TW200533725A - Aluminum abrasive for chemical mechanical polishing - Google Patents

Description

200533725 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種製造用於化學機械拋光之氧化鋁硏磨 劑的方法，且有關該硏磨劑於化學機械拋光中之應用。 【先前技術】 習用拋光系統及拋光方法在將半導體晶圓平面化時一 般無法完全令人滿意。尤其，拋光組成物及拋光墊可具有 低於期望値之拋光速率，而其於化學機械拋光半導體表面 時之應用會導致較差之表面品質。因爲半導體晶圓之性能 直接與其表面之平坦度有關，故使用產生高拋光效率、均 勻性及移除速率，而產生具有最少表面缺陷之高品質拋光 的拋光組成物及方法極爲重要。 產生用於半導體晶圓之有效拋光系統的困難來自半導 體晶圓之複雜性。半導體晶圓一般包括基材，基材上形成 有多個電晶體。積體電路係藉將基材中之區域及基材上之 層圖案化而化學且物理性地連接至基材內。爲了製得可操 作之半導體晶圓且使晶圓之產率、性能及可信度達到最 高，期望拋光該晶圓之經選擇之表面，而不會對於底層結 構或外形產生負面影響。實際上，若程序步驟並非於經適 當地平面化之晶圓表面上進行，則可於半導體製造中發生 各種問題。 本案之讓受人 EKC Technology，Inc.(以下稱爲 “EKC”）已發展各種適用於積體電路製造之化學機械拋光 200533725 (2) 及/或殘留物移除組成物及方法並將其上市。此等組成物 及方法中有一些亦可用以在積體電路製造中自基材移除光 阻、聚醯亞胺或其他聚合物層，且EKC亦發展各種特別 用以在積體電路製造中自基材移除該等聚合物層的組成物 及方法。此外，EKC已發展各種在受控速率下自基材表面 選擇性地移除特定基材組成物的組成物及方法。該等組成 物及方法係揭示於下列共同讓與已頒證專利中：

Lee等人之美國專利第6,367,486號，於2002年4月 9曰頒證，標題爲：乙二胺四乙酸或其銨鹽半導體加工殘 留物移除方法；

Small等人之美國專利第6,313,039號，2001年11月 6曰頒證，標題爲：化學機械拋光組成物及方法；

Lee之美國專利第6,276,372號，2001年8月21曰頒 證，標題爲：使用羥基胺-掊酸組成物之方法；

Small等人之美國專利第6,251，150號，200 1年1月 26日頒證，標題爲：漿液組成物及使用彼者之化學機械拋 光方法；

Small等人之美國專利第6,248,704號，200 1年1月 19日頒證，標題爲：用於淸潔半導體裝置之有機及電漿蝕 刻殘留物的組成物；

Lee之美國專利第6,242,4 00號，200 1年1月5日頒 證，標題爲：使用羥基胺及烷醇胺自基材剝除光阻的方 法；

Cheng等人之美國專利第6,23 5,693號，20 0 1年5月 200533725 (3) 22日頒證，標題爲：用以淸潔半導體裝置之有機及電漿蝕 刻殘留物的內醯胺組成物； 皆屬於Lee之美國專利第6，1 8 7,73 0號及第6,221,818 號，分別在2001年2月13日及2001年4月24日頒證， 標題爲：羥基胺-掊酸化合物組成物及方法；

Small之美國專利第6,156,661號，2000年12月5日 頒證，標題爲：後淸潔處理；

Lee之美國專利第6,140,287號，2000年8月31日頒 證，標題爲：用以移除蝕刻殘留物之淸潔組成物及使用方 法；

Lee之美國專利第6,121，217號，2000年9月19日頒 證，標題爲：烷醇胺半導體加工殘留物移除組成物及方 法；

Small等人之美國專利第6，1 1 7,783號，2000年9月 1 2日頒證，標題爲：化學機械拋光組成物及方法；

Lee等人之美國專利第6,110,881號，2000年8月29 日頒證，標題爲：包含具有還原及氧化潛力之親核性胺化 #物的淸潔溶液；

Lee之美國專利第6,000,4 11號，1999年12月14曰 @胃，標題爲：用以移除蝕刻殘留物之淸潔組成物及使用 方法；

Small之美國專利第5,981，454號，1999年11月9日 0證，標題爲：包含有機酸及羥基胺之後淸潔處理組成 物； -6- 200533725 (4)

Lee等人之美國專利第5,911，835號，1999年6月15 曰頒證，標題爲：移除蝕刻殘留物之方法；

Lee之美國專利第5,902,780號，1999年5月11日頒 證，標題爲：用以移除飩刻殘留物之淸潔組成物及使用方 法；

Picardi等人之美國專利第5,891，205號，1999年6月 6曰頒證，標題爲：化學機械拋光組成物；

Lee之美國專利第5,672,577號，1997年9月30日頒 證，標題爲：以羥基胺、烷醇胺及鉗合劑移除蝕刻殘留物 之淸潔組成物；

Lee之美國專利第5,482,566號，1996年1月9日頒 證，標題爲：使用含羥基胺之組成物移除蝕刻殘留物的方 法；

Lee之美國專利第5,399,464號，1995年3月21日頒 證，標題爲：三胺正光阻剝離組成物及後離子植入烘烤； Lee之美國專利第5,381，807號，1995年1月17日頒 證，標題爲：使用羥基胺及烷醇胺自基材剝除光阻的方 法；

