TW201500493A - 化學機械硏磨漿組合物及使用其於銅及穿矽通孔應用的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於研磨銅基材的新穎化學機械研磨(CMP)漿組合物及使用該等CMP組合物的方法。當研磨IC晶片的奈米結構的大塊銅層時該等CMP漿組合物以高且可調整的移除速率及低缺陷提供優異的平坦化。該等CMP漿組合物也提供相對於其他材料(例如Ti、TiN、Ta、TaN和Si)研磨銅的高選擇性，其適用於要求高銅膜移除速率的穿矽通孔(TSV)CMP方法。

Description

化學機械研磨漿組合物及使用其於銅及穿矽通孔應用的方法
本發明屬於銅及穿矽通孔(TSV)化學機械研磨(CMP)的領域。更明確地說，其係關於該等CMP漿組合物及使用該等漿組合物的方法。
在半導體製造時使用化學機械平坦化(CMP)對熟悉此技藝者而言眾所周知。舉例來說，CMP處理能用以移除用以形成互連件、通孔及導線的過量金屬，例如銅。已經有人在此發明領域中做了研究。
美國專利第6,436,811號揭示一種形成金屬互連件的方法，其包含以下步驟：於形成於基材上的絕緣膜中形成一凹面，在整個表面上形成含銅金屬膜使該凹面填滿該金屬並且接著藉由化學機械研磨法研磨該含銅金屬膜，其特徵為該研磨步驟係利用包含研磨材料、氧化劑及當該研磨墊以 至少27kPa的壓力接觸到被研磨表面時，防止研磨產物黏附於研磨墊的黏著抑制劑之化學機械研磨漿來進行。本發明讓我們能防止研磨產物黏附於研磨墊並且以改良的生產量形成均勻的互連件層，即使是在研磨步驟的期間研磨大量含銅金屬亦同。
美國專利第5,770,095號提供一種研磨方法，其包括以下步驟：在其表面上具有凹陷部位的基材上形成由含金屬當主要組分的材料製成的膜以便利用該膜填滿該等凹陷部位，並且藉由化學機械研磨法使用含有負責與該含金屬當主要組分的材料起反應而在該膜上形成保護膜的化學藥劑之研磨劑研磨該膜，藉以在該等凹陷部位中形成導電膜。美國專利第5,770,095號也提供一種研磨劑，其係用於藉由化學機械研磨法在其表面上具有凹陷部位的基材之凹陷部位中形成由含金屬當主要組分的材料製成的膜，該研磨劑包括負責與該含金屬當主要組分的材料起反應而在該基材表面上形成保護膜的化學藥劑。
美國專利第6,585,568號提供一種化學機械研磨漿，其係用於研磨形成於包含基材上的凹面之絕緣膜上的鋼為底質的金屬膜，該化學機械研磨漿包含研磨料、氧化劑和水以及苯并三唑化合物和三唑化合物。該研磨漿可用於CMP以於較高研磨速率，亦即，較高生產量同時防止碟化現象，下形成具有優異電性的可靠鑲嵌電連接件。
美國專利第6,679,929號教導包含以下組分(a)至(g)的研磨組合物： (a)選自由二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯及氧化鈦所組成的群組之至少一研磨料；(b)脂肪族羧酸；(c)選自由銨鹽、鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽、有機胺化合物及季銨鹽所組成的群組之至少一鹼化合物；(d)選自由檸檬酸、草酸、酒石酸、胺基醋酸、a-胺基丙酸及組胺酸所組成的群組之至少一研磨加速化合物；(e)選自由苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑及甲苯基三唑所組成的群組之至少一防腐劑；(f)過氧化氫；及(g)水。
美國專利第6,440,186號教導一種研磨組合物，其包含：(a)研磨料；(b)與銅離子一起形成螯合物的化合物；(c)提供形成保護層功能給銅層的化合物；(d)過氧化氫；及(e)水，其中該組分(a)的研磨料具有介於50至120nm的主要粒徑。
