TW201726845A - 低介電基板之研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種化學機械研磨基板之方法。該方法包含以下步驟、由以下步驟組成或基本上由以下步驟組成：(a)使含有包括少於約80重量%碳之低k介電組合物的基板與研磨墊以及包含水及具有正表面電荷之磨料粒子的化學機械研磨組合物接觸，其中該研磨組合物之pH為約3至約6；(b)使該研磨墊及該化學機械研磨組合物相對於該基板移動；及(c)摩擦該基板之至少一部分以研磨該基板。在一些實施例中，該低k介電組合物為摻碳氧化矽。

Description

低介電基板之研磨方法
本發明係關於可提供氧化矽、氮化矽及多晶矽之所需選擇性及具有適合移除速率、低缺陷度及適合凹陷效能之研磨組合物及方法。
在此項技術中已熟知用於平坦化或研磨基板表面之組合物及方法。研磨組合物(亦稱為研磨漿料)典型地在液體載劑中含有磨料材料且藉由經充滿該研磨組合物之研磨墊接觸表面來塗覆至表面。典型的磨料材料包括二氧化矽、氧化鈰、氧化鋁、氧化鋯及氧化錫。研磨組合物通常與研磨墊(例如研磨布或研磨盤)結合使用。而非懸浮於研磨組合物中，或除了懸浮於研磨組合物中以外，磨料材料亦可併入研磨墊中。 作為用於隔離半導體裝置之元件的方法，許多注意力係針對淺槽隔離(STI)方法，其中在矽基板上形成氮化矽層，經由蝕刻或光微影形成淺槽，且沈積介電層(例如氧化物)以填充溝槽。由於以此方式形成之溝槽或管線之深度變化，通常必需在基板之頂部上沈積過量介電材料以確保所有溝槽均完全填充。過量介電材料隨後通常藉由化學-機械平坦化製程移除以暴露氮化矽層。當氮化矽層暴露時，暴露於化學機械研磨組合物之基板之最大面積包含氮化矽，其必須接著經研磨以達成高度平坦且均一表面。 一般而言，過去的實踐已強調針對氧化物研磨優先於氮化矽研磨之選擇性。因此，氮化矽層在化學-機械平坦化製程期間充當停止層，因為在氮化矽層暴露後，總體研磨率即降低。 最近，亦強調針對氧化物研磨優先於多晶矽研磨之選擇性。舉例而言，聲稱添加一系列BRIJ™及聚氧化乙烯界面活性劑以及PLURONIC™ L-64、HLB為15之環氧乙烷-環氧丙烷-環氧乙烷三嵌段共聚物以增加氧化物與多晶矽之研磨選擇性(參看Lee等人, 「Effects of Nonionic Surfactants on Oxide-to-Polysilicon Selectivity during Chemical Mechanical Polishing」, J. Electrochem. Soc., 149(8): G477-G481 (2002))。另外，美國專利6,626,968揭示氧化矽與多晶矽之研磨選擇性可經由使用具有親水性及疏水性官能基之聚合物添加劑改良，該等官能基係選自聚乙烯甲醚、聚乙二醇、聚氧伸乙基23月桂基醚、聚丙酸、聚丙烯酸及聚醚二醇雙(醚)。 STI基板通常使用習知研磨介質及含磨料之研磨組合物研磨。但是，經習知研磨介質及含磨料之研磨組合物研磨之STI基板已觀測在STI特徵中產生基板表面過度研磨或凹部形成及其他表面形狀缺陷，諸如基板表面上之微痕。在STI特徵中過度研磨及形成凹部之此現象稱為表面凹陷。表面凹陷為非所要的，因為基板特徵之表面凹陷可藉由造成電晶體與電晶體組件彼此隔離之故障，藉此導致短路從而不利地影響裝置製造。另外，基板過度研磨亦可導致氧化物損失及使底層氧化物暴露於來自研磨或化學活性之損害，其不利地影響裝置品質及效能。 因此，在此項技術中仍需要可提供氧化矽、氮化矽及多晶矽之所需選擇性及具有適合移除速率、低缺陷度及適合表面凹陷效能之研磨組合物及方法。