Lee之美國專利第5,334,332號，1994年8月2日頒 證，標題爲：用以移除蝕刻殘留物之淸潔組成物及使用方 法；

Lee之美國專利第5,279,771號，1994年1月18日頒 證，標題爲包含羥基胺及烷醇胺之剝除組成物；

Lee之美國專利第4,824,763號，1989年4月25日頒 200533725 (5) 證，標題爲：三胺正光阻剝除組成物及預烘烤方法；及

Lee之美國專利第4,395,348號，1983年7月26日頒 證，標題爲：光阻剝除組成物及方法。 所有EKC公告之整體揭示皆以引用方式倂入本文。 此等組成物已實質成功應用於積體電路製造應用中。 用以將基材表面平面化或拋光之組成物及方法，尤其 是用於化學機械拋光（CMP )者，係技術界所熟知。拋光 組成物（亦稱爲拋光漿液）一般含有在水溶液中之硏磨劑 材料，藉著使表面接觸飽含有拋光組成物之拋光墊而施加 於該表面。一般硏磨劑材料係包括氧化矽、氧化鈽、氧化 鋁、氧化锆及氧化錫。或，該硏磨劑材料可摻入該拋光墊 內。美國專利第5,4 8 9,23 3號揭示具有表面紋路或圖案之 拋光墊的應用，而美國專利第5,95 8,794號揭示固定硏磨 劑之拋光墊。本發明所列示之所有參考資料，包括刊物、 專利申請案及專利皆以引用方式倂入本文，就如同各參考 資料係個別且特別引用倂入且完全列出一般。 【發明內容】 本發明在一實施例中包括提供可用於形成化學機械拋 光漿液之氧化鋁硏磨漿液的方法，該方法包括下列步驟： A )提供藉低溫煙霧化方法形成之煙霧狀r氧化鋁粒 子，該煙霧化方法包括在火焰中將包含有含氧化鋁且含鹵 素之氣體、氧、氫及淬火氣體之氣體混合物氧化，該淬火 氣體含量係足以將在攝氏度數下測量之最高火焰溫度降 200533725 (6) 低，達到使用相同之含氧化鋁且含鹵素之氣體與氧但不含 淬火氣體之混合物所得的最高溫度之95%以下，其中該煙 霧狀r氧化鋁粒子具有介於約0.06微米及約0.25微米之 間的硏磨前平均粒徑D 5 〇 ; B )形成包含水及介於5重量％及50重量％之間的煙 霧狀7粒子之預漿液； C )於使得硏磨後之預漿液包含下列成份的條件下濕 式硏磨該氧化鋁預漿液： 液體成份，其包含水、每一重量百分比氧化鋁約10 ppm至約40 ppm之來自含氧化銘且含鹵素之氣體的鹵素 及低於約2000 ppm之整體硝酸根；及 煙霧狀7氧化鋁粒子之固體成份，其平均粒徑D5G介 於該硏磨前粒徑D5G之約60%及80%之間，且具有低於硏 磨前粒徑D5G之約七倍的D99.9粒徑；及 D )調整水含量並添加pH調節用化合物，以形成氧 化鋁硏磨漿液，其固體成份包含以漿液重量計約0.4至24 重量％之煙霧狀7氧化鋁粒子，且液體成份具有介於約 1·5至約6.8之pH。備擇實施例中，該r氧化鋁本身具有 以r氧化鋁之重量計介於1〇及40 ppm間之氯含量。 備擇實施例中，含氧化鋁且含鹵素之氣體係包含 A1X3，其中X係爲選自氯、氟或其混合物之鹵素，其中最 高火焰溫度約400 °C至約8 5 0t。備擇實施例中，淬火氣 體係包含水蒸汽、貴重氣體或氮中之至少一種，且其中最 高火焰溫度約600 °C至約8 00 °C，且其中經濕式硏磨之預 -9- 200533725 (7) 漿液的液體成份中自r氧化鋁瀝濾之鹵素的量係爲每一重 量百分比氧化鋁有約1 8 ppm至約34 ppm間之氯及/或氟 總量。備擇實施例中，r氧化鋁本身具有以r氧化鋁重量 計介於1 8及3 4 p p m間之氯含量。備擇實施例中，硏磨前 平均粒徑D5G係介於約0.1微米及約0.2微米之間，且其 中該預漿液之液體成份係包含低於約2000 ppm之溶解硝 酸根、硫酸根及磷酸根的重量和。備擇實施例中，該氧化 鋁硏磨漿液之液體成份備繂含共約4000 ppm之溶解鹽 類、酸及鹼，且具有介於約3至約6之pH，且其中r氧 化鋁具有介於約50米2/克及約160米2/克間之比表面 積。備擇實施例中，該氧化鋁硏磨漿液之液體成份係包含 介於約1 0 0 p p m及約1 0 0 0 p p m間之溶解硝酸根、硫酸根及 磷酸根之重量和，且其中7氧化鋁具有介於約80米2/克 及約1 20米2/克間之比表面積。備擇實施例中，氧化鋁硏 磨漿液之液體成份係包含低於約600 ppm之硝酸鋁及硝酸 銨總量。備擇實施例中，氧化鋁硏磨漿液之液體成份包含 介於約1 〇 〇 ρ ρ πι與約6 0 0 p p m之間的溶解硫酸根，及低於 約40 0 0 ppm之整體溶解鹽類、酸及鹼，且其中r氧化鋁 具有介於約50米2/克及約160米2/克之間的比表面積。 備擇實施例中，該氧化鋁硏磨漿液係包含介於約1 〇〇 PPm 及約600 ppm之間的溶解磷酸根，且其中該7氧化鋁係具 有介於約50米2/克及約160米2/克之間的比表面積。本 發明亦涵蓋前述實施例之任何組合，當所組合之實施例之 需求各彼此相容時，包括目前所揭示之實施例的其他組 -10- 200533725 (8) 合，亦涵蓋藉前述實施例所製得之產物。 本發明於一實施例中包括一種提供可用以形成化學機 械拋光漿液之氧化鋁硏磨漿液的方法，該方法係包括下列 步驟： A )提供藉低溫煙霧化方法形成之煙霧狀y氧化鋁粒 子，該煙霧化方法包括在火焰中將包含有含氧化鋁且含鹵 素之氣體、氧、氫及淬火氣體之氣體混合物氧化，該淬火 氣體含量係足以將在攝氏度數下測量之最高火焰溫度降 低，達到使用相同之含氧化鋁且含鹵素之氣體與氧但不含 淬火氣體之混合物所得的最高溫度之9 5 %以下，其中該煙 霧狀r氧化鋁粒子具有介於約0.06微米及約0.25微米之 間的硏磨前平均粒徑D50 ; B )形成預漿液，其含有包含水及介於0.2重量％及 1 0重量％之間作爲硏磨添加劑的溶解鹽之液體成份，及包 含介於5重量％及50重量％之間的煙霧狀r粒子的固體成 份； C )於使得煙霧狀r氧化鋁粒子平均粒徑D5G縮小至 硏磨前粒徑D5G之約50%及80%之間的條件下濕式硏磨該 氧化鋁預漿液，其中硏磨後之粒子具有低於硏磨後粒徑 D5q之約四倍的平均粒徑D99.9，且具有介於約50米2/克 及約1 6 0米2/克之間的平均比表面積，其中在濕式硏磨後 之氧化鋁預漿液的液體成份係包含在預漿液中每一重量百 分比氧化鋁約1 0 p p m至約4 0 p p m的自氧化鋁瀝濾之整體 溶解氯及/或氟， -11 - 200533725 (9) D )移除至少一部分溶解之鹽，使得該鹽之總濃度係 低於約4000 ppm，以低於2000 ppm爲佳； E )調整水含量並添加pH調節用化合物，以形成氧化 鋁硏磨漿液，其成份包含約0.4至24重量％之煙霧狀r氧 化鋁粒子，且具有介於約1 · 5至約6 · 8之pH。備擇實施例 中，該r氧化鋁本身具有以r氧化鋁之重量計介於1 〇及 4 0 ppm間之氯含量，而無瀝濾量無關。 備擇實施例中，該含有氧化鋁且含鹵素之氣體係包含 A1X3，其中X係爲選自氯、氟或其混合物之鹵素，其中最 高火焰溫度係約400°C至約850°C，其中該淬火氣體係包 含水蒸汽、貴重氣體或氮中至少一種，且其中自該7氧化 鋁瀝濾而於經濕式硏磨預漿液之液體成份中的鹵素的量係 介於每一重量百分比氧化鋁約18 ppm至約34 ppm之間的 氯及/或氟總量。備擇實施例中，該7氧化鋁本身係具有 以7氧化鋁重量計介於20及34 ppm間之氯含量，而與瀝 濾量無關。備擇實施例中，該硏磨前r平均粒徑D5G係介 於約〇. 1微米及約〇. 2微米之間，且其中硏磨後之r氧化 鋁係具有介於約80米2/克及約120米2/克之間的比表面 積，且其中該氧化鋁硏磨漿液之液體成份係包含低於約 2 000 ppm之溶解鹽、酸及鹼總量，且具有介於約3至約6 之間的pH。備擇實施例中，該氧化鋁硏磨漿液之液體成 份係包含約100 ppm及約1 000 ppm間之溶解硝酸根、硫 酸根及磷酸根重量和，及低於約600 ppm之硝酸鋁及硝酸 銨總量。溶解鹽之移除可藉技術界已知之任何方式移除’ -12- 200533725 (10) 包括例如離子交換。然而，簡易洗滌/淋洗可極有效，尤 其是若洗條溶液之pH係爲或接近7氧化銘之等電點’及 若洗滌溶液包含鉗合劑則使用含金屬之添加劑諸如硝酸 鋁。洗滌/淋洗需要自液體分離固體，此難以藉重力沉降 進行，因爲較佳漿液相當安定，且在短時間內不沉降。因 此，過濾及/或離心係爲自硏磨溶液（經硏磨漿液之液體 成份）及/或自洗滌/淋洗液體分離r氧化鋁粒子之較佳方 法。於備擇實施例中，離心、過濾或兩者可藉著添加量足 以降低液體之黏度、改變界面張力及/或破壞邊界層的一 或多種極性有機固體於漿液及/或洗滌/淋洗液體中而增 進。離心提供含有夾帶液體之固體管，所夾帶之液體易被 r氧化鋁所攜帶。因此，需要多重洗滌及離心分離步驟來 自r氧化鋁移除所有鹽。離心之益處爲所保留之r氧化鋁 的粒徑可藉下列方式輕易改善並縮窄：1 )將第一份（例 如 1%、5%或 ιο°/〇 )沉降固體卸除（例如送回硏磨步 驟），因爲此等固體含有高比例部分之粒徑大於平均粒徑 的粒子，2 )將最後一份沉降之粒子（且必須連同不沉降 之粒子）卸除（或轉送使用於需要較細粒子之漿液），因 爲此等固體含有高比例部分之粒徑小於平均粒徑的粒子， 或3)前述兩者。通常，期望具有較窄幅粒徑分布之漿 液。雖然濾渣形成會捕集極小粒子之渣塊，因此無法提供 縮窄該粒徑分布之簡易機制，但過濾及洗滌/淋洗仍直接 且更有效地移除鹽。特定過濾技術，例如，使用定期淸洗 以防止形成濾渣之旋轉鼓濾器，可用以分離小至無法以濾 -13- 200533725 (11) 器捕捉之粒子。過濾及/或離心之任何組合皆視爲本發明 實施例。本發明亦涵蓋前述實施例之任何組合，包括目前 所揭示實施例的其他組合，所組合之各實施例之需求係彼 此相容，且亦涵蓋藉前述實施例製得之產物。 