美國專利第6,838,016號揭示一種研磨組合物，其包含以下組分(a)至(g)：(a)屬於選自由二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯及氧化鈦所組成的群組之至少一組分的研磨料、(b)聚伸乙亞胺、(c)選自由喹啉甲酸和其衍生物所組成的群組之至少一組分、(d)選自由胺基醋酸、α-胺基丙酸、組胺酸及其衍生物所組成的群組之至少一組分、(e)選自由苯并三唑及其衍生物所組成的群組之至少一組分、(f)過氧化氫及(g)水。
美國專利申請案第2007/0167017 A1號提供一種金屬研磨液，其包含氧化劑、氧化金屬蝕刻劑、保護膜形成劑、供該保護膜形成劑用的溶解促進劑及水。該案也教導其 製造方法；及使用彼來研磨的研磨方法。也提供供該金屬研磨液用的材料，其包括氧化金屬蝕刻劑、保護膜形成劑及供該保護膜形成劑用的溶解促進劑。
美國第2009/0156006號揭示一種適用於研磨半導體材料的化學機械研磨(CMP)組合物。該組合物包含研磨料、有機胺基化合物、酸性金屬錯合劑及水性載劑。也揭示利用該組合物研磨半導體材料表面的CMP方法。
US2010/0081279教導在製造堆疊裝置時形成貫穿基底晶圓的通孔的有效方法。該基底晶圓可能是矽晶圓，在該案例中該方法關於TSV(穿矽通孔)科技。該方法提供矽和金屬(例如，銅)二者在適當條件之下的高移除速率而且關於基底材料對金屬的選擇性可以調整。
因為工業標準傾向朝向更小的裝置特徵之目標，所以對銅和TSV CMP漿有持續發展的趨勢。
因此，對於當研磨IC晶片的奈米結構的大塊銅層時以高且可調整的移除速率及低缺陷提供優異的平坦化之CMP漿仍有顯著的需求。
在此所述的銅和TSV CMP漿組合物能滿足於預期且高的研磨速率下提高且可調整的有效研磨以供研磨具有低缺陷及高平坦化效率的銅膜之需求。
在一態樣中，本發明提供一種銅及TSV化學機械研磨(CMP)漿組合物，其包含： a)研磨料；b)螯合劑；c)腐蝕抑制劑；d)膽鹼鹽，當銅移除速率推升劑(copper移除速率booster)及缺陷總數縮減劑(total defect reducer)；e)有機胺；f)氧化劑；g)殺生物劑；h)剩餘部分實質上為液態載劑；其中該研磨漿組合物的pH係介於5.0至8.0。
在另一態樣中，本發明提供一種從半導體基材表面化學機械研磨銅或含銅材料的移除材料之方法，其包含以下步驟：a)提供研磨墊；b)提供化學機械研磨漿組合物，其包含1)研磨料；2)螯合劑；3)腐蝕抑制劑；4)膽鹼鹽，當銅移除速率推升劑及缺陷總數縮減劑；5)有機胺；6)氧化劑；7)殺生物劑；8)剩餘部分實質上為液態載劑； 其中該研磨漿組合物的pH係介於5.0至8.0；c)使該半導體基材表面與該研磨墊和該化學機械研磨漿組合物接觸；及d)研磨該半導體基材表面；其中含有該移除材料的至少一部分表面係同時與該研磨墊和該化學機械研磨漿組合物接觸。
在又另一態樣中，本發明提供一種選擇性化學機械研磨之方法，其包含以下步驟：a)提供具有含銅金屬膜的表面之半導體基材；b)提供研磨墊；c)提供化學機械研磨漿組合物，其包含1)研磨料；2)螯合劑；3)腐蝕抑制劑；4)膽鹼鹽，當銅移除速率推升劑及缺陷總數縮減劑；5)有機胺；6)氧化劑；7)殺生物劑；8)剩餘部分實質上為液態載劑；其中該研磨漿組合物的pH係介於5.0至8.0；d)使該半導體基材表面與該研磨墊和該化學機械研磨漿組合物接觸；及e)研磨該半導體基材表面以選擇性地移除該第一材料； 其中含有該一材料的至少一部分表面係同時與該研磨墊和該化學機械研磨漿組合物接觸。
該等CMP漿組合物能另外包含pH緩衝劑；表面活性劑；及殺生物劑。
圖1顯示無論有無添加碳酸氫膽鹼當作化學添加物，使用CMP漿組合物的Cu移除速率。
圖2顯示無論有無添加碳酸氫膽鹼當作化學添加物，使用CMP漿組合物的缺陷總數計數。