本發明提供一種化學機械研磨基板之方法。該方法包含以下各者、由以下各者組成或基本上由以下各者組成：(a)使含有包括少於約80重量%碳之低k介電組合物的基板與研磨墊以及包含水及具有正表面電荷之磨料粒子的化學機械研磨組合物接觸，其中該研磨組合物之pH為約3至約6；(b)使該研磨墊及該化學機械研磨組合物相對於該基板移動；及(c)摩擦該基板之至少一部分以研磨該基板。在一些實施例中，該低k介電組合物為摻碳氧化矽。
本發明之實施例提供一種化學機械研磨基板之方法。該方法包含以下各者、由以下各者組成或基本上由以下各者組成：(a)使含有包括少於約80重量%碳之低k介電組合物的基板與研磨墊以及包含水及具有正表面電荷之磨料粒子的化學機械研磨組合物接觸，其中該研磨組合物之pH為約3至約6；(b)使該研磨墊及該化學機械研磨組合物相對於該基板移動；及(c)摩擦該基板之至少一部分以研磨該基板。 本發明方法利用含有低k介電材料之基板具有特定應用。舉例而言，在一個態樣中，本發明意外地且出乎意料地可利用摻碳氧化矽材料，尤其利用含有少於約80重量%氧(例如少於約70重量%氧、少於約60重量%氧、少於約50重量%氧、少於約40重量%氧、少於約30重量%氧、少於約20重量%氧或少於約10重量%氧)之彼等材料來實現有效的移除速率。在摻碳氧化矽材料中矽之量可為任何適合之量，例如約1重量%至約95重量%，諸如約10重量%至約50重量%或約20重量%至約40重量%。在摻碳氧化矽材料中氧之量亦可為任何適合之量，例如約1重量%至約95重量%，諸如約10重量%至約50重量%或約20重量%至約40重量%。此類摻碳氧化矽材料迄今為止難以有效地研磨，因為其為疏水性且相對較軟的材料。此在使用為水性且因此親水性的同時含有磨料粒子之研磨組合物中提出挑戰。 本發明方法意外地且出乎意料地藉由利用展現約3至約6之中等酸性pH之研磨組合物研磨且使用具有正表面電荷之磨料粒子來達成氧化矽移除。同時不希望受任何特定理論束縛，本發明人已發現根據較佳實施例，pH在約3至約6範圍內之研磨組合物為所期望的，因為有利的靜電引力增強膜移除。 在一些實施例中，研磨組合物之pH為約3至約5.6，例如約3至約5、約3至約4.5、約3至約4、約3至約3.5、約3.5至約6、約3.5至約5.6、約3.5至約5、約3.5至約4.5、約3.5至約4.5、約3.5至約4、約4至約6、約4至約5.6、約4至約5、約4至約4.5、約4.5至約6、約4.5至約5.6、約4.5至約5或約5至約6。在一些實施例中，組合物之pH為約5至約5.6。 在各種實施例中，基板之低k材料相對於二氧化矽可具有任何適合的介電常數，諸如約3.5或更小(例如約3或更小、約2.5或更小、約2或更小、約1.5或更小或約1或更小)之低介電常數。替代地或另外，低k材料可具有約1或更大(例如約1.5或更大、約2或更大、約2.5或更大、約3或更大或約3.5或更大)之介電常數。因此，低k材料可具有由前述端點中之任兩者界定之介電常數。舉例而言，低k材料可含有介電常數在約1與約3.5之間(例如在約2與約3之間、在約2與約3.5之間、在約2.5與約3之間、在約2.5與約3.5之間)的材料。 本發明方法可用於研磨用於製造積體電路及其他微裝置之各種半導體晶圓。在一個態樣中，本發明方法可與氮化矽層形成於矽基板上之淺槽隔離(STI)方法一起使用。例如經由在基板上蝕刻或光微影形成淺槽。如上文所描述之摻碳氧化矽材料可用作絕緣體材料以填充溝槽。此類摻碳氧化矽材料為所期望的，因為其對具有電流洩漏或短路低危的溝槽具有良好填充能力。此在較小特徵密集地裝填在裝置上之高級節點應用中為尤其有利的。 因此，在一些實施例中，本發明方法尤其適合與高級節點應用(例如28 nm或更小、22 nm或更小、18 nm或更小、16 nm或更小、14 nm或更小、10 nm或更小、8 nm或更小等之技術節點)一起使用。