本發明於一實施例中包括一種化學機械拋光基材之方 法，其包括下列步驟： A) 提供拋光漿液，其包含： 氧化劑； 稀釋劑；及 煙霧狀r氧化鋁硏磨劑，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉 著低溫發煙方法形成且隨之濕式硏磨，其中該煙霧狀r氧 化鋁在濕式硏磨前具有介於約〇.〇6微米及約0.25微米之 間的平均粒徑d5〇，且其中經濕式硏磨之煙霧狀r氧化鋁 硏磨劑具有介於濕式硏磨前d5G粒徑之約60%及80%間之 平均d5〇，低於經硏磨氧化鋁之d5G粒徑之約七倍的d99.9 粒徑，及自約50米2 /克至約160米2 /克之平均比表面 積； B) 提供具有包含金屬、含金屬之材料或兩者之表面 的基材；及 C) 於其中移除一部分金屬、含金屬之材料或兩者之 條件下使該漿液與該表面移動地接觸。 備擇實施例中，該基材係包含銅、鋁或鎢中至少一 種；其中該煙霧狀r氧化鋁係藉著將包含aici3及/或 a 1 f3、氧及淬火氣體之混合物氧化而形成，該淬火氣體之 -14- 200533725 (12) 量係足以使最高火焰溫度保持約4 0 0 °C至約8 5 0 °C，且其 中該煙霧狀r氧化鋁係包含在與該氧化鋁硏磨劑總重量比 較下至少99重量％之r氧化鋁；且其中該漿液實質上不含 濕式硏磨用鹽添加劑。備擇實施例中，該r氧化鋁係藉著 在約600 °c至約800 °c溫度下進行之部分淬火煙霧化方法 形成，其中該r氧化鋁係具有約80米2/克至約120米2/ 克之比表面積。備擇實施例中，該稀釋劑係包含水，且其 中提供拋光漿液之步驟係包括提供包含水及7氧化鋁硏磨 劑之7氧化鋁漿液，提供水溶液形式之氧化劑，且混合該 r氧化鋁漿液及該氧化劑水溶液。備擇實施例中，該r氧 化鋁漿液包含約0.1重量％至約25重量。/〇之煙霧狀氧化鋁 硏磨劑，其中r氧化鋁漿液之氯含量係在該r氧化鋁漿液 中每一重量百分比r氧化鋁約20 ppm至約34 ppm。備擇 實施例中，該r氧化鋁本身具有以r氧化鋁之重量計介於 20及34 ppm之間的氯含量，而與瀝濾量無關。備擇實施 例中，該r氧化鋁本身具有以r氧化鋁之重量計介於20 及3 4 ppm之間的氯含量。備擇實施例中，該7氧化鋁漿 液基本上係由r氧化鋁、水及約ο. ο ο 〇 1重量％至約〇. 2重 量％之酸所組成，該酸足以使氧化鋁漿液之pH介於約3 及約6之間。備擇實施例中，該r氧化鋁漿液基本上係由 r氧化鋁、水及約o.oool重量％至約〇.1重量％之酸所組 成，該酸足以使氧化鋁漿液之pH介於約3.6及約4.4之 間，且其中該r氧化鋁漿液及氧化劑水溶液之混合係於使 用時進行。本發明亦涵蓋前述實施例之任何組合，包括目 -15- 200533725 (13) 前所揭示之實施例的其他組合，只要所組合之各實施例的 需求係彼此相容。 本發明於一實施例中包括一種化學機械拋光基材之方 法，其包括下列步驟： 提供氧化鋁漿液，其包含稀釋劑及煙霧狀r氧化鋁硏 磨劑材料，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方法形 成，且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係具有介於約8〇米 2/克及約120米2/克間之比表面積，且具有介於約0.06微 米及約0.25微米間之D5G粒徑，所回收之煙霧狀7氧化鋁 隨之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體，使得經硏磨 之r氧化鋁具有介於硏磨前之原始D 5 〇粒徑之約6 0 %及 8 0%之間的平均d5〇粒徑，且使得經硏磨之r氧化鋁具有 低於經硏磨之氧化鋁的d5q粒徑的約七倍的平均d99.9粒 徑，且其中該硏磨係爲其中實質上不使用硏磨添加劑之濕 式硏磨方法； 在用以形成拋光漿液時將拋光加速劑混入該氧化鋁漿 液中； 提供具有包含介電材料及金屬、含金屬之材料或兩者 之表面的基材；及 使該漿液與該表面於移除一部分基材的條件下移動性 地接觸。 備擇實施例中，該氧化鋁漿液包含水、r氧化鋁及磷 酸、硫酸及硝酸中之一或多種。備擇實施例中，該氧化鋁 漿液基本上係由水、r氧化鋁及磷酸、硫酸及硝酸中之一 -16- 200533725 (14) 或多種所組成。備擇實施例中，該基材係包含銅、鎢或兩 者。本發明亦涵蓋前述實施例之任何組合，包括目前所揭 示之實施例的其他組合，只要所組合之各實施例的需求彼 此相容。 本發明於一實施例中包括化學機械拋光基材之方法， 其包括下列步驟： 提供包含氧化劑、稀釋劑及煙霧狀7氧化鋁硏磨劑材 料之拋光漿液，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方 法形成，且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係介於約〇.〇6 微米及約〇· 25微米間之D5G粒徑，所回收之煙霧狀τ氧化 鋁隨之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體，使得經硏 磨之r氧化鋁具有介於硏磨前之原始D5〇粒徑之約60%及 8 〇 %之間的平均d 5 〇粒徑，且使得經硏磨之r氧化鋁具有 低於經硏磨之氧化鋁的D5G粒徑的約七倍的平均D99.9粒 徑，且其中該硏磨係爲其中添加硏磨添加劑鹽且隨之自拋 光漿液實質移除的濕式硏磨方法； 提供具有包含金屬、含金屬之材料或兩者之表面的基 材；及 使該漿液與該表面於移除一部分金屬、含金屬材料或 兩者的條件下移動性地接觸。本發明亦涵蓋此實施例與其 他目前所揭示之實施例的任何組合，只要所組合之各實施 例的需求彼此相容。 本發明於一實施例中包括一種化學機械拋光基材之方 法，其包括下列步驟’· -17- 200533725 (15) 提供包含氧化劑、稀釋劑及煙霧狀r氧化鋁硏磨劑材 料之拋光漿液，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方 法形成，且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係介於約〇·〇6 微米及約0.25微米間之d5G粒徑，所回收之煙霧狀r氧化 鋁隨之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體，使得經硏 磨之r氧化鋁具有介於硏磨前之原始d5G粒徑之約60%及 80%之間的平均d5G粒徑，且使得經硏磨之r氧化鋁具有 低於經硏磨之氧化鋁的D5Q粒徑的約七倍之平均D99.9粒 徑，且其中該硏磨係爲其中不添加濕式硏磨添加劑鹽的濕 式硏磨方法； 提供具有包含金屬、含金屬之材料或兩者之表面的基 材；及 使該漿液與該表面於移除一部分金屬、含金屬材料或 兩者的條件下移動性地接觸。本發明亦涵蓋此實施例與其 他目前所揭示之實施例的任何組合，只要所組合之各實施 例的需求彼此相容。 本發明於一實施例中包括一種化學機械拋光基材之方 法，其包括下列步驟： 提供包含稀釋劑及煙霧狀r氧化鋁硏磨劑材料之拋光 漿液，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方法形成， 且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係具有介於約8〇米2/克 及約120米2/克之間的比表面積且具有介於約0.06微米 及約0.25微米間之Dw粒徑，所回收之煙霧狀7氧化鋁隨 之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體，使得經硏磨之 -18- 200533725 (16) r氧化鋁具有介於硏磨前之原始D5Q粒徑之約60%及 之間的平均d5G粒徑，且使得經硏磨之r氧化鋁具有 經硏磨之氧化鋁的D5G粒徑的約七倍之平均D99.9粒 且其中該硏磨係爲其中使用硏磨添加劑且實質上不自 磨之硏磨劑產物移除的濕式硏磨方法； 於用以形成拋光漿液時將拋光加速劑混入該氧化 液內； 提供具有包含介電材料及金屬、含金屬之材料或 之表面的基材；及 使該漿液與該表面於移除一部分基材的條件下移 地接觸。本發明亦涵蓋此實施例與其他目前所揭示之 例的任何組合，只要所組合之各實施例的需求彼此相3 本發明於一實施例中包括一種化學機械拋光基材 法，其包括下列步驟： 提供包含稀釋劑及煙霧狀r氧化鋁硏磨劑材料之 漿液，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方法形 且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係具有介於約8 〇米 及約120米2/克之間的比表面積且具有介於約0.06 及約0.25微米間之D5G粒徑，所回收之煙霧狀r氧化 之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體，使得經硏 r氧化鋁具有介於硏磨前之原始D5G粒徑之約60%及 之間的平均d5〇粒徑，且使得經硏磨之r氧化鋁具有 經硏磨之氧化鋁的d5G粒徑的約七倍之平均d99.9粒 且其中該硏磨係爲其中使用硏磨添加劑且在經硏磨之 8 0% 低於 徑， 經硏 鋁漿 兩者 動性 實施 之方 拋光 成， 2/克 微米 鋁隨 磨之 8 0% 低於 徑， 硏磨 -19- 200533725 (17) 劑產物添加於該拋光漿液之前實質上自經硏磨之硏磨劑產 物移除的濕式硏磨方法； 於用以形成拋光漿液時將拋光加速劑混入該氧化鋁漿 液內； 提供具有包含介電材料及金屬、含金屬之材料或兩者 之表面的基材；及 使該漿液與該表面於移除一部分基材的條件下移動性 地接觸。 