圖3顯示添加不同濃度的碳酸氫膽鹼當作化學添加物，使用CMP漿組合物的Cu移除速率。
當用以研磨銅膜時，在此所述的銅和TSV CMP漿組合物及方法滿足可調整、高移除速率、低缺陷及良好平坦化效率的需求。
在此所揭示的CMP漿組合物包含膠態氧化矽粒子、高純度且奈米級的研磨料；化學添加物，包含當銅膜移除速率推升和缺陷縮減劑使用的膽鹼鹽；適合的螯合劑和表面潤濕劑；防止銅膜表面進一步腐蝕的腐蝕抑制劑；有機胺化合物，當銅移除速率推升劑；氧化劑；及液態載劑，例如水。
該CMP研磨漿組合物能另外包含pH調節劑、表面活性劑及殺生物劑。
該漿組合物的pH係約5.0至約8；較佳為約5.5至7.5；更佳為6.5至7。
用於該等CMP研磨漿組合物的研磨料粒子包括，但不限於，於膠態氧化矽晶格內摻雜其他金屬氧化物的膠態氧化矽粒子(例如摻氧化鋁的氧化矽粒子)、膠態氧化鋁(其包括α-、β-、γ-及其他類型的氧化鋁)、膠態和光活性二氧化鈦、氧化鈰、膠態氧化鈰、奈米級鑽石粒子、奈米級氮化矽粒子、單峰、雙峰、多峰膠態研磨料粒子、氧化鋯、以有機聚合物為底質的軟質研磨料、經表面塗覆或改質的研磨料、及其混合物。該膠態氧化矽粒子能具有窄或寬的粒徑分佈，以及各種不同尺寸及不同形狀。該研磨料的形狀包括球形、卵形、凝集體形及其他形狀。
該等CMP研磨漿組合物含有0.0重量%至25重量%研磨料；較佳為0.001重量%至1重量%；而且更佳為0.0025重量%至0.1重量%。
在CMP研磨漿組合物中包含膽鹼鹽類的適合化學添加物具有以下所示的一般分子結構：
其中，陰離子Y-可能是碳酸氫根、氫氧化物基、對-甲苯磺酸根、酒石酸氫根及其他適合的陰離子型相反離子。
在CMP研磨漿組合物中包含膽鹼鹽類的適合化學添加物包括碳酸氫膽鹼，及膽鹼與其他陰離子型相反離子之間形成的所有其他鹽類。
該等CMP研磨漿組合物含有0.0001重量%至0.50重量%膽鹼鹽類；較佳為0010重量%至0.10重量%而且更佳為0.0025重量%至0.050重量%。
選定的適合螯合劑包括胺基醋酸、其他胺基酸類及胺基酸衍生物。
該等CMP研磨漿組合物含有0.01重量%至22重量%螯合劑；較佳為0.025重量%至20重量%。該螯合劑更佳的濃度範圍係0.05重量%至16重量%。
用於該等CMP研磨漿組合物之經選定的適合腐蝕抑制劑包括，但不限於，三唑及其衍生物、苯并三唑及其衍生物。該等三唑衍生物包括，但不限於，經胺基取代的三唑化合物、經雙胺基取代的三唑化合物。
該腐蝕抑制劑的濃度範圍係0.001重量%至0.15重量%。該腐蝕抑制劑的較佳濃度範圍係0.0025重量%至0.1重量%。該腐蝕抑制劑的更佳濃度範圍係0.005重量%至0.05重量%。
用以推升銅膜移除速率的有機胺化合物包括乙二胺、丙二胺、其他有機二胺化合物及分子骨幹中含有多重胺基的有機胺化合物。
該等CMP研磨漿組合物含有0.0001重量%至0.20重量%胺化合物；較佳為0.0010重量%至0.10重量%而 且更佳為0.0025重量%至0.050重量%。
用於該等CMP研磨漿組合物的氧化劑包括，但不限於，過碘酸、過氧化氫、碘酸鉀、過錳酸鉀、過硫酸銨、鉬酸銨、硝酸鐵、硝酸、硝酸鉀及其混合物。
較佳的氧化劑係過氧化氫。
該等CMP研磨漿組合物含有0.01重量%至10重量%氧化劑；較佳為0.25重量%至4重量%；而且更佳為0.5重量%至2重量%。
用於該等CMP研磨漿組合物的pH調節劑包括，但不限於，硝酸、氫氯酸、硫酸、磷酸、其他無機或有機酸類及其混合物。
較佳的pH調節劑係硝酸。
該等CMP研磨漿組合物含有0.01重量%至0.5重量% pH調節劑；較佳為0.05重量%至0.15重量%。
在某些具體實施例中，把表面活性劑加於該研磨組合物當表面潤濕劑。可加於該研磨組合物當表面潤濕劑的適合表面活性劑化合物包括但不限於，舉例來說，熟悉此技藝者周知的任何數目的非離子型、陰離子型、陽離子型或兩性表面活性劑。
