)不含可察觉量的钙、锶或钡离子。抛光组合物4B、4C及4D(本发明)各皆包含以抛光组合物总重量计1.0毫摩尔/千克(mmol/kg)的钙(为氯化钙形式)。抛光组合物4E(本发明)含有以抛光组合物总重量计0.46毫摩尔/千克的锶(为氯化锶形式)。抛光组合物4F(本发明)含有以抛光组合物总重量计0.29毫摩尔/千克的钡(为氢氧化钡形式)。抛光组合物4A及4B各皆包含约6重量％的市售热解法二氧化硅(Aerosil90热解法二氧化硅，Degussa AG)，且抛光组合物4C-4F各皆包含约6重量％的不同市售热解法二氧化硅(Cab-O-SilL-90热解法二氧化硅，Cabot公司))))。抛光组合物4D进一步含有非离子表面活性剂(IgepalCO-890，BASF公司)。上述每一抛光组合物还包含约3重量％的过氧化氢、约0.3重量％的乙酸及约0.1重量％的苯并三唑。每一抛光组合物在添在氧化剂前的pH值为约10，只有抛光组合物4C除外，其pH值为约9。测量每一抛光组合物的钽移除速率值(以埃/分钟表示)，及抛光后每一基材的硅片内不均匀度(WIWNU)。结果概述于表4中。
表4：钽移除速率及硅片内不均匀度的测量值
抛光组合物 金属   金属浓度(毫摩尔/千克)   钽移除速率(埃/分钟) WIWNU
  4A(比较物)   --   --   117   13.3
  4B(本发明)   Ca   1.0   828   9.5
  4C(本发明)   Ca   1.0   853   18.0
  4D(本发明)   Ca   1.0   809   17.5
  4E(本发明)   Sr   0.46   809   26.9
  4F(本发明)   Ba   0.29   753   26.4
此等结果表明：与不含可察觉量的钙、锶或钡离子的类似抛光组合物相比，本发明抛光组合物可展示高钽移除速率。例如，抛光组合物4A与4B的比较显示：与不含可察觉量的钙、锶或钡离子的类似抛光组合物相比，约1.0mmol/kg的钙浓度可使钽移除速率增加600％以上。此比较进一步显示本发明抛光组合物可获得相对高的钽移除速率同时不增加经抛光基材的硅片内不均匀度。实际上，与抛光组合物4A(比较物)相比，抛光组合物4B(本发明)证明硅片内不均匀度降低。抛光组合物4A、4E与4F的进一步比较显示：与不含可察觉量的钙、锶或钡离子的类似抛光组合物相比，含0.46毫摩尔/千克的锶或0.29毫摩尔/千克的钡的抛光组合物的钽移除速率增加500％以上。
                         实例5
本实例说明呈浆液形式且含有胶态二氧化硅磨料的本发明抛光组合物可展示增强的抛光速率。使用18种不同抛光组合物(抛光组合物1A-1T)抛光相似的含钽基材。抛光组合物1A、1C、1E、1G、1J、1L、1N、1Q及1S(本发明)包含以抛光组合物总重量计约0.50毫摩尔/千克(mmol/kg)(约20ppm)的添加钙(为氯化钙形式)。抛光组合物1B、1D、1F、1H、1K、1M、1P、1R及1T(比较物)不包含添加钙离子。上述每一抛光组合物还包含约6重量％的胶态二氧化硅、约3重量％的过氧化氢及约0.3重量％的乙酸，且其在添加氧化剂之前的pH值为约10。组合物1A与1B中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约2.6nm。组合物1C与1D中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约4nm。组合物1E与1F中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约8.8nm。组合物1G与1H中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约15nm。组合物1J与1K中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约21nm。组合物1L与1M中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约25nm。组合物1N与1P中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约50nm。组合物1Q与1R中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约80nm。组合物1S与1T中存在的二氧化硅颗粒的平均粒径为约113nm。测量每一抛光组合物的钽移除速率值(以埃/分钟表示)。此等结果概述于下表5中。
表5：钽移除速率
组合物 粒径   钙浓度(毫摩尔/千克)   钽移除速率(埃/分钟) 增强比
  1A   2.6   --   88
  1B   2.6   0.5   425   4.81
  1C   4   --   233
  1D   4   0.5   702   3.01
  1E   8.8   --   310
  1F   8.8   0.5   568   1.83
  1G   15   --   283
  1H   15   0.5   527   1.87
  1J   21   --   328
  1K   21   0.5   503   1.53
  1L   25   --   315
  1M   25   0.5   493   1.57
  1N   50   --   289
  1P   50   0.5   400   1.39
  1Q   80   --   272
  1R   80   0.5   317   1.17
  1S   113   --   242
  1T   113   0.5   250   1.03
此等结果表明：与不包含添加钙离子的类似抛光组合物相比，本发明抛光组合物展示高钽移除速率。具体而言，表5的增强比是包含既定胶态二氧化硅磨料及0.50mmol/kg钙离子的浆液的钽移除速率与不包含添加钙离子的相同浆液组合物的钽移除速率的比率。如表中所示，对于平均二氧化硅粒径为2.6nm的浆液而言，本发明所获得速率增加量可高达4.8。可通过降低二氧化硅粒径增强本发明的功效。
                      实例6
本实例说明呈浆液形式且含有胶态二氧化硅磨料的本发明抛光组合物可展示增强的抛光速率。使用6种不同抛光组合物(抛光组合物2A、2B、2C、2D、2E及2F)抛光相似的含钽基材。抛光组合物2A(比较物)不包含可察觉量的钙、锶或钡离子。抛光组合物2B-2E(本发明)分别包含以抛光组合物的总重量计0.125、0.25、0.50、0.75及1.25毫摩尔/千克(mmol/kg)的钙(为氯化钙形式)。上述每一抛光组合物还包含约6重量％的胶态二氧化硅、约3重量％的过氧化氢及约0.3重量％的乙酸，且其在添加氧化剂之前的pH值为约10。测量每一抛光组合物的钽移除速率值(以埃/分钟表示)。此等结果概述于下表6中。
表6：钽移除速率
抛光组合物   钙浓度(毫摩尔/千克)   钽移除率(埃/分钟)
  2A   --   184
  2B   0.125   369
  2C   0.25   454
  2D   0.5   598
  2E   0.75   623
  2F   1.25   670
此实例表明：与不包含添加钙离子的类似抛光组合物相比，本发明抛光组合物展示高钽移除速率。例如，组合物2A与2B展示，仅0.125mmol/kg的钙离子浓度即可使钽移除速率增加100％。
本文所引用的所有参考资料(包括出版物、专利申请案及专利)皆以引用的方式并入本文中，其并入的程度就如同每一参考资料皆个别且特别指明以引用方式并入本文且其全文列示于本文中一般。