本發明於一實施例中包括製造用於化學機械拋光之氧 化鋁硏磨劑的方法，其中該硏磨劑係於含有在低溫煙霧化 方法中形成之7氧化鋁、水足以使PH保持低於約7之酸 的漿液中，其中該漿液在8至24小時中不會明顯沉降。 較佳該氧化鋁係經濕式硏磨，而不使用濕式硏磨用鹽添加 劑。 本發明包括一種化學機械拋光基材之方法，其中該基 材係包含金屬或含金屬之化合物，且該方法係包括添加多 種本發明硏磨劑氧化鋁粒子於拋光漿液中，並使該漿液與 基材表面於進行受控化學機械拋光的條件下接觸。 該氧化鋁硏磨劑可使用於所有基材上，尤其是本發明 所述者，但使用於包含銅及/或鎢之基材上特佳。 本發明氧化鋁硏磨劑主要係爲r氧化鋁，例如藉煙霧 化方法形成。該氧化鋁硏磨劑中之r氧化鋁分率一般至少 約8 0%，以至少約90%爲佳，而至少約99%更佳，例如相 對於該氧化鋁硏磨劑總重係約1 00重量％。 -20- 200533725 (18) 該r氧化鋁係爲可藉煙霧電弧方法製得之高純度煙霧 狀氧化鋁，較佳係於低於其他煙霧方法的溫度下。一般， 煙霧電弧方法係於約9 0 0 °C至1 1 0 0 °C下進行。本發明所使 用之術語”火焰”及”電弧”可交換使用，各涵蓋習用火焰、 電弧及其他其中含鋁氣體之氧化係於大於4〇〇它之高溫及 於特定體積內進行的結構。本發明之r氧化鋁較佳係藉部 分淬火煙霧化方法形成，其可在約4 0 0 °C至約8 5 0 °C之溫 度下進行，例如在約6 0 0 °C及約8 0 0 °C之間。於一實施例 中，A1C13係通經電弧，使用量足以冷卻該火焰之H2蒸汽 與〇2之氣體，較佳爲實質惰性氣體諸如H20、貴重氣體 或在某些實施例中單純地使用氮，其中 A1C13可被氧化， 例如形成H C 1 0 3及A12 Ο 3產物，具有高於一般高溫煙霧化 方法中所發現之c 1含量。所形成之r氧化鋁可較佳地具 有自約〇·〇6微米至約0.25微米之D5G粒徑（根據Horiba L A 9 1 0粒徑分析器之分析），以介於約0 · 1微米及約〇 . 2 微米之間爲佳，例如介於約〇·13微米及約0.15微米之 間，及約0.2微米至約1.5微米之D99.9粒徑（根據Horiba L A 9 1 0粒徑分析器之分析），例如介於約0 · 7微米及約1 微米之間。應明瞭本發明所使用之Dxx係表示在粒徑分布 內有至少約XX%之粒子具有小於該値之粒徑。例如，D50 可表示重量平均粒徑，而D99.9係表示約99.9重量％粒子 所具之最小粒徑。當未出示下標時’直徑係對應於D 5 〇。 煙霧狀氧化鋁在某些情況下可具有不規則形狀，因而 可較佳地硏磨並過篩以提供更均勻之產物。該氧化鋁粉末 -21 - 200533725 (19) 可有利地濕式硏磨，該方法將漿液中附聚物/聚集體/較大 粒徑分開，形成較小之產物平均粒徑。較佳硏磨方法係使 用臥式磨，具有量足以使聚集體縮小成較小之氧化鋁粒子 聚集體的陶瓷珠粒。 通常，較佳係添加介於0.5 %至約5 %間之鹽，例如硝 酸銨、硝酸鋁、硝酸或其混合物，於待濕式硏磨之漿液 中，因爲此者有助於硏磨及漿液操作。濕式硏磨方法中， 硏磨添加劑通常存在例如低達約0.5重量％至高達約5重 量％之濃度。例如，硏磨添加劑可存在約0.5至約4%之濃 度，或約1重量％至約4重量％。一般，此硏磨添加劑可 包括金屬化合物（例如硝酸鹽諸如aino3 )、非金屬化合 物（例如硝酸諸如nh4no3 )或其組合物。而且，此硏磨 添加劑一般不移除，實質上包含於硏磨後單離之硏磨劑 中。於一實施例中，本發明氧化鋁硏磨劑可使用濕式硏磨 法硏磨，其收納實質上不移除之硏磨添加劑。 硏磨方法中包括硏磨添加劑之一主要優點係有助於更 迅速、更受控制（粒徑分布）且/或更完全（較小平均粒 徑）硏磨該硏磨劑。然而，已意外地發現硏磨添加劑之一 主要缺點係爲存在於硏磨劑中，因而存在於本發明拋光漿 液中，會導致沉降，增加沉降量，及/或加速硏磨劑於該 拋光漿液中之沉降速率。 本發明較佳實施例係於硏磨期間實質上不含硝酸鹽之 情況下硏磨。實質不含係表示之漿液含有低於約0.5重量 %之硝酸鹽，以低於約0.2%硝酸鹽爲佳，例如低於0.05% -22- 200533725 (20) 硝酸鹽或不添加硝酸鹽。於一實施例中，可添加硫酸鹽， 但較佳漿液仍含有約〇 . 5重量％硫酸鹽，以低於約〇 . 1 °/。硫 酸鹽爲佳，例於低於0 · 0 5 %硫酸鹽，或不添加硫酸鹽。另 一實施例中，可添加磷酸鹽，但較佳漿液仍含有約〇 . 5重 量％之磷酸鹽，以低於約0· 1 %磷酸鹽爲佳，例如低於 0 · 0 5 %磷酸鹽，或不添加磷酸鹽。於一實施例中，鹽類 (包括硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽或其混合物）於氧化鋁硏 磨劑之含水漿液中之總濃度係介於約100 ppm及約600 ppm之間，例如介於約200 ppm及400 ppm之間。已發現 在添加鹽不存在下濕式硏磨，在操作上產生更多困難之 下，提供具有較佳沉降特性之拋光漿液，例如在轉換時實 質上不沉降，且在2日內於不攪拌槽中有少於約20%之固 體沉降。 因此，備擇濕式硏磨方法中，該硏磨添加劑實質上可 在硏磨後但在該硏磨劑包括於本發明拋光漿液之前自硏磨 劑移除。此種硏磨添加劑之移除可藉技術界已知之方法達 成，例如單一或多個離心及淋洗步驟。移除硏磨添加劑之 優點可有利地對抗含硏磨添加劑之拋光漿液的沉降問題， 因此有效地消除沉降，降低沉降量，及/或減緩硏磨劑於 拋光漿液中之沉降速率。因此，另一實施例中，本發明氧 化鋁硏磨劑可使用收納硏磨添加劑之濕式硏磨方法硏磨， 該硏磨添加劑係於該硏磨劑添加於本發明拋光漿液之前實 質移除。此備擇方法之實施例中，該漿液可使用一或多種 鹽添加劑濕式硏磨，其中使用包括例如過濾及/或離心之 -23- 200533725 (21) 後續洗滌方法，以隨之移除主要之鹽類。該等洗滌，如同 技術界已知，可包括添加少量酸及/或鹼，以降低ς電位並 破壞粒子周圍之邊界層。 另一備擇濕式硏磨法中，實質上不使用硏磨添加劑， 例如使得硏磨方法僅於稀釋劑介質（例如水）中以硏磨劑 進行。雖然該濕式硏磨法會花費較長時間來縮小平均粒徑 及/或使粒徑分布較含硏磨添加劑之濕式硏磨法縮窄或增 寬，但如前文所述，於拋光漿液中對抗沉降之缺點仍較有 利。因此，在另一實施例中，本發明氧化鋁硏磨劑可使用 實質上不收納硏磨添加劑之濕式硏磨法來硏磨。 即使在此實施例中，包括過濾及/或離心之洗滌仍可 移除次尺寸之粒子的硏磨細末，於最終產物中產生一般期 望之較嚴謹的粒徑分布。 濕式硏磨後漿液中之氧化鋁可有利地具有介於硏磨前 原始D5〇之約60%及約80%之間的平均D5G’平均D99.9較 佳係小於經硏磨硏磨劑之平均D5〇的約七倍，更佳小於5 倍，例如小於3倍。 此氧化鋁可較佳地具有佳於約50米2/克及約160米 2/克間之比表面積，例如介於約80米2/克及約120米2/克 或約100米2/克。 意外地發現此氧化鋁具有提供優於習用煙霧化氧化隹呂 硏磨劑之基材移除速率/均勻性之硬度及/或紋路。 本發明所述之氧化鋁硏磨劑可作爲CMP漿液之成 份。r氧化鋁於cmp漿液中之量與漿液重量比較之下可 -24- 200533725 (22) 由約〇·〇1重量％至約25重量％，但較佳係約0.1重量％至 約1 0重量％，例如約〇 · 5重量％至約5重量％。較佳該氧 化鋁可包含於氧化鋁漿液中，其於使用時摻合以其他成 份’例如氧化劑，唯氧化鋁於亦包含氧化劑及選擇性鉗合 劑、流變劑、界面活性劑、腐蝕抑制劑及其類者之經預混 之漿液中係安定。當氧化鋁漿液於使用時與其他成份混合 以形成CMP漿液時，混合前之氧化鋁漿液在與使用混合 前之氧化鋁漿液的重量比較下，較佳係包含或基本上由水 及介於約 0.000 1重量％及約0.1重量％間之酸（例如硝 酸）所組成。通常，酸之量係足以提供約1.5至約6.8之 漿液ρ Η，例如介於約3及約6之間或介於約3.6及約4.4 之間。 該氧化鋁漿液之氯含量（例如在濕式硏磨後）係視漿 液中氧化鋁之量而定，且一般係每一重量百分比在氧化鋁 漿液中之氧化鋁約10 ppm至約40 ppm，例如約18 ppm 及約34 ppm。因此，於一較佳實施例中，1 〇%氧化鋁漿液 中可有介於約180 ppm及約260 ppm間之氯。此量實質上 高於一般其他煙霧化氧化鋁漿液中所發現者。備擇實施例 中，該r氧化鋁本身具有以r氧化鋁重量計介於1 〇及4 〇 ppm間或介於18及34 ppm間之氯含量，而與瀝濾量無 關。此外，較佳此氯量係反映於氧化鋁之組成，因爲一部 分（通常是大部分）此氯係於操作及硏磨操作期間自固體 基質溶解’反映出固體中含有高於先前技術煙霧化氧化鋁 的氯量。當然，在使用洗滌步驟之備擇實施例中，氯量可 -25- 200533725 (23) 調高或調低。 於一實施例中，硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽或其混合物 於氧化鋁硏磨劑之含水漿液中的總濃度係介於約1 〇〇 ppm 及約600 ppm之間，例如介於約200 ppm及400 ppm之 間。替代或附加地，不包括氯之有機酸（例如硝酸鹽、硫 酸鹽、磷酸鹽或其混合物之酸）於氧化鋁硏磨劑之含水漿 液中的總濃度係介於約1〇〇 ppm及約2000 ppm之間，例 如介於約4 0 0 p p m及1 5 0 0 p p m之間。 