以下四類型的表面活性劑均能按本文揭示的方式用於銅CMP漿中當表面潤濕劑：
a).非離子型表面潤濕劑，這些藥劑通常為相同分子中具有各種不同疏水性和親水性部分的含氧-或氮-的化合物，分子量介於數百至超過1百萬。這些材料的黏度也具有非常廣的分佈。
b).陰離子型表面潤濕劑，這些化合物的分子骨幹之主要部分上具有淨負電荷，這些化合物包括，但不限於具有適合疏水性尾部的鹽類，例如烷基羧酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基二羧酸鹽、烷基硫酸氫鹽、烷基磷酸氫鹽、例如烷氧基羧酸鹽、烷氧基硫酸鹽、烷氧基磷酸鹽、烷氧基二羧酸鹽、烷氧基硫酸氫鹽、烷氧基磷酸氫鹽、例如經取代的芳基羧酸鹽、經取代的芳基硫酸鹽、經取代的芳基磷酸鹽、經取代的芳基二羧酸鹽、經取代的芳基硫酸氫鹽、經取代的芳基磷酸氫鹽等等。關於此類型的表面潤濕劑的相反離子包括，但不限於以下離子，例如鉀、銨及其他正離子。這些陰離子型潤濕劑的分子量介於數百至數十萬。
c).陽離子型表面潤濕劑，這些化合物的分子骨幹之主要部分上具有淨正電荷，這些化合物包括，但不限於，具有適合疏水性尾部的鹽類，例如羧酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、二羧酸鹽、硫酸氫鹽、磷酸氫鹽等等。關於此類型的表面潤濕劑的相反離子包括，但不限於以下離子，例如鉀、銨及其他正離子。這些陰離子型潤濕劑的分子量介於數百至數十萬。
d).兩性表面潤濕劑，這些化合物具有在分子主鏈上的正和負電荷二者及其相關相反離子。此雙極表面濕潤劑的實例包括，但不限於，胺基-羧酸類、胺基-磷酸及胺基-磺酸的鹽類。
該等CMP研磨漿組合物含有0.00重量%至1.0重量%表面活性劑；較佳為0.0001重量%至0.25重量%而且更佳為0.0005重量%至0.10重量%。
在一些具體實施例中，該(等)表面活性劑係非離 子型、陰離子型或其混合物而且存有依照介於該漿總重量的約1ppm至約1,000ppm的濃度。
用於該等CMP研磨漿組合物的殺生物劑係市販可得的Kathon型殺生物劑。
該等CMP研磨漿組合物含有0.0001重量%至0.05重量%殺生物劑；較佳為0.0001重量%至0.025重量%而且更佳為0.0002重量%至0.01重量%。
實驗段 通用實驗程序
在此所述的相關方法必需以前述銅或TSV CMP研磨漿組合物用於包含銅的基材的化學機械平坦化。在該等方法中，把基材(例如，具有銅表面的晶圓)面朝下置於固定地貼於CMP研磨器的轉動壓盤之研磨墊上。依此方式，使待研磨和平坦化的基材與該熱研磨墊直接接觸。用晶圓承載系統或研磨頭將固持於定位並且在CMP處理期間當該壓盤和該基材在轉動時靠在該基材背側施加向下壓力。在銅CMP處理期間把該研磨漿組合物塗敷(通常連續地)於該墊子上達成移除材料的目標而將該基材平坦化。
除非另行指明，否則所有百分比皆為重量百分比。在以下所示的實施例中，使用這些程序及以下提供的實驗條件進行CMP實驗。該等實施例所用的CMP機具為Mirra®，由加州，聖塔克拉拉，95054，Bowers大道3050號的Applied Materials公司製造。於該壓盤上使用由Dow Chemicals或Fujibo所供應的IC-1010墊子或另一墊子供空白銅晶圓研磨研究之用。其他研磨墊，由Dow Chemicals或Fujibo供應，也用在該壓盤上供空白銅晶圓研磨研究之用。墊子係藉由研磨25個仿氧化物(藉由電漿強化CVD由TEOS前驅物沉積，縮寫成PETEOS)晶圓而磨合。為了使機具設定及墊子磨合適合，利用Planarization Platform of Air Products Chemicals有限公司所供應的Syton® OX-K膠態氧化矽於基準條件下拋光二PETEOS監視器。拋光實驗係利用厚度15000埃的空白銅晶圓進行。這些銅空白晶圓係自加州，95126，坎貝爾大道1150號，Silicon Valley Microelectronics購得。