除非本文另外指明或上下文明显矛盾，否则，在阐述本发明的上下文(尤其在随附权利要求的上下文)中所用词语“一种”及“此种”皆理解为涵盖单数与复数两者。除非另有说明，否则，词语“包括”、“具有”及“包含”皆理解为开放型词语(即，意味着“包括，但不限于”)。除非本文另外指出，否则，本文列举的数值范围仅意欲作为单独查阅此范围内各单独值的一种速记方法，且各单独值皆如其个别引用一般包含于本说明书中。除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则，本文所阐述的方法可以任何适宜的顺序实施。除非另外阐明，否则，本文所提供的任何及所有实例或实例性语言(例如，“例如”)仅欲用于更好地阐述本发明而不是对本发明范畴加以限制。本说明书中的任何语言均不应理解为指明任何未阐明要素对本发明实践是必不可少的。
本文阐述了本发明较佳实施例，包括发明者已知的用于实施本发明的最佳模式。熟悉该项技术者在阅读上述说明后可明了对那些较佳实施例的各种改变。本发明的发明者期望熟悉该项技术者适当使用此等改变，且此等发明者期望本发明可以不同于本文具体阐述的方式实施。因此，本发明包括适用法律所允许的本文随附权利要求中所阐述的标题物的所有修改及等效物。此外，除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则，在所有可能改变中上述元素的任何组合皆涵盖于本发明中。

Claims (92)

1、一种化学-机械抛光组合物，其包含：
(a)二氧化硅颗粒，
(b)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克的至少一种选自由钙、锶、钡及其混合物组成的群组的碱土金属，
(c)约0.1至约15wt.％的氧化剂，及
(d)一含水液体载剂，
其中所述抛光组合物的pH值为约7至约13。
2、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物的pH值为约8至约11。
3、如权利要求2所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒以占所述抛光组合物总重量约1至约10wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
4、如权利要求3所述的抛光组合物，其中所述氧化剂是一无机或有机过氧化合物。
5、如权利要求4所述的抛光组合物，其中所述氧化剂以占所述抛光组合物总重量约0.5至约8wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
6、如权利要求5所述的抛光组合物，其中所述氧化剂以占所述抛光组合物总重量约1至约5wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
7、如权利要求4所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成的群组的无机酸。
8、如权利要求4所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合组成的群组的有机酸。
9、如权利要求8所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种选自由1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑及其混合物组成的群组的腐蚀抑制剂。
10、如权利要求9所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一络合剂或螯合剂。
11、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约7.5毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
12、如权利要求11所述的抛光组合物，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约5毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
13、如权利要求12所述的抛光组合物，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约3毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
14、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒以占所述抛光组合物总重量约0.1至约20wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
15、如权利要求14所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒以占所述抛光组合物总重量约1至约10wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
16、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述氧化剂是无机或有机过氧化合物。
17、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述氧化剂以占所述抛光组合物总重量约0.5至约8wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
18、如权利要求17所述的抛光组合物，其中所述氧化剂以占所述抛光组合物总重量约1至约5wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
19、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种酸，且所述酸是选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成的群组的无机酸。
20、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种酸，且所述酸是选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合组成的群组的有机酸。
21、一种化学-机械抛光组合物，其包含：
(a)二氧化硅颗粒，
(b)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属，及
(c)一含水液体载剂，
其中所述抛光组合物的pH值为约7至约13。
22、如权利要求21所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物的pH值为约8至约11。
23、如权利要求22所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒以占所述抛光组合物总重量约1至约10wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
24、如权利要求23所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种氧化剂。
25、如权利要求24所述的抛光组合物，其中所述氧化剂为一无机或有机过氧化合物。
26、如权利要求25所述的抛光组合物，其中所述氧化剂以占所述抛光组合物总重量约0.5至约8wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