使用氧化鋁漿液提供特別適用於基材諸如半導體、磁 性及/或光學讀取或讀取/寫入頭、硬碟或其他記憶體儲存 媒體及適用於拋光光學玻璃或光學包括纖維光學所用之材 料的硏磨劑材料。本發明之特定實施例及備擇實施例係討 論於下文。 【實施方式】 本發明包括一種化學機械拋光基材之方法，該基材係 例如形成半導體、磁性及/或光學讀取或讀取/寫入頭、硬 碟或其他記憶體儲存媒體、光學玻璃或纖維光學裝置之材 料，該方法係包括下列步驟： 提供拋光漿液’其包含水、一般爲一或多種氧化劑之 拋光加速劑及本發明所述之氧化鋁硏磨劑材料或基本上由 前述成份組成或由其組成； 提供基材’其具有包含金屬、金屬化合物諸如金屬氮 化物、金屬氧化物及/或介電材料中之至少一種的表面； -26- 200533725 (24) 及 使該拋光漿液與該表面於藉化學機械拋光方法移除一 部分基材的條件下移動性地接觸。於一實施例中，提供該 拋光漿液之步驟係包括提供氧化鋁漿液、提供氧化劑及於 使用時混合該兩者且視情況混合水。 本發明氧化鋁漿液可包含氧化鋁硏磨劑、控制pH之 試劑（例如有機或無機酸或鹼）及水或基本上由該等成份 組成或由該等成份組成。 較佳氧化鋁漿液組成物係含有約1 0 % 7氧化鋁；不高 於約0.2%硝酸鹽，包括硝酸，不高於約340 ppm之氯含 量及/或不低於約150 ppm之氯含量，其餘（約90%) 水。備擇實施例中，7氧化鋁本身具有介於1 5 0及3 4 0 ppm之間的氯含量。此氧化鋁漿液組成物不包含氧化劑， 但於使用時可且較佳個別添加所有之氧化劑溶液。較佳該 漿液組成物之p Η可介於約3 · 6至約4.4範圍內，或可例 如約4。 該漿液可另外包含其他硏磨劑。其他該等硏磨劑粒子 係包括但不限於膠態二氧化矽、煙霧狀二氧化矽、膠態三 氧化二鈽、煙霧狀三氧化二鈽、膠態氧化鋁、氧化鉻、二 氧化鈦及/或其塗覆金屬或塗覆聚合物之粒子（例如塗覆 鐵之二氧化矽）。 該氧化鋁較佳係實質爲y -及/或熔融氧化鋁，更佳爲 熔融r -氧化鋁。用以將本發明熔融氧化鋁形成實質7，相 之方法係爲於較習用煙霧化方法低之溫度下進行之電弧煙 -27- 200533725 (25) 霧化方法。該電弧煙霧化方法係始自藉著使氯化鋁（例如 A1 C 13 )暴露於水與氧氣之混合物，造成氧化反應以形成 氯酸（HCIO3 )，最後產生具有高於習用氧化鋁形成方法 之氯含量的熔融氧化鋁粒子。或該氯化鋁（例如A1C13 ) 可暴露於氫氣、水及氧氣及其混合物。 備擇實施例中，一部分或所有A1C13可使用A1F3置 換’提供具有高氟含量而非高氯含量之r氧化鋁。在任一 種情況下，該r氧化鋁皆以具有高鹵素含量爲佳。 該氧化鋁之比表面積可爲約25米2/克至約5 00米2/ 克範圍內，以約40米2/克至約300米2/克爲佳，例如約 40米2/克至約150米2/克，約50米2/克至約25 0米2/ 克，約75米2/克至約175米2/克，約100米2/克至約300 米2/克，或約80米2/克至約1 20米2/克。 硏磨劑例如氧化鋁於本發明漿液組成物中之量可由約 0.1重量％至約30重量％範圍內，以約〇.1重量％至約15 重量％爲佳，例如約〇· 1重量％至約5重量％，約5重量％ 至約1 5重量％，約1重量％至約1 〇重量％，約8重量％至 約1 2重量％，約1重量％至約7重量°/〇，約〇 · 1重量％至約 1重量％，或約〇 · 5重量％至約3重量％。 當存在於漿液組成物中時，氧化鋁粒子通常形成聚集 體，其可具有約0.02微米至約〇.4微米之平均直徑（或中 間直徑D5G )，例如約0.03至約0.3微米，或約0·03微米 至約0 · 1 5微米，約〇 · 1微米至約〇. 2微米，約〇. 1 5微米 至約0.3微米，約〇.〇5微米至約0.25微米，約〇·〇5微米 -28- 200533725 (26) 至約〇 · 1 4微米，或約〇 · 〇 8微米至約〇 . 2微米。所形成之 聚集體可另外或取代地具有一粒徑分布，使得實質上所有 氧化鋁聚集體皆具有最高約2微米之最大直徑或尺寸，以 最高約1微米爲佳，例如最高約〇·9微米，最高約〇.7微 米’或最高約0 · 5微米。於一實施例中，氧化鋁聚集體之 D".9最高約2微米，以最高約1微米爲佳，例如最高約 〇·9微米’最高約〇·7微米，或最高約〇·5微米。此意謂著 在此實施例中，氧化鋁聚集體中不高於約〇 · 1重量〇/。具有 大於約2微米之直徑或尺寸，以大於約1微米爲佳，例如 大於約0 · 9微米，大於約〇 · 7微米，或大於約〇 . 5微米。 此等尺寸範圍之優點係技術界已知，如已知不同尺寸範圍 已知可用於不同密度之基材，例如何種刮磨程度無法接 受，而期待何種基材移除速率。 本發明漿液組成物亦有利地包括大部分稀釋劑。雖然 此稀釋劑以含水爲佳且基本上由水組成或由水組成更佳， 但該稀釋劑亦可包括其他相對非反應性之有機溶劑。該等 溶劑之實例係包括（但不限於）吡咯烷酮，諸如N-甲基 吡咯烷酮、亞硕諸如二甲基亞碾、硕諸如甲基硕、醯胺諸 如內醯胺或二甲基乙醯胺、酯諸如內酯、醚諸如四氫呋 喃、二醇諸如丙二醇及其類者，及其組合物。較佳實施例 中，本發明漿液組成物實質上不含有機溶劑。 本發明漿液組成物亦有利地包括足量之pH控制劑。 通常，本發明漿液組成物之pH可依任何適當之方式調 整，例如添加pH調整劑、調節劑或緩衝劑。硝酸係爲較 -29- 200533725 (27) 佳ρ Η控制劑’唯可使用硫酸、磷酸或任何此三種之組合 物。有機酸，包括單、二及三羧酸，包括例如檸檬酸、乙 醇酸、草酸、乙酸或其任何組合物，可用於取代該無機酸 或與其一起使用。有機酸（及其鹽例如其錢鹽）對氧化鋁 漿液提供所需之緩衝能力。適當之ρ Η緩衝劑可包括酸， 例如無機酸（例如硝酸、硫酸、磷酸及其類者，及其組合 物）、有機酸（例如乙酸、檸檬酸、丙二酸、琥珀酸、酒 石酸、草酸、乙醇酸及其類者，及其組合物）及其組合 物。其他適當之pH調整劑、調節劑或緩衝劑亦可包括 鹼，例如無機氫氧化物鹼（例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫 氧化銨及其類者）、有機氫氧化物鹼（例如單-、二-、三_ 或四-院基銨氫氧化物、膽驗氫氧化物、雙-膽驗氫氧化 物、三-膽鹼氫氧化物及其類者，及其組合物）、碳酸鹽 鹼（例如碳酸鈉及其類者）、甲基甲氧化物、氨及其組合 物。 該氧化鋁漿液組成物之pH通常爲酸性，例如低於約 7。於一實施例中，該漿液組成物之pH可較佳地由約1 .5 至約6 · 8，例如約1 .5至約3，約5至約6.8，約2至約 6，約2至約4，約4至約6，約3至約5或約3 · 5至約 4.7。 本發明漿液組成物中之硏磨劑粒子可形成聚集體，尤 其是置於水溶液中時，即使溶液中不含氧化劑亦然。然 而，通常期望聚集體相當迅速地自溶液沉澱或沉降出來。 於一實施例中，硏磨劑粒子之聚集體無法目測，但發現在 -30- 200533725 (28) 至少約1 8小時之後發生（例如藉光散射分析），例如在 該硏磨劑粒子置入該漿液組成物中至少約24小時之後， 在約2 4至4 8小時之後，在至少約3 0小時之後，在至少 約3 6小時之後，在至少約4 2小時之後，或在至少約4 8 小時之後。另一實施例中，已發現硏磨劑粒子之聚集在該 硏磨劑粒子置入該漿液組成物中約96小時內發生（例如 藉光散射分析），例如在約8 4小時內，在約72小時內， 在約6 0小時內，或在約4 8小時內。較佳實施例中，在4 8 小時內有5%以上之固體不發生導致沉降之聚集體形成， 以不多於1 %固體爲佳。 本發明漿液組成物可與任何技術界已知之適當成份 (等）（或組份（等））結合使用，其可存在於該漿液組 成物中或可個別容裝以於使用時摻合。其他成份/組份之 實例可包括（但不限於）其他非7氧化鋁硏磨劑、氧化 劑、不含羥基之胺、含羥基之胺（諸如烷醇胺）、觸媒、 薄膜形成劑（例如腐蝕抑制劑）、錯合劑（例如鉗合 劑）、流變控制劑、界面活性劑（例如表面活性劑）、聚 合物安定劑、用以控制p Η之鹼或其他酸及其他適當之成 份，及其組合物。然而，在某些實施例中，該漿液組成物 基本上可由或可由硏磨劑粒子、ρΗ控制劑及稀釋劑組成 且/或可實質上不含其他前述成份或組份中之一或多種。 除非另有定義，否則本發明所使用之術語“實質上，，係表示 至少約99%，以至少約99.5 %爲佳，至少約99.9%更佳， 例如至少約99.99%。較佳實施例中，術語“實質上，，可表示 -31 - 200533725 (29) 完全或約1 〇〇%。因此，本發明所使用之術語“實質上不” 及“實質上不含”係表示含有不高於約1 %，以不高於約 0.5%爲佳，不高於約0.1%更佳，例如不高於約0.01%。較 佳實施例中，術語“實質上不”及“實質上不含”可個別表示 完全不及完全不含，或含有約0%之特定成份（等）/組份 (等）。 本發明漿液組成物可視情況（但較佳）摻合個別氧化 溶液，及視情況使用之附加稀釋劑，以形成CMP漿液摻 合物。該個別氧化溶液較佳含有所需量之氧化劑，該特定 試劑及特定量以針對特定基材平面化/拋光且針對特定所 需之特定基材移除速率來調整爲佳。該個別氧化溶液通常 亦含有稀釋劑，唯若該CMP漿液摻合物包含且/或個別添 加稀釋劑，則此並非必要。此情況下，個別氧化溶液及/ 或選擇性稀釋劑可含有一或多種其他成份/組份，如前文 所揭示。然而，在某些實施例中，該個別氧化溶液可基本 上僅由或可僅由氧化劑及選擇性稀釋劑所組成且/或該稀 釋劑可不含其他成份/組份。相同地，在某些實施例中， 該 CMP漿液摻合物可基本上由或可由本發明漿液組成 物、個別氧化溶液及選擇性稀釋劑所組成。 任何適當之氧化劑皆可與使用於本發明，例如使用於 氧化溶液中。