參數
Å：埃-長度的單位
BP：背壓，以psi單位表示
CMP：化學機械平坦化=化學機械研磨
CS：載具速度
DF：向下作用力：CMP期間施加的壓力，單位psi
min：分鐘
ml：毫升
mV：毫伏特
psi：每平方吋磅數
PS：研磨機具的壓盤轉動速度，以rpm(每分鐘轉數)表示
SF：研磨組合物流量，ml/min
移除速率、缺陷性及選擇性
Copper RR 2.0psi CMP機具於2.0psi向下壓力下測量到的銅移除速率
Copper RR 2.5psi CMP機具於2.5psi向下壓力下測量到的銅移除速率及藉由SP2測量到的缺陷總數
Copper RR 3.0psi CMP機具於3.0psi向下壓力下測量到的銅移除速率
Ta RR 3.0psi CMP機具於3.0psi向下壓力下測量到的鉭移除速率
TaN RR 3.0psi CMP機具於3.0psi向下壓力下測量到的TaN移除速率
Ti RR 3.0psiCMP機具於3.0psi向下壓力下測量到的鈦移除速率
TiN RR 3.0psi CMP機具於3.0psi向下壓力下測量到的TiN移除速率
Si RR 3.0psiCMP機具於3.0psi向下壓力下測量到的矽移除速率
選擇性係於3psi向下作用力下銅移除速率除以其他膜移除速率推算出來。
缺陷總數計數：藉由使用本文揭示的銅和TSV CMP研磨漿組合物於2.5psi向下作用力下在該等銅空白晶圓上收集到。
工作實施例
在工作實施例中，在CMP期間使用研磨墊，IC1010，及其他研磨墊，由Dow Chemicals或Fujibo供應。
該高純度且奈米級的膠態氧化矽粒子係由TMOS或TEOS製備。
以胺基酸(胺基醋酸)當該螯合劑使用，以乙二胺當銅膜移除速率推升劑使用，以kathon CG當殺生物劑使用，以3-胺基-1,2,4-三唑當腐蝕抑制劑使用，以過氧化氫當氧化劑使用；而且以碳酸氫膽鹼當移除速率和缺陷縮減劑使用，pH係介於6.5至7.5。
實驗利用有和沒有碳酸氫膽鹼當成該移除速率推升和缺陷縮減劑的CMP漿組合物來進行。比較該等研磨效能。
表1中列示利用該CMP漿組合物中的碳酸氫膽鹼在銅膜上於三不同向下作用力的移除速率結果。
如表1所示的結果，藉著使用碳酸氫膽鹼當成該銅CMP漿組合物中的化學添加物，該等銅膜移除速率分別於2.0psi向下作用力下提高11重量%、於2.5psi向下作用力下9重量%及於3.0psi向下作用力下約10重量%。總而言之，該等銅膜移除速率於不同外加向下作用力下提高約10重量%。當考慮以該銅CMP漿組合物當已經能給予非常高銅膜移除速率的參考物使用時，在銅膜移除速率方面平均約10重量%增量很顯著。
再者，重要的是觀察當碳酸氫膽鹼當該等CMP研磨漿組合物中的化學添加物使用時觀察到的缺陷總數的縮減。表2中列示使用碳酸氫膽鹼當該化學添加物對缺陷總數的影響之結果。
如表2所示，有使用碳酸氫膽鹼當成該銅CMP漿組合物中的化學添加物，缺陷總數從該參考組銅CMP漿組合物沒使用碳酸氫膽鹼的429縮減至該銅CMP漿組合物使用碳酸氫膽鹼當成該化學添加物的78。這表示缺陷總數縮減超過5倍。一般而言，當銅CMP漿組合物被選上並且用於銅CMP或TSV CMP方法中研磨銅膜時縮減缺陷總數極為重要。
碳酸氫膽鹼當銅膜移除速率進升劑和缺陷縮減劑的影響也分別描繪於圖1和圖2中。
化學添加物，碳酸氫膽鹼，在該銅CMP漿組合物中的濃度對在不同向下作用力下的銅膜移除速率之影響也做了研究。結果分別列示於表3和圖3中。