應瞭解，隨著節點技術變得愈加先進，在平坦化技術中缺陷度缺乏變得愈加重要，因為各種刮痕之效應對變得更小之晶圓具有更多影響，如相對尺寸之特徵。然而，在一些實施例中該等晶圓可具有習知節點組態，例如65 nm或或更小、45 nm或更小、32 nm或更小等之技術節點。 在一些實施例中，本發明方法期望能夠選擇性地研磨且移除氧化矽，同時避免或減少底層氮化矽襯墊層(其在此項技術中有時稱為「在氮化物上停止」)之移除。在一些實施例中，如以下更詳細地論述，本發明方法避免或減少溝槽中氧化矽之過度移除，其已知為「凹陷」。 研磨組合物包含磨料。磨料期望展現在3至6之期望pH範圍(或本文所闡述之期望pH亞範圍)內之正表面電荷。帶正電粒子為所期望的，因為其在研磨期間增強朝向負低k材料，例如含碳氧化矽膜之靜電引力。舉例而言，在一些實施例中，磨料粒子具有至少約+10 mV之動電勢。在一些實施例中，磨料粒子之動電勢為約+10 mV至約+40 mV，例如約+10 mV至約+30 mV、約+10 mV至約+20 mV或約+20 mV至約+40 mV。 在一些實施例中，磨料粒子包含鈰氧粒子、由鈰氧粒子組成或基本上由鈰氧粒子組成。如一般熟習此項技術者所知，鈰氧為稀土金屬鈰之氧化物且亦稱為氧化鈰(ceric oxide)、氧化鈰(cerium oxide) (例如氧化鈰(IV))或二氧化鈰。氧化鈰(IV)(CeO2 )可由煅燒草酸鈰或氫氧化鈰形成。鈰亦形成氧化鈰(III)，諸如Ce2 O3 。鈰氧磨料可為一個或多種鈰氧之此等或其他氧化物。 鈰氧磨料可為任何適合之類型。如本文所用，「濕法」鈰氧係指藉由沈澱、縮合-聚合或類似方法(例如相較於煙霧狀或熱解鈰氧)製備之鈰氧。包含濕法鈰氧磨料之本發明研磨組合物已典型地發現當根據本發明之方法用於研磨基板時呈現較低缺陷。在不希望束縛於特定理論之情況下，咸信濕法鈰氧包含球形鈰氧粒子及/或較小聚集鈰氧粒子，藉此當用於本發明方法中時產生較低基板缺陷度。說明性濕法鈰氧為可購自Rhodia S.A. (La Défense, France)之HC-60™鈰氧。 鈰氧粒子可具有任何適合之平均尺寸(亦即平均粒徑)。若平均鈰氧粒徑太小，則研磨組合物可不呈現足夠移除速率。相比之下，若平均鈰氧粒徑太大，則研磨組合物可呈現非所要研磨效能，諸如不良基板缺陷度。因此，鈰氧粒子之平均粒徑可為約10 nm或更大，例如約15 nm或更大、約20 nm或更大、約25 nm或更大、約30 nm或更大、約35 nm或更大、約40 nm或更大、約45 nm或更大或約50 nm或更大。替代地或另外，鈰氧之平均粒徑可為約1,000 nm或更小，例如約750 nm或更小、約500 nm或更小、約250 nm或更小、約150 nm或更小、約100 nm或更小、約75 nm或更小或約50 nm或更小。因此，鈰氧可具有藉由任何兩個上述端點界定之平均粒徑。舉例而言，鈰氧之平均粒徑可為約10 nm至約1,000 nm、約10 nm至約750 nm、約15 nm至約500 nm、約20 nm至約250 nm、約20 nm至約150 nm、約25 nm至約150 nm、約25 nm至約100 nm或約50 nm至約150 nm或約50 nm至約100 nm。對於非球形鈰氧粒子，粒子之尺寸為涵蓋粒子最小球體之直徑。可使用任何適合之技術(例如，使用雷射繞射技術)來量測鈰氧之粒徑。適合之粒徑量測儀器購自例如Malvern Instruments (Malvern, UK)。 鈰氧粒子較佳為在本發明之研磨組合物中穩定之膠體。術語膠體係指於液體載劑(例如水)中之鈰氧粒子懸浮液。膠體穩定性係指彼懸浮液隨時間之維持性。