適當之氧化劑係包括例如氧化之鹵化物（例 如氯酸鹽、溴酸鹽、碘酸鹽、高氯酸鹽、高溴酸鹽、高碘 酸鹽、含氟化合物及其類者、及其混合物）、過化合物 (例如過硼酸、高碘酸、高碘酸鹽、過硼酸鹽、過碳酸 -32- 200533725 (30) 鹽、過硫酸鹽諸如過硫酸銨、過氧化物、過氧酸（例如過 乙酸、過苄酸、間-氯過苄酸、其鹽類、其混合物及其類 者）、高錳酸鹽及其類者及其混合物）、硝酸鹽（例如硝 酸鐵（III )、硝酸羥基胺及其類者及其混合物）、鉻酸 鹽、鈽化合物、鐵氰化物（例如鐵氰化鉀）、其混合物、 羥基胺、羥基胺衍生物及/或鹽類（例如N-甲基-羥基胺、 N，N-二甲基-羥基胺、N-乙基·羥基胺、N，N_二乙基-羥基 胺、甲氧胺、乙氧胺、N-甲基-甲氧胺、及羥基胺或羥基 胺衍生物之鹽類諸如硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、 乙酸鹽及其類者及其組合物）。適當之氧化劑可包括二或 多種前述氧化劑之混合物，例如比例約1 〇〇: 1至約 1:100。與拋光漿液比較之下，氧化劑之量一般介於約O.i 重量％及25重量％之間，例如1重量％至7重量％。 該拋光漿液及氧化鋁漿液可含有鉗合劑。鉗合劑之實 例包括（但絕不限於）單-、二-或多-羥基苯型化合物，例 如諸如兒查酚、間苯二酚、經丁基化之羥基甲苯 (“BHT”）及其類者，或其組合物。於一實施例中，該鉗 合劑係包括三或多個含羧酸之部分，例如諸如乙二胺四乙 酸（“EDTA”）、非金屬EDTA鹽類（例如單-、二-、三-或四銨EDTA或其類者），或其組合物。含有兩個羧酸部 分之化合物較不佳。同時含有羥基及羧酸部分之化合物可 使用於一實施例中。含有硫醇基之芳族化合物，例如諸如 苯硫酚；胺基-羧酸；二胺’例如乙二胺；聚醇；聚氧化 乙烯；聚胺；聚亞胺；或其組合物可使用於一實施例中。 -33- 200533725 (31) 於一實施例中，可使用一或多種鉗合劑於一組成物中，其 中該鉗合劑係選自前述之群。備擇或附加地，某些鉗合劑 係描述於1 995年5月23日頒證于Ward之美國專利第 5,417,877號中，1997年9月30日頒證于Lee之共讓與美 國專利第5,672,5 77號，其揭示各以引用方式倂入本文。 於一實施例中，鉗合劑存在於本發明溶液中之量係約 0.1 %至約 10%，或約1%至約10%，約0.5%至約5%，約 0 · 5 %至約3 %，約0 · 1 %至約2 %，約0 · 2 5 °/。至約0.7 5 %，或 約1%至約3%。備擇實施例中，該組成物實質上不含鉗合 劑。 該漿液可視情況含有界面活性劑，例如環氧基-聚醯 胺化合物存在於溶液中之量係約0.0 1 %至約3 %，例如約 0.1重量％至約0.5重量％。備擇實施例中，該組成物實質 上不含界面活性劑。 該氧化鋁漿液較佳係實質上不含溶解之金屬，尤其是 過渡金屬，例如該漿液含有低於約5 0 ppm，較佳低於約 1 0 ppm之溶解金屬。 較佳稀釋劑係爲水。某些實施例中，可使用一或多種 極性有機溶劑取代介於約10%及約100%之間的水。有機 溶劑可爲極性或非極性。通常，非極性有機溶劑較不佳， 而可使用極性有機溶劑，諸如高沸點醇類及其類者。因 此，於一實施例中，本發明漿液可實質上不含非極性有機 溶劑。用於本發明組成物之極性有機溶劑的實例係包括 (但絕不限於）二甲基亞碾、乙二醇、有機酸烷基（例如 -34- 200533725 (32) C ! -C6 )酯諸如乳酸乙酯、乙二醇烷基醚、雙乙二醇院基 醚（例如單甲基醚、單乙基醚、單丙基醚、單丁基酸等； 二甲基醚、二乙基醚、二丙基醚、二丁基醚等；甲基乙基 二醚、甲基丙基二醚、甲基丁基二醚、乙基丙基二醚、乙 基丁基二醚、丙基丁基二醚等及其類者）、三乙二醇烷基 醚、丙二醇、丙二醇烷基醚、二甲基亞硕、N經取代之吡 咯烷酮諸如 N-甲基-2-吼咯烷酮（NMP )、環丁硕、二甲 基乙醯胺及其類者、水（本發明視爲極性有機溶劑）或其 任何組合物。二甲基乙醯胺及雙乙二醇烷基醚（最著名爲 雙乙二醇單丁基醚）爲較佳極性溶劑。其他包括胺化合物 及/或烷醇胺化合物，例如兩碳原子鍵合烷醇胺，諸如 AEEA及其類者。 於一存在極性有機溶劑之實施例中，該極性有機溶劑 之沸點至少約8 5 °C，或至少約90 °C或至少約9 5 °C。此須 謹慎，因爲不存在烷醇胺及其類者時，特定有機溶劑於本 發明稀氟化物溶液中與水（若存在）可能僅稍微可溶混。 於一實施例中，該拋光漿液及/或氧化鋁漿液中存有至少 一種極性有機溶劑，總量爲至少約7 5重量％之溶劑，以至 少約85重量％爲佳，例如至少約90重量％或至少約95重 量％。另一實施例中，極性有機溶劑之總量可爲約7 5重量 %至約99重量％，或約90重量％至約95重量％，或約96 重量％至約99重量％。 本發明漿液組成物及/或CMP漿液摻合物可使用於任 何適當之基材。尤其，本發明可使用於特別是記憶體或硬 -35- 200533725 (33) 碟、金屬（例如貴金屬）、中間層介電結構（ILD )、積 體電路、半導體裝置、半導體晶圓、微電機系統 (MEM )、鐵電質、磁頭、壓電物質、聚合物薄膜及低及 高介電常數（例如低-K及高-K )薄膜、工業或光學玻璃 或某些其組合物。適當之基材包含例如金屬、金屬氧化 物、金屬複合物或其混合物。該基材可包含任何適當之金 屬或基本上由其組成或係由其組成。適當之金屬包括例如 銅、鋁、鈦、鎢、鉬、金、鉑、銥、釕及其組合物（例如 合金或混合物）。該基材亦可包含任何適當之金屬氧化物 或基本上由其組成或係由其組成。適當之金屬氧化物係包 括（例如）氧化鋁、二氧化矽、二氧化矽、二氧化鈦、三 氧化二鈽、氧化锆、氧化鍺、氧化鎂及其共同形成之產物 及其混合物。此外，該基材可包含任何適當之金屬複合物 及/或金屬合金或基本上由其組成或係由其組成。適當之 金屬複合物及金屬合金係包括例如金屬氮化物（例如氮化 鉅 '氮化鈦及氮化鎢）、金屬碳化物（例如碳化矽及碳化 鎢）、鎳··磷、鋁-硼矽酸鹽、硼矽酸鹽玻璃、磷矽酸鹽玻 璃（PSG )、硼磷矽酸鹽玻璃（BPSG ))、矽/鍺合金、 及矽/鍺/碳合金。該基材亦可包含任何適當之半導體材料 或基本上由其組成或係由其組成。適當之半導體基材可包 括單晶矽、多晶矽、非晶矽、絕緣體上之矽及砷化鎵。玻 璃基材亦可使用於本發明，包括（但不限於）技術界已知 之各種類型的工業玻璃、光學玻璃及陶瓷。 本發明漿液組成物及/或CMP漿液摻合物特別可使用 -36- 200533725 (34) 於包含銅、銅合金及/或銅化合物或基本上由其組成或係 由其組成的基材，該基材亦可含有一或多種技術界已知之 障壁材料，諸如Ta、TaN、Ti、TiN或其組合物。 本發明漿液組成物及/或CMP漿液摻合物可在基材製 造之任何階段用以拋光基材（例如半導體裝置）之任何部 分。例如，本發明可用以拋光淺溝隔離（STI )加工中之 丰導體裝置’如例如美國專利第5,498,565號、第 5,721，173 號、第 5,93 8,5 05 號及第 6,0 1 9,8 06 號所述，或 使用於形成中間層介電質。 本發明另一層面係有關一種化學機械平面化或拋光含 有金屬（例如含銅）基材之方法，其包括於足以平面化、 拋光或淸潔基材含金屬（例如含銅及/或含鎢）表面之時 間及溫度下，使該基材與本發明漿液組成物及/或CMP漿 液摻合物接觸。 該CMP方法可包括該基材於可移動條件下與本發明 漿液組成物及/或CMP漿液摻合物接觸，其中該漿液組成 物及/或CMP漿液摻合物一般係介於彼此相對移動之基材 與墊之間，以拋光及/或平面化該基材。 適當之拋光墊可使用於本發明。尤其，該拋光墊可爲 織造或非織造且可包含具有不同密度、硬度、厚度、壓縮 性、壓縮時之回彈力及壓縮模數之任何適當的聚合物。使 用於本發明之拋光墊可較佳地具有約0.6至約0.95克/厘 米3之密度，低於約100 (例如約40至約90)之蕭氏A 硬度，至少約0.75毫米（例如約0.75至約3毫米）之厚 -37- 200533725 (35) 度，約0至約10% (以體積計）之壓縮性，於約35 kPa 下壓縮之後至少約25% (以體積計）（例如約25%至約 100%)之回彈力，及/或至少約1000 kPa之壓縮模數。適 用於拋光墊材料之聚合物的實例可包括（但不限於）聚胺 基甲酸酯、聚三聚氰胺、聚乙烯、聚酯、聚硕、聚乙酸乙 烯酯、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚 碳酸酯、聚醯胺、聚醚、聚苯乙烯、聚丙烯、耐綸、氟化 烴及其類者及其混合物、共聚物、接枝物。於一較佳實施 例中，該拋光墊係包含聚胺基甲酸酯拋光表面。該拋光墊 及/或表面可自該等材料使用技術界公認之適當技術形 成，例如使用熱燒結技術。此外，自該等材料形成之拋光 墊可實質多孔性（例如具有開放或封閉之孔）或實質非多 孔性。多孔墊較佳具有約1至1 000微米之孔徑，及約 15%至約70%之孔隙體積。該拋光墊及/或表面亦可爲任何 程度之多孔性或非多孔性。另一較佳實施例中，該拋光墊 可包含多孔之拋光表面。 雖已參照特定較佳實施例描述本發明，但熟習此技術 者顯然可在不偏離所附申請專利範圍所定義之本發明精神 及範圍下進行其修飾及改變。尤其，熟習此技術者應明瞭 本發明可於其他特定形式、結構、配置、比例及使用其他 元件、材料及成份下具體實現，而不偏離其精神或基本特 性。熟習此技術者應明瞭可針對特別適用於特定環境及操 作需求之情況，對原本用於進行本發明之材料、方法及成 份使用許多修飾，而不偏離本發明之原理。所揭示之實施 -38- 200533725 (36) 例因此完全視爲說明而非限制，本發明範圍係以所附申請 專利範圍來表示，而不限於前文描述。 -39-