27、如权利要求26所述的抛光组合物，其中所述氧化剂以占所述抛光组合物总重量约1至约5wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
28、如权利要求25所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成的群组的无机酸。
29、如权利要求25所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步含有一种选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合组成的群组的有机酸。
30、如权利要求29所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种选自由1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑及其混合物组成的群组的腐蚀抑制剂。
31、如权利要求30所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一络合剂或螯合剂。
32、如权利要求21所述的抛光组合物，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约7.5毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
33、如权利要求32所述的抛光组合物，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约5毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
34、如权利要求33所述的抛光组合物，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约3毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
35、如权利要求21所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒是以占所述抛光组合物总重量约0.1至约20wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
36、如权利要求35所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒是以占所述抛光组合物总重量约1至约10wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
37、如权利要求21所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种氧化剂。
38、如权利要求37所述的抛光组合物，其中所述氧化剂为一无机或有机过氧化合物。
39、如权利要求37所述的抛光组合物，其中所述氧化剂是以占所述抛光组合物总重量约0.5至约8wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
40、如权利要求39所述的抛光组合物，其中所述氧化剂是以占所述抛光组合物总重量约1至约5wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
41、如权利要求21所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步包含一种酸，且所述酸为一选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成的群组的无机酸。
42、如权利要求21所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物进一步含有一种酸，且所述酸为一选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合组成的群组的有机酸。
43、一种抛光一基材的方法，其包括以下步骤：
(a)提供一基材，
(b)提供一含有以下组份的化学-机械抛光组合物：
(i)二氧化硅颗粒，
(ii)以所述抛光组合物总重量计约5×10-3至约10毫摩尔/千克的至少一种选自由钙、钡、锶及其混合物组成的群组的碱土金属，
(iii)约0.1至约15wt.％的氧化剂，及
(iv)一含水液体载剂，
其中所述抛光组合物的pH值为约7至约13，
(c)将所述化学-机械抛光组合物施于所述基材的至少一部分上，及
(d)用所述抛光组合物研磨所述基材的至少一部分以抛光所述基材。
44、如权利要求43所述的方法，其中所述基材包含钽或氮化钽，且至少一部分钽或氮化钽用所述抛光组合物研磨以抛光所述基材。
45、如权利要求44所述的方法，其中所述抛光组合物的p H值为约8至约11。
46、如权利要求45所述的方法，其中所述二氧化硅颗粒以占所述抛光组合物总重量约1至约10wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
47、如权利要求46所述的方法，其中所述氧化剂为一无机或有机过氧化合物。
48、如权利要求47所述的方法，其中所述氧化剂以占所述抛光组合物总重量约0.5至约8wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
49、如权利要求48所述的方法，其中所述氧化剂以占所述抛光组合物总重量约1至约5wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
50、如权利要求47所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一种选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成的群组的无机酸。
51、如权利要求47所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一种选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合组成的群组的有机酸。
52、如权利要求51所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一种选自由1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑及其混合物组成的群组的腐蚀抑制剂。
53、如权利要求52所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一络合剂或螯合剂。
54、如权利要求43所述的方法，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约7.5毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
55、如权利要求54所述的方法，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约5毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
56、如权利要求55所述的方法，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约3毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