在本發明之上下文中，若出現以下情形，則認為磨料係膠體穩定的：當磨料被置放至100 mL刻度量筒中且使其沒有攪動地靜置2小時之時間，刻度量筒之底部50 mL中之粒子濃度([B]，就g/mL而言)與圓筒之頂部50 mL中之粒子濃度([T]，就g/mL而言)之間的差除以磨料組合物中之粒子初始濃度([C]，就g/mL而言)小於或等於0.5 (亦即，{[B]-[T]}/[C]≤0.5)。更佳地，[B]-[T]/[C]之值係小於或等於0.3，且最佳地係小於或等於0.1。 磨料以任何適合之量存在。若本發明之研磨組合物包含極少磨料，則組合物可不展現足夠移除速率。相比之下，若研磨組合物包含過多磨料，則研磨組合物可展現不當研磨效能及/或可不為成本有效的及/或可缺乏穩定性。研磨組合物可包含約2重量%或更少鈰氧，例如約1.9重量%或更少、約1.8重量%或更少、約1.7重量%或更少、約1.6重量%或更少、約1.5重量%或更少、約1.4重量%或更少、約1.3重量%或更少、約1.2重量%或更少、約1重量%或更少、約0.9重量%或更少、約0.8重量%或更少、約0.7重量%或更少、約0.6重量%或更少鈰氧，或可包含約0.5重量%或更少磨料。替代地或另外，研磨組合物可包含約0.05重量%或更多，例如約0.1重量%或更多、約0.2重量%或更多、約0.3重量%或更多、約0.4重量%或更多、約0.5重量%或更多或約1重量%或更多磨料。因此，研磨組合物可按需要包含由前述端點中之任兩者界定之量的磨料。 舉例而言，在一些實施例中，磨料可以研磨組合物之0.05重量%至約2.0重量%的量存在，例如約0.05重量%至約1.8重量%、約0.05重量%至約1.6重量%、約0.05重量%至約1.4重量%、約0.05重量%至約1.2重量%、約0.05重量%至約1重量%、約0.05重量%至約0.8重量%、約0.05重量%至約0.5重量%、約0.05重量%至約0.2重量%、約0.1重量%至約2重量%、約0.1重量%至約1.6重量%、約0.1重量%至約1.2重量%、約0.1重量%至約0.8重量%、約0.3重量%至約2重量%、約0.3重量%至約1.8重量%、約0.3重量%至約1.4重量%、約0.3重量%至約1重量%、約0.5重量%至約2重量%、約0.5重量%至約1.5重量%、約0.5重量%至約1重量%、約1重量%至約2重量%或約1重量%至約1.5重量%。 在一些實施例中，研磨組合物視情況可進一步包含式(I)之離子聚合物：其中X1 及X2 獨立地選自氫、-OH及-COOH，且其中X1 及X2 中之至少一者為-COOH，Z1 及Z2 獨立地為O或S，R1 、R2 、R3 及R4 獨立地選自氫、C1 -C6 烷基及C7 -C10 芳基，且n為3至約500之整數。 在某些實施例中，離子聚合物具有式I，其中X1 及X2 均為-COOH。在某些實施例中，離子聚合物具有式I，其中Z1 及Z2 均為O，且R1 、R2 、R3 及R4 為氫。在某些較佳實施例中，離子聚合物為式I，其中X1 及X2 均為-COOH，Z1 及Z2 均為O及R1 、R2 、R3 及R4 為氫。在一些實施例中，離子聚合物為聚乙二醇二酸。 離子聚合物可具有任何適合之分子量。離子聚合物之平均分子量可為約250 g/mol或更大，例如約300 g/mol或更大、約400 g/mol或更大、約500 g/mol或更大、約600 g/mol或更大、約750 g/mol或更大、約1,000 g/mol或更大、約1,500 g/mol或更大、約2,000 g/mol或更大、約2,500 g/mol或更大、約3,000 g/mol或更大、約3,500 g/mol或更大、約4,000 g/mol或更大、約4,500 g/mol或更大、約5,000 g/mol或更大、約5,500 g/mol或更大、約6,000 g/mol或更大、約6,500 g/mol或更大、約7,000 g/mol或更大或約7,500 g/mol或更大。