Claims (1)

1. 200533725 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種提供可用於形成化學機械拋光漿液之氧化鋁 硏磨漿液的方法，該方法包括下列步驟： A )提供藉低溫煙霧化方法形成之煙霧狀（fumed ) 7 氧化鋁粒子，該煙霧化方法包括在火焰中將包含有含氧化 鋁且含鹵素之氣體、氧、氫及淬火氣體之氣體混合物氧 化，該淬火氣體含量係足以將在攝氏度數下測量之最高火 焰溫度降低，達到使用相同之含氧化鋁且含鹵素之氣體與 氧但不含淬火氣體之混合物所得的最高溫度之95%以下’ 其中該煙霧狀r氧化鋁粒子具有介於約 〇·〇6微米及約 0.2 5微米之間的硏磨前平均粒徑D 5 〇 ; B )形成包含水及介於5重量％及50重量％之間的煙 霧狀r粒子之預漿液； C )於使得硏磨後之預漿液包含下列成份的條件下濕 式硏磨該氧化鋁預漿液： 液體成份，其包含水、每一重量百分比氧化鋁約1〇 ppm至約40 ppm之來自含氧化鋁且含鹵素之氣體的鹵素 及低於約2000 ppm之整體硝酸根；及 煙霧狀r氧化鋁粒子之固體成份，其平均粒徑d5G介 於該硏磨前粒徑D5G之約60%及80%之間’且具有低於硏 磨後粒徑D5G之約七倍的D"·9粒徑；及 D )調整水含量並添加PH調節用化合物，以形成氧 化鋁硏磨漿液，其固體成份包含以漿液重量計約0 ·4至2 4 重量％之煙霧狀r氧化鋁粒子’且液體成份具有介於約 -40- 200533725 (2) 1 . 5至約6.8之ρ Η。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該含氧化鋁 且含鹵素之氣體係包含A1Χ3，其中X係爲選自氯、氟或 其混合物之鹵素，其中最高火焰溫度約4 0 0 °C至約8 5 0 V。 3 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中該淬火氣體 係包含水蒸汽、貴重氣體或氮中之至少一種，且其中最高 火焰溫度約600 °C至約800 °C，且其中經濕式硏磨之預漿 液的液體成份中自r氧化鋁瀝濾之鹵素的量係爲每一重量 百分比氧化銘有約1 8 p p m至約3 4 p p m間之氯及/或_總 量。 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中該硏磨前平 均粒徑D5G係介於約0.1微米及約〇.2微米之間，且其中 該預漿液之液體成份係包含低於約2000 ppm之溶解硝酸 根、硫酸根及磷酸根的重量和。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該氧化鋁硏 磨漿液之液體成份包含低於約4000 ppm之溶解鹽類、酸 及鹼的總量，且具有介於約3至約6之pH，且其中r氧 化鋁具有介於約50米2/克及約160米2/克間之比表面 積。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該氧化鋁硏 磨漿液之液體成份係包含介於約100 ppm及約1 000 ppm 間之溶解硝酸根、硫酸根及磷酸根之重量和，且其中r氧 化鋁具有介於約80米2/克及約120米2/克間之比表面 -41 - 200533725 (3) 積。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該氧化鋁硏 磨漿液之液體成份係包含低於約6 00 ppm之硝酸鋁及硝酸 錢總量。 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該氧化鋁硏 磨漿液之液體成份包含介於約100 ppm與約600 ppm之間 的溶解硫酸根，及低於約4000 ppm之溶解鹽類、酸及鹼 的總量，且其中r氧化鋁具有介於約50米2/克及約160 米2/克之間的比表面積。 9 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該氧化鋁硏 磨漿液係包含介於約100 ppm及約600 ppm之間的溶解磷 酸根，且其中該r氧化鋁係具有介於約5 0米2/克及約1 6 0 米2/克之間的比表面積。 10· —種如申請專利範圍第1項之方法的產物。 1 1 . 一種如申請專利範圍第3項之方法的產物。 12· —種如申請專利範圍第5項之方法的產物。 1 3 · —種提供可用以形成化學機械拋光漿液之氧化鋁 硏磨漿液的方法，該方法係包括下列步驟： A )提供藉低溫煙霧化方法形成之煙霧狀7氧化鋁粒 子，該煙霧化方法包括在火焰中將包含有含氧化鋁且含鹵 素之氣體、勒、氫及Ά火氣體之氣體混合物氧化，該淬火 氣體含量係足以將在攝氏度數下測量之最高火焰溫度降 低，達到使用相同之含氧化鋁且含鹵素之氣體與氧但不含 淬火氣體之混合物所得的最高溫度之9 5 %以下，其中該煙 -42- 200533725 (4) 霧狀r氧化鋁粒子具有介於約0.06微米及約0.25微米之 間的硏磨前平均粒徑D50 ; B)形成預漿液，其含有包含水及介於0.2重量％及 1 〇重量％之間作爲硏磨添加劑的溶解鹽之液體成份，及含 有包含介於5重量％及50重量％之間的煙霧狀y粒子的固 體成份； C )於使得煙霧狀r氧化鋁粒子平均粒徑d5G縮小至 硏磨前粒徑D5G之約50%及80%之間的條件下濕式硏磨該 氧化鋁預漿液，其中硏磨後之粒子具有低於硏磨後粒徑 D5q之約四倍的平均粒徑D99.9，且具有介於約50米2/克 及約160米2/克之間的平均比表面積，其中在濕式硏磨後 之氧化鋁預漿液的液體成份係包含在預漿液中每一重量百 分比氧化銘約1 〇 p p m至約4 0 p p m的自氧化銘瀝濾之總溶 解氯及/或氟， D )自預漿液之液體成份移除至少一部分溶解之鹽， 使得該鹽之總濃度係低於約4000 ppm ; E )調整水含量並添加pH調節用化合物，以形成氧化 鋁硏磨漿液，其包含約0.4至24重量％之煙霧狀r氧化鋁 粒子，且具有介於約1.5至約6.8之pH。 14.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該含有氧 化鋁且含鹵素之氣體係包含A1X3，其中X係爲選自氯、 氟或其混合物之鹵素，其中最高火焰溫度係約400°c至約 850 t，其中該淬火氣體係包含水蒸汽、貴重氣體或氮中 至少一種，且其中於經濕式硏磨預漿液之液體成份中自該 -43- 200533725 (5) r氧化鋁瀝濾的鹵素的量係爲每一重量百分比氧化鋁中介 於約1 8 p p m至約3 4 p p m之間的氯及/或氟總量。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該硏磨前 T平均粒徑D5G係介於約0.1微米及約0.2微米之間，且 其中硏磨後之7氧化鋁係具有介於約80米2/克及約120 米2/克之間的比表面積，且其中該氧化鋁硏磨漿液之液體 成份係包含低於約2000 ppm之溶解鹽、酸及鹼總量，且 具有介於約3至約6之間的pH。 1 6.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中溶解鹽類 之移除係包括該經硏磨之預漿液的液體部分與離子交換樹 脂接觸。 1 7.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該溶解鹽 類之移除係包括藉過濾該漿液且以洗滌/淋洗液體來洗滌/ 淋洗該粒子而自包含該溶解鹽類之液體成份來實質分離該 粒子。 1 8.如申請專利範圍第1 7項之方法，其中該洗滌/淋 洗液體係具有介於該r氧化鋁之等電pH點之0.3 pH單位 內的pH。 1 9.如申請專利範圍第1 7項之方法，其包括添加極 性有機溶劑於該預漿液、於該洗滌/淋洗液體或於兩者。 20.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該溶解鹽 類之移除包括藉著離心該漿液並以洗滌/淋洗液體來洗滌/ 淋洗該粒子而自包含該溶解鹽類的液體成份實質分離該粒 子。 -44- 200533725 (6) 21·如申請專利範圍第20項之方法，其中該洗滌/淋 洗液體係具有介於該r氧化鋁之等電pH點之0.3 pH單位 內的pH。 22·如申請專利範圍第20項之方法，其包括添加極 性有機溶劑於該預漿液、於該洗滌/淋洗液體或於兩者。 23·如申請專利範圍第20項之方法，其進一步包括 移除一部分r氧化鋁粒子，以縮窄保留之T氧化鋁粒子的 粒徑分布。 24·如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該氧化鋁 硏磨漿液之液體成份係包含介於約100 ppm及約1000 ppm間之溶解硝酸根、硫酸根及磷酸根之重量和，及低於 約6 0 0 ppm之硝酸鋁及硝酸銨總量。 25. —種如申請專利範圍第13項之方法的產物。 2 6. —種如申請專利範圍第1 5項之方法的產物。 2 7. —種如申請專利範圍第1 7項之方法的產物。 28. —種如申請專利範圍第20項之方法的產物。 