如表3所示的結果，一般，銅膜移除速率於10X濃縮的碳酸氫鹽下提高的比分別於1X或20X的濃度下更多。
於10X濃縮的碳酸氫膽鹼濃度下，該銅膜移除速率提高%似乎比於20X濃縮的碳酸氫膽鹼濃度下更高。這可能歸因於事實上10X濃度的碳酸氫膽鹼當成此處所揭示的銅CMP漿中的添加物比20X濃度的碳酸氫膽鹼更能給予最佳的移除速率推升效應。
關於銅和其他材料例如Ta、TaN、Ti、TiN和Si的研磨選擇性也已經測量到。表4中列示當3psi向下作用力用於研磨時的選擇性結果。銅的移除速率對介電性基底的移除速率之比率叫做在CMP處理包含鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭和矽的基材期間移除銅相對於介電質的“選擇性”。
如表4中顯示的數據，Cu：Ta、Cu：TaN及Cu：Ti達成非常高的選擇性(>1000)，Cu：TiN及Cu：Si也達成適度的高選擇性(>250)。研磨銅相對於其他材料的這個高選擇性在許多應用中都非常想要，例如，需要高銅膜移除速率的TSV應用。
儘管在前述本發明的詳細描述內容中已經呈現至少一示範具體實施例，但是咸應明白仍有許多變化例。也 應明白該或該等示範具體實施例僅為實例，而且並非意欲依任何方式限制本發明的範疇、適用性或構型。而是，前述詳細描述內容將提供熟悉此技藝者實施本發明之示範具體實施例的便利地圖，咸了解一示範具體實施例所述的元件之功能和安排均可做出各種不同變化而不會悖離如後附申請專利範圍所描述的發明之範圍。

Claims (20)

  1. 一種用於移除銅之化學機械研磨(CMP)漿組合物，其包含：a. 0.0重量%至25重量%研磨料；b. 0.01重量%至22重量%螯合劑；c. 0.001重量%至0.15重量%腐蝕抑制劑；d. 0.0001重量%至0.50重量%膽鹼鹽；e. 0.0001重量%至0.20重量%有機胺；f. 0.01重量%至10重量%氧化劑；g. 0.0001重量%至0.05重量%殺生物劑；h. 剩餘部分實質上為液態載劑；其中該研磨漿組合物具有5.0至8.0的pH。
  2. 如申請專利範圍第1項之CMP漿組合物，其中該膽鹼鹽具有以下所示的一般分子結構： 其中陰離子Y-係選自由碳酸氫根、氫氧化物基(hydroxide)、對-甲苯磺酸根、酒石酸氫根及其組合所組成的群組。
  3. 如申請專利範圍第1項之CMP漿組合物，其中該研磨料係選自由膠態氧化矽粒子、摻氧化鋁的氧化矽粒子、膠態氧化鋁、膠態和光活性二氧化鈦、氧化鈰、膠態氧化鈰、奈 米級鑽石粒子、奈米級氮化矽粒子、單峰、雙峰、多峰膠態研磨料粒子、氧化鋯、以有機聚合物為底質的軟質研磨料、經表面塗覆或改質的研磨料及其混合物所組成的群組；該研磨料具有窄或寬的粒徑分佈，以及各種不同尺寸及選自由球形、球形、卵形、凝集體形及其組合所組成的群組之不同形狀；該螯合劑係選自由胺基醋酸、胺基酸類和胺基酸衍生物所組成的群組；該腐蝕抑制劑係選自由三唑及其衍生物、苯并三唑及其衍生物所組成的群組；該有機胺化合物藥劑係選自由乙二胺、丙二胺、分子骨幹中含有多重胺基的有機胺化合物所組成的群組；該氧化劑係選自由過碘酸、過氧化氫、碘酸鉀、過錳酸鉀、過硫酸銨、鉬酸銨、硝酸鐵、硝酸、硝酸鉀及其混合物所組成的群組；而且該液態載劑係水。
  4. 如申請專利範圍第3項之CMP漿組合物，該三唑衍生物係選自由經胺基取代的三唑化合物、經雙胺基取代的三唑化合物及其混合物所組成的群組。
  5. 如申請專利範圍第1項之CMP漿組合物，其另外包含選自由0.01重量%至0.5重量%包含無機或有機酸類的pH調節劑；0.00重量%至1.0重量%表面活性劑；及其組合所組成的群組者；其中：該pH調節劑係選自由硝酸、氫氯酸、硫酸、磷酸及其混合物所組成的群組；而且該表面活性劑係非離子型、陰離子 型、陽離子型或兩性表面活性劑。