替代地或另外，離子聚合物之平均分子量可為約15,000 g/mol或更小，例如約14,000 g/mol或更小、約13,000 g/mol或更小、約12,000 g/mol或更小、約11,000 g/mol或更小、約10,000 g/mol或更小、約9,000 g/mol或更小、約8,000 g/mol或更小、約7,500 g/mol或更小、約7,000 g/mol或更小、約6,500 g/mol或更小、約6,000 g/mol或更小、約5,500 g/mol或更小、約5,000 g/mol或更小、約4,500 g/mol或更小、約4,000 g/mol或更小、約3,500 g/mol或更小、約3,000 g/mol或更小、約2,500 g/mol或更小或約2,000 g/mol或更小。因此，離子聚合物可具有藉由任何兩個上述端點界定之平均分子量。 舉例而言，離子聚合物之平均分子量可為約250 g/mol至約15,000 g/mol、約250 g/mol至約14,000 g/mol、約250 g/mol至約13,000 g/mol、約250 g/mol至約12,000 g/mol、約250 g/mol至約11,000 g/mol、約250 g/mol至約10,000 g/mol、約400 g/mol至約10,000 g/mol、約400 g/mol至約8,000 g/mol、約400 g/mol至約6,000 g/mol、約400 g/mol至約4,000 g/mol、約400 g/mol至約2,000 g/mol及其類似範圍。在一些實施例中，離子聚合物之分子量為約500 g/mol至約10,000 g/mol，且n為值為約8或更大(例如約8至約500)之整數。 研磨組合物在使用點處包含任何適合量之離子聚合物。研磨組合物可包含約0.001重量%或更多，例如約0.005重量%或更多、約0.01重量%或更多、約0.025重量%或更多、約0.05重量%或更多、約0.075重量%或更多或約0.1重量%或更多離子聚合物。替代地或另外，研磨組合物可包含約1重量%或更少，例如約0.9重量%或更少、約0.8重量%或更少、約0.7重量%或更少、約0.6重量%或更少、約0.5重量%或更少、約0.4重量%或更少或約0.3重量%或更少離子聚合物。因此，研磨組合物可包含藉由任何兩個上述端點界定之量的離子聚合物。舉例而言，研磨組合物可包含約0.001重量%至約1重量%、約0.01重量%至約0.9重量%、約0.025重量%至約0.8重量%、約0.05重量%至約0.7重量%、約0.01重量%至約0.5重量%或約0.1重量%至約0.5重量%離子聚合物及其類似者。 在一些實施例中，化學機械研磨組合物視情況可包含一或多種聚乙烯醇。聚乙烯醇可為任何適合之聚乙烯醇且可為線性或分枝聚乙烯醇。適合的分枝聚乙烯醇之非限制性實例為Nichigo G-聚合物，諸如購自Nippon Gohsei, Japan之OKS-1009及OKS-1083產品。 聚乙烯醇可具有任何適合之水解程度。水解程度係指如與游離羥基及乙醯化羥基之總和相比，存在於聚乙烯醇上之游離羥基之量。較佳地，聚乙烯醇之水解程度為約90%或更大，例如約92%或更大、約94%或更大、約96%或更大、約98%或更大或約99%或更大。 聚乙烯醇可具有任何適合之分子量。聚乙烯醇之平均分子量可為約250 g/mol或更大，例如約300 g/mol或更大、約400 g/mol或更大、約500 g/mol或更大、約600 g/mol或更大、約750 g/mol或更大、約1,000 g/mol或更大、約2,000 g/mol或更大、約3,000 g/mol或更大、約4,000 g/mol或更大、約5,000 g/mol或更大、約7,500 g/mol或更大、約10,000 g/mol或更大、約15,000 g/mol或更大、約20,000 g/mol或更大、約25,000 g/mol或更大、約30,000 g/mol或更大、約50,000 g/mol或更大或約75,000 g/mol或更大。