2 9. —種化學機械拋光基材之方法，其包括下列步 驟： A)提供拋光漿液，其包含： 氧化劑； 稀釋劑；及 煙霧狀r氧化鋁硏磨劑，其中該煙霧狀T氧化鋁係藉 著低溫煙霧化方法形成且隨之濕式硏磨，其中該煙霧狀r 氧化鋁在濕式硏磨前具有介於約0.0 6微米及約0.2 5微米 -45- 200533725 (7) 之間的平均粒徑d 5 q，且其中經濕式硏磨之煙霧狀r氧化 鋁硏磨劑具有介於濕式硏磨前D5G粒徑之約60%及80%間 之平均d5G，低於經硏磨氧化鋁之D5G粒徑之約七倍的 D99.9粒徑，及自約50米2/克至約160米2/克之平均比表 面積； B) 提供具有包含金屬、含金屬之材料或兩者之表面 的基材；及 C) 於其中移除一部分金屬、含金屬之材料或兩者之 條件下使該漿液與該表面移動性地接觸。 30.如申請專利範圍第29項之方法，其中該基材係 包含銅、鋁或鎢中至少一種；其中該煙霧狀T氧化鋁係藉 著將包含A1C13及/或A1F3、氧及淬火氣體之混合物氧化 而形成，該淬火氣體之量係足以使最高火焰溫度保持約 400 °C至約850 °C，且其中該煙霧狀r氧化鋁係包含在與該 氧化鋁硏磨劑總重量比較下至少9 9重量％之y氧化鋁；且 其中該漿液實質上不含濕式硏磨用鹽添加劑。 3 1 ·如申請專利範圍第3 0項之方法，其中該r氧化 鋁係藉著在約6 0 0 °C至約8 0 0 °C溫度下進行之部分淬火煙 霧化方法形成，其中該7氧化鋁係具有約8 0米2 /克至約 120米2/克之比表面積。 3 2 .如申請專利範圍第2 9項之方法，其中該稀釋劑 係包含水，且其中提供拋光漿液之步驟係包括提供包含水 及r氧化鋁硏磨劑之7氧化鋁漿液，提供水溶液形式之氧 化劑，且混合該r氧化鋁漿液及該氧化劑水溶液。 -46- 200533725 (8) 33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該r氧化 鋁漿液係包含約0.1重量％至約25重量％之煙霧狀氧化鋁 硏磨劑，其中r氧化鋁漿液之氯含量係在該r氧化鋁漿液 中每一重量百分比r氧化銘約20 ppm至約34 ppm。 34. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該r氧化 鋁漿液基本上係由r氧化鋁、水及約0.000 1重量％至約 〇·2重量％之酸所組成，該酸足以使氧化鋁漿液之pH介於 約3及約6之間。 35. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該r氧化 鋁漿液係包含r氧化鋁、水及約0.000 1重量％至約0.1重 量％之酸，該酸足以使氧化鋁漿液之pH介於約3.6及約 4.4之間，且其中該r氧化鋁漿液及氧化劑水溶液之混合 係於使用時進行。 3 6. —種化學機械拋光基材之方法，其包括下列步 驟： 提供氧化鋁漿液，其包含稀釋劑及煙霧狀T氧化鋁硏 磨劑材料，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方法形 成，且其中所回收之煙霧狀7氧化鋁係具有介於約80米 2/克及約120米2/克間之比表面積，且具有介於約0.06微 米及約0.25微米間之D5G粒徑，所回收之煙霧狀r氧化鋁 隨之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體，使得經硏磨 之r氧化鋁具有介於硏磨前之原始D 5 0粒徑之約6 0 %及 80%之間的平均d5G粒徑，且使得經硏磨之r氧化鋁具有 低於經硏磨之氧化鋁的D5G粒徑的約七倍的平均D99. 9粒 一 47- 200533725 (9) 徑’且其中該硏磨係爲其中實質上不使用硏磨添加劑之濕 式硏磨方法； 在用以形成拋光漿液時將拋光加速劑混入該氧化鋁漿 液中； 提供具有包含介電材料及金屬、含金屬之材料或兩者 之表面的基材；及 使該漿液與該表面於移除一部分基材的條件下移動性 地接觸。 3 7 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該氧化鋁 漿液包含水、r氧化鋁及磷酸、硫酸及硝酸中之一或多 種。 3 8 .如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該氧化鋁 漿液基本上係由水、r氧化鋁及磷酸、硫酸及硝酸中之一 或多種所組成。 39. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該基材係 包含銅、鎢或兩者。 40. —種化學機械拋光基材之方法，其包括下列步 驟： 提供包含氧化劑、稀釋劑及煙霧狀r氧化鋁硏磨劑材 料之拋光漿液，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方 法形成，且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係具有介於約 〇. 〇 6微米及約〇. 2 5微米間之D 5 〇粒徑’所回收之煙霧狀r 氧化鋁隨之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體’使得 經硏磨之r氧化鋁具有介於硏磨前之原始D 5 G粒徑之約 -48- 200533725 (10) 6 0 %及8 0 %之間的平均D 5 ο粒徑’且使得經硏磨之r氧化 鋁具有低於經硏磨之氧化鋁的D 5 〇粒徑的約七倍的平均 D 9 9 . 9粒徑，且其中該硏磨係爲其中添加硏磨添加劑鹽且隨 之自拋光漿液實質移除的濕式硏磨方法； 提供具有包含金屬、含金屬之材料或兩者之表面的基 材；及 使該漿液與該表面於移除一部分金屬、含金屬材料或 兩者的條件下移動性地接觸。 4 1 . 一種化學機械拋光基材之方法，其包括下列步 驟： 提供包含氧化劑、稀釋劑及煙霧狀r氧化鋁硏磨劑材 料之拋光漿液，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方 法形成，且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係具有介於約 0.06微米及約0.25微米間之d5〇粒徑，所回收之煙霧狀7 氧化鋁隨之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體，使得 經硏磨之r氧化鋁具有介於硏磨前之原始d5Q粒徑之約 60%及80%之間的平均d5G粒徑，且使得經硏磨之r氧化 鋁具有低於經硏磨之氧化鋁的d5G粒徑的約七倍之平均 D99.9粒徑，且其中該硏磨係爲其中不添力D濕式硏磨添力口劑 鹽的濕式硏磨方法； 提供具有包含金屬、含金屬之材料或兩者之表面的基 材；及 使該漿液與該表面於移除一部分金屬、含金屬材料或 兩者的條件下移動性地接觸。 -49- 200533725 (11) 42. 一種化學機械拋光基材之方法，其包括下列步 驟·· 提供包含稀釋劑及煙霧狀r氧化鋁硏磨劑材料之氧化 鋁漿液，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方法形 成，且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係具有介於約8〇米 2/克及約120米2/克之間的比表面積且具有介於約〇.〇6微 米及約0.25微米間之D5G粒徑，所回收之煙霧狀7氧化鋁 隨之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體，使得經硏磨 之7氧化鋁具有介於硏磨前之原始D 5 〇粒徑之約6 0 %及 8 0%之間的平均D5G粒徑，且使得經硏磨之r氧化鋁具有 低於經硏磨之氧化鋁的D5G粒徑的約七倍之平均D99.9粒 徑，且其中該硏磨係爲其中使用硏磨添加劑且實質上不自 經硏磨之硏磨劑產物移除的濕式硏磨方法； 於用以形成拋光漿液時將拋光加速劑混入該氧化鋁漿 液內； 提供具有包含介電材料及金屬、含金屬之材料或兩者 之表面的基材；及 使該漿液與該表面於移除一部分基材的條件下移動性 地接觸。 43 . —種化學機械拋光基材之方法，其包括下列步 驟： 提供包含稀釋劑及煙霧狀r氧化鋁硏磨劑材料之氧化 鋁漿液，其中該煙霧狀r氧化鋁係藉低溫煙霧化方法形 成，且其中所回收之煙霧狀r氧化鋁係具有介於約8〇米 -50- 200533725 (12) 2/克及約1 20米2/克之間的比表面積且具有介於約0.06微 米及約0.25微米間之D5G粒徑，所回收之煙霧狀7氧化鋁 隨之硏磨以將其聚集體縮小成較小之聚集體’使得經硏磨 之r氧化銘具有介於硏磨前之原始D 5 〇粒徑之約6 0 %及 8 〇 %之間的平均d 5 〇粒徑，且使得經硏磨之r氧化鋁具有 低於經硏磨之氧化鋁的D50粒徑的約七倍之平均D99.9粒 徑，且其中該硏磨係爲其中使用硏磨添加劑且在經硏磨之 硏磨劑產物添加於該拋光漿液之前實質上自經硏磨之硏磨 劑產物移除硏磨添加劑的濕式硏磨方法； 於用以形成拋光漿液時將拋光加速劑混入該氧化鋁漿 液內； 提供具有包含介電材料及金屬、含金屬之材料或兩者 之表面的基材；及 使該漿液與該表面於移除一部分基材的條件下移動性 地接觸。 -51 - 200533725 七 明 說 單 簡 號 C符 J表 為代 圖件 表元 代之 定圖 指表 :案代 圖本本 表、、 代 N]y 定一二 匕曰x(v 圖 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式： -3-