57、如权利要求43所述的方法，其中所述二氧化硅颗粒是以占所述抛光组合物总重量约0.1至约20wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
58、如权利要求57所述的方法，其中所述二氧化硅颗粒是以占所述抛光组合物总重量约1至约10wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
59、如权利要求43所述的方法，其中所述氧化剂为一无机或有机过氧化合物。
60、如权利要求43所述的方法，其中所述氧化剂是以占所述抛光组合物总重量约0.5至约8wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
61、如权利要求60所述的方法，其中所述氧化剂是以占所述抛光组合物总重量约1至约5wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
62、如权利要求43所述的方法，其中所述抛光组合物进一步包含一种酸，且所述酸为一选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成的群组的无机酸。
63、如权利要求43所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一种酸，且所述酸为一选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合组成的群组的有机酸。
64、一种抛光一基材的方法，其包括以下步骤：
(a)提供一基材，
(b)提供一包含以下组份的化学-机械抛光组合物：
(i)二氧化硅颗粒，
(ii)以所述抛光组合物总重量约5×10-3至约10毫摩尔/千克的至少一种选自由钙、锶及其混合物组成的群组的碱土金属，及
(iii)一含水液体载剂，
其中所述抛光组合物的pH值为约7至约13，
(c)将所述化学-机械抛光组合物施于所述基材的至少一部分上，及
(d)用所述抛光组合物研磨所述基材的至少一部分以抛光所述基材。
65、如权利要求64所述的方法，其中所述基材含有钽或氮化钽，且至少一部分钽或氮化钽是用所述抛光组合物研磨以抛光所述基材。
66、如权利要求65所述的方法，其中所述抛光组合物的pH值为约8至约11。
67、如权利要求66所述的方法，其中所述二氧化硅颗粒是以占所述抛光组合物总重量约1至约10wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
68、如权利要求67所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一种氧化剂。
69、如权利要求68所述的方法，其中所述氧化剂为一无机或有机过氧化合物。
70、如权利要求69所述的方法，其中所述氧化剂是以占所述抛光组合物总重量约0.5至约8wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
71、如权利要求70所述的方法，其中所述氧化剂是以占所述抛光组合物总重量约1至约5wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
72、如权利要求69所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一种选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成的群组的无机酸。
73、如权利要求69所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一种选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合组成的群组的有机酸。
74、如权利要求73所述的方法，其中所述抛光组合进一步含有一种选自由1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑及其混合物组成的群组的腐蚀抑制剂。
75、如权利要求74所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一络合剂或螯合剂。
76、如权利要求64所述的方法，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约7.5毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
77、如权利要求76所述的方法，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约5毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
78、如权利要求77所述的方法，其中所述碱土金属是以约5×10-3至约3毫摩尔/千克的浓度存在于所述抛光组合物中。
79、如权利要求64所述的方法，其中所述二氧化硅颗粒是以占所述抛光组合物总重量约0.1至约20wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
80、如权利要求79所述的方法，其中所述二氧化硅颗粒是以占所述抛光组合物总重量约1至约10wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
81、如权利要求64所述的方法，其中所述抛光组合物进一步包含一种氧化剂。
82、如权利要求81所述的方法，其中所述氧化剂为一无机或有机过氧化合物。
83、如权利要求81所述的方法，其中所述氧化剂是以占所述抛光组合物总重量约0.5至约8wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
84、如权利要求83所述的方法，其中所述氧化剂是以占所述抛光组合物总重量约1至约5wt.％的量存在于所述抛光组合物中。
85、如权利要求64所述的方法，其中所述抛光组合物进一步包含一种酸，且所述酸为一选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成的群组的无机酸。
86、如权利要求64所述的方法，其中所述抛光组合物进一步含有一种酸，且所述酸为一选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、琥珀酸、其盐及其组合组成的群组的有机酸。
87、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒为热解法二氧化硅。
88、如权利要求1所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒为胶态二氧化硅。
89、如权利要求21所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒为热解法二氧化硅。
90、如权利要求21所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒为胶态二氧化硅。
91、如权利要求43所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒为热解法二氧化硅。
92、如权利要求64所述的抛光组合物，其中所述二氧化硅颗粒为胶态二氧化硅。
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