替代地或另外，聚乙烯醇之平均分子量可為約250,000 g/mol或更小，例如約200,000 g/mol或更小、約180,000 g/mol或更小、約150,000 g/mol或更小、約100,000 g/mol或更小、約90,000 g/mol或更小、約85,000 g/mol或更小、約80,000 g/mol或更小、約75,000 g/mol或更小、約50,000 g/mol或更小、約45,000 g/mol或更小、約40,000 g/mol或更小、約35,000 g/mol或更小、約30,000 g/mol或更小、約25,000 g/mol或更小、約20,000 g/mol或更小、約15,000 g/mol或更小、約12,500 g/mol或更小或約10,000 g/mol或更小。因此，聚乙烯醇可具有藉由任何兩個上述端點界定之平均分子量。舉例而言，聚乙烯醇之平均分子量可為約250 g/mol至約250,000 g/mol、250 g/mol至約200,000 g/mol、250 g/mol至約180,000 g/mol、250 g/mol至約150,000 g/mol、250 g/mol至約100,000 g/mol、約250 g/mol至約75,000 g/mol、約250 g/mol至約50,000 g/mol、約250 g/mol至約25,000 g/mol、約250 g/mol至約10,000 g/mol、約10,000 g/mol至約100,000 g/mol、約10,000 g/mol至約75,000 g/mol、約10,000 g/mol至約50,000 g/mol、約10,000 g/mol至約40,000 g/mol、約50,000 g/mol至約100,000 g/mol、約75,000 g/mol至約100,000 g/mol、約25,000 g/mol至約200,000 g/mol或約50,000 g/mol至約180,000 g/mol及其類似範圍。 研磨組合物在使用點處包含任何適合量之聚乙烯醇。研磨組合物可包含約0.001重量%或更多，例如約0.005重量%或更多、約0.01重量%或更多、約0.025重量%或更多、約0.05重量%或更多、約0.075重量%或更多或約0.1重量%或更多聚乙烯醇。替代地或另外，研磨組合物可包含約1重量%或更少，例如約0.9重量%或更少、約0.8重量%或更少、約0.7重量%或更少、約0.6重量%或更少、約0.5重量%或更少、約0.4重量%或更少或約0.3重量%或更少聚乙烯醇。因此，研磨組合物可包含以藉由任何兩個上述端點界定之量的離子聚合物。舉例而言，研磨組合物可包含約0.001重量%至約1重量%、約0.01重量%至約0.9重量%、約0.025重量%至約0.8重量%、約0.05重量%至約0.7重量%或約0.1重量%至約0.5重量%聚乙烯醇及其類似物。 在一些實施例中，化學機械研磨組合物視情況可包含聚羥基芳族化合物。聚羥基芳族化合物可為任何適合之聚羥基芳族化合物。術語聚羥基芳族化合物係指具有兩個或更多個鍵結至芳基或雜芳基環之羥基的芳基化合物或雜芳基化合物。適合的聚羥基芳族化合物之非限制性實例包括1,2-二羥基苯、1,3-二羥基苯、1,4-二羥基苯、1,3,5-三羥基苯、1,2,4-三羥基苯、2,6-二羥基吡啶、2,3-二羥基吡啶及2,4-二羥基吡啶。在較佳實施例中，聚羥基芳族化合物係選自1,3-二羥基苯及1,3,5-三羥基苯。 