  6. 如申請專利範圍第1項之CMP漿組合物，其具有介於約200至約5000的Cu：Ta、Cu：TaN、Cu：Ti、Cu：TiN及Cu：Si的研磨選擇性。
  7. 如申請專利範圍第1項之CMP漿組合物，其包含由TMOS或TEOS製備的高純度且奈米級的膠態氧化矽粒子；胺基醋酸；乙二胺；3-胺基-1,2,4-三唑；過氧化氫；及碳酸氫膽鹼；而且該pH係6.5至7.5。
  8. 一種從半導體基材表面化學機械研磨銅或含銅材料的移除材料之方法，其包含以下步驟：a)提供研磨墊；b)提供化學機械研磨漿組合物，其包含1)0.0重量%至25重量%研磨料；2)0.01重量%至22重量%螯合劑；3)0.001重量%至0.15重量%腐蝕抑制劑；4)0.0001重量%至0.50重量%膽鹼鹽；5)0.0001重量%至0.20重量%有機胺；6)0.01重量%至10重量%氧化劑；7)0.0001重量%至0.05重量%殺生物劑；8)剩餘部分實質上為液態載劑；其中該研磨漿組合物的pH係介於5.0至8.0； c)使該半導體基材表面與該研磨墊和該化學機械研磨漿組合物接觸；及d)研磨該半導體基材表面；其中含有該移除材料的至少一部分表面係同時與該研磨墊和該化學機械研磨漿組合物接觸。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該膽鹼鹽具有以下所示的一般分子結構： 其中陰離子Y-係選自由碳酸氫根、氫氧化物基(hydroxide)、對-甲苯磺酸根、酒石酸氫根及其組合所組成的群組。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該研磨料係選自由膠態氧化矽粒子、摻氧化鋁的氧化矽粒子、膠態氧化鋁、膠態和光活性二氧化鈦、氧化鈰、膠態氧化鈰、奈米級鑽石粒子、奈米級氮化矽粒子、單峰、雙峰、多峰膠態研磨料粒子、氧化鋯、以有機聚合物為底質的軟質研磨料、經表面塗覆或改質的研磨料及其混合物所組成的群組；該研磨料具有窄或寬的粒徑分佈，以及各種不同尺寸及選自由球形、球形、卵形、凝集體形及其組合所組成的群組之不同形狀；該螯合劑係選自由胺基醋酸、胺基酸類和胺基酸衍 生物所組成的群組；該腐蝕抑制劑係選自由三唑及其衍生物、苯并三唑及其衍生物所組成的群組；該有機胺化合物藥劑係選自由乙二胺、丙二胺、分子骨幹中含有多重胺基的有機胺化合物所組成的群組；該氧化劑係選自由過碘酸、過氧化氫、碘酸鉀、過錳酸鉀、過硫酸銨、鉬酸銨、硝酸鐵、硝酸、硝酸鉀及其混合物所組成的群組；而且該液態載劑係水。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該三唑衍生物係選自由經胺基取代的三唑化合物、經雙胺基取代的三唑化合物及其混合物所組成的群組。
  12. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該化學機械研磨漿組合物另外包含選自由0.01重量%至0.5重量%包含無機或有機酸類的pH調節劑；0.00重量%至1.0重量%表面活性劑；及其組合所組成的群組者；其中：該pH調節劑係選自由硝酸、氫氯酸、硫酸、磷酸及其混合物所組成的群組；而且該表面活性劑係非離子型、陰離子型、陽離子型或兩性表面活性劑。
  13. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該化學機械研磨漿組合物包含由TMOS或TEOS製備的高純度且奈米級的膠態氧化矽粒子；胺基醋酸；乙二胺；3-胺基-1,2,4-三唑；過氧化氫；碳酸氫膽鹼；而且該pH係6.5至7.5。