研磨組合物在使用點處包含任何適合量之聚羥基芳族化合物。研磨組合物可包含約0.001重量%或更多，例如約0.005重量%或更多、約0.01重量%或更多、約0.025重量%或更多、約0.05重量%或更多、約0.075重量%或更多或約0.1重量%或更多聚羥基芳族化合物。替代地或另外，研磨組合物可包含約1重量%或更少，例如約0.9重量%或更少、約0.8重量%或更少、約0.7重量%或更少、約0.6重量%或更少、約0.5重量%或更少、約0.4重量%或更少或約0.3重量%或更少聚羥基芳族化合物。因此，研磨組合物可包含由前述端點中之任兩者界定之量的聚羥基芳族化合物。舉例而言，研磨組合物可包含約0.001重量%至約1重量%、約0.01重量%至約0.9重量%、約0.025重量%至約0.8重量%、約0.05重量%至約0.7重量%或約0.1重量%至約0.5重量%聚羥基芳族化合物及其類似物。 化學機械研磨組合物視情況進一步包含一或多種添加劑。說明性添加劑包括調節劑、酸(例如磺酸)、錯合劑(例如陰離子聚合物錯合劑)、螯合劑、殺生物劑、防垢劑、分散劑等。 殺生物劑當存在時可為任何適合之殺生物劑且可以任何適合之量存在於研磨組合物中。適合之殺生物劑為異噻唑啉酮殺生物劑。用於研磨組合物之殺生物劑之量通常為約1至約50 ppm，較佳為約10至約20 ppm。 應理解作為酸、鹼或鹽(例如有機羧酸、鹼及/或鹼金屬碳酸鹽等)的研磨組合物之組分中之任一者當溶解於研磨組合物之水中時可呈解離形式作為陽離子及陰離子存在。如本文所述存在於研磨組合物中之該等化合物的量應理解為係指用於研磨組合物製備之未解離化合物之重量。 研磨組合物可藉由任何適合之技術產生，其中許多技術為熟習此項技術者已知。研磨組合物可以分批或連續方法製備。一般而言，研磨組合物藉由合併研磨組合物之組分製備。如本文所用，術語「組分」包括個別成分(例如鈰氧磨料、離子聚合物、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇、視情況選用之pH調節劑及/或任何視情況選用之添加劑)以及成分(例如鈰氧磨料、離子聚合物、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇等)之任何組合。 舉例而言，研磨組合物可藉由以下步驟製備：(i)提供所有或部分液體載劑，(ii)使用用於製備此類分散液之任何適合之方法分散磨料(例如鈰氧)、離子聚合物、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇、視情況選用之pH調節劑及/或任何視情況選用之添加劑，(iii)按需要調節分散液之pH及(iv)視情況可向混合物中添加適量之任何其他視情況選用之組分及/或添加劑。 替代地，研磨組合物可藉由以下步驟製備：(i)提供含一或多種組分(例如液體載劑、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇、視情況選用之pH調節劑及/或任何視情況選用之添加劑)之(例如氧化鈰)漿料，(ii)提供含一或多種組分之添加劑溶液(例如液體載劑、離子聚合物、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇、視情況選用之pH調節劑及/或任何視情況選用之添加劑)，(iii)合併(例如氧化鈰)漿料及添加劑溶液以形成混合物，(iv)視情況可向混合物添加適量之任何其他視情況選用之添加劑，及(v)按需要調節混合物之pH。 研磨組合物可作為包含磨料(例如鈰氧)、離子聚合物、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇、視情況選用之pH調節劑及/或任何視情況選用之添加劑及水之一個封裝系統供應。