  14. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該半導體基材另外包含選自由Ta、TaN、Ti、TiN、Si及其組合所組成的群組者；而且該化學機械研磨漿組合物具有介於約200至約5000的Cu：Ta、Cu：TaN、Cu：Ti、Cu：TiN及Cu：Si的研磨選擇性。
  15. 一種選擇性化學機械研磨之方法，其包含以下步驟：a)提供具有含銅金屬膜的表面之半導體基材；b)提供研磨墊；c)提供化學機械研磨漿組合物，其包含1)0.0重量%至25重量%研磨料；2)0.01重量%至22重量%螯合劑；3)0.001重量%至0.15重量%腐蝕抑制劑；4)0.0001重量%至0.50重量%膽鹼鹽；5)0.0001重量%至0.20重量%有機胺；6)0.01重量%至10重量%氧化劑；7)0.0001重量%至0.05重量%殺生物劑；8)剩餘部分實質上為液態載劑；其中該研磨漿組合物的pH係介於5.0至8.0；d)使該半導體基材表面與該研磨墊和該化學機械研磨漿組合物接觸；及e)研磨該半導體基材表面以選擇性地移除該銅金屬膜；其中含有銅金屬膜的至少一部分表面係同時與該研磨墊和該化學機械研磨漿組合物接觸。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該膽鹼鹽具有以下所示的一般分子結構： 其中陰離子Y-係選自由碳酸氫根、氫氧化物基、對-甲苯磺酸根、酒石酸氫根及其組合所組成的群組。
  17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該研磨料係選自由膠態氧化矽粒子、摻氧化鋁的氧化矽粒子、膠態氧化鋁、膠態和光活性二氧化鈦、氧化鈰、膠態氧化鈰、奈米級鑽石粒子、奈米級氮化矽粒子、單峰、雙峰、多峰膠態研磨料粒子、氧化鋯、以有機聚合物為底質的軟質研磨料、經表面塗覆或改質的研磨料及其混合物所組成的群組；該研磨料具有窄或寬的粒徑分佈，以及各種不同尺寸及選自由球形、球形、卵形、凝集體形及其組合所組成的群組之不同形狀；該螯合劑係選自由胺基醋酸、胺基酸類和胺基酸衍生物所組成的群組；該腐蝕抑制劑係選自由三唑及其衍生物、苯并三唑及其衍生物所組成的群組；該有機胺化合物藥劑係選自由乙二胺、丙二胺、分子骨幹中含有多重胺基的有機胺化合物所組成的群組；該氧化劑係選自由過碘酸、過氧化氫、碘酸鉀、過錳酸鉀、過硫酸銨、鉬酸銨、硝酸鐵、硝酸、硝酸鉀及其混合物所組成的群組；而且該 液態載劑係水。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該三唑衍生物係選自由經胺基取代的三唑化合物、經雙胺基取代的三唑化合物及其混合物所組成的群組。
  19. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該化學機械研磨漿組合物另外包含選自由0.01重量%至0.5重量%包含無機或有機酸類的pH調節劑；0.00重量%至1.0重量%表面活性劑；及其組合所組成的群組者；其中：該pH調節劑係選自由硝酸、氫氯酸、硫酸、磷酸及其混合物所組成的群組；而且該表面活性劑係非離子型、陰離子型、陽離子型或兩性表面活性劑。
  20. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該化學機械研磨漿組合物包含由TMOS或TEOS製備的高純度且奈米級的膠態氧化矽粒子；胺基醋酸；乙二胺；3-胺基-1,2,4-三唑；過氧化氫；及碳酸氫膽鹼；而且該pH係6.5至7.5；該半導體基材另外包含選自由Ta、TaN、Ti、TiN、Si及其組合所組成的群組者；而且該化學機械研磨漿組合物具有介於約200至約5000的Cu：Ta、Cu：TaN、Cu：Ti、Cu：TiN及Cu：Si的研磨選擇性。
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