替代地，本發明之研磨組合物作為包含(例如氧化鈰(cerium oxide))漿料及添加劑溶液之兩個封裝系統供應，其中(例如氧化鈰(ceria oxide))漿料基本上由以下各者組成或由以下各者組成：磨料(例如鈰氧)及/或任何視情況選用之添加劑及水，且其中添加劑溶液基本上由以下各者組成或由以下各者組成：離子聚合物、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇、視情況選用之pH調節劑及/或任何視情況選用之添加劑。雙封裝系統允許藉由改變雙封裝(亦即(例如氧化鈰)漿料與添加劑溶液)之摻合比率來調節基板整體平坦化特性及研磨速度。 可採用各種方法來使用此類雙封裝研磨系統。舉例而言，(例如氧化鈰)漿料及添加劑溶液可藉由在供應管道之出口處接合及連接之不同管道傳遞至研磨台。(例如氧化鈰)漿料及添加劑溶液可即刻或在研磨之前立即混合，或可同時在研磨台上供應。此外，當混合兩種封裝時，可視需要添加去離子水以調整研磨組合物及所得基板研磨特性。 類似地，可與本發明結合使用三-、四-或更多封裝系統，其中多個容器中之每一個含有本發明化學機械研磨組合物之不同組分、一或多種視情況選用之組分及/或一個或多個呈不同濃度之相同組分。 為了在或接近使用點處混合兩個或更多個儲存裝置中所含之組分以產生研磨組合物，儲存裝置通常配備有一或多個自各儲存裝置通向研磨組合物之使用點處(例如壓板、研磨墊或基板表面)之流線。如本文所利用，術語「使用點」係指研磨組合物施加至基板表面(例如研磨墊或基板表面自身)之位置。術語「流動管線」係指自個別儲存容器流至其中所儲存之組分之使用點之路徑。流線可各自直接通向使用點，或兩個或更多個流線可在任何點處合併成通向使用點之單個流線。此外，流線中之任一者(例如個別流線或經合併流線)可在到達組件之使用點之前首先通向一或多個其他裝置(例如抽汲裝置、量測裝置、混合裝置等)。 研磨組合物之組分可獨立地傳遞至使用點(例如組分傳遞至基板表面因此在研磨製程期間混合組分)，或一或多個組分可在傳遞至使用點之前合併，例如在傳遞至使用點之前即刻或立即合併。若在呈混合形式添加至壓板上之前約5分鐘或更小，例如在呈混合形式添加至壓板上之前約4分鐘或更小、約3分鐘或更小、約2分鐘或更小、約1分鐘或更小、約45秒或更小、約30秒或更小、約10秒或更小來合併組分，則「在傳遞至使用點之前立即」合併組分，或同時在使用點處傳遞組分(例如在分配器處合併組分)。若在使用點之5 m內，諸如在使用點之1 m內或甚至在使用點之10 cm內(例如在使用點之1 cm內)合併組分，則亦「在傳遞至使用點之前立即」合併組分。 當在到達使用點之前合併研磨組合物之兩種或更多種組分時，組分可在流動管線中合併且在不使用混合裝置之情況下傳遞至使用點。替代地，流動管線中之一或多者可引導至混合裝置中以促進兩種或更多種組分之合併。可使用任何適合的混合裝置。舉例而言，混合裝置可為組分中之兩者或更多者流經之噴嘴或噴口(例如高壓噴嘴或噴口)。替代地，混合裝置可為容器型混合裝置，其包含一或多個入口，藉由該等入口將研磨漿料之兩種或更多種組分引入混合器中；及至少一個出口，經由該出口使混合的組分離開混合器以直接或經由設備之其他元件(例如經由一或多個流動管線)傳遞至使用點。此外，混合裝置可包含超過一個腔室，各腔室具有至少一個入口及至少一個出口，其中在各腔室中合併兩種或更多種組分。若使用容器型混合裝置，則混合裝置較佳包含混合機制以進一步促進組分之合併。混合機制一般為此項技術中已知的且包括攪拌器、摻合器、攪拌器、槳式隔板、氣體鼓泡器系統、振動器等。 亦可將研磨組合物呈濃縮物形式提供，該濃縮物在使用之前意欲用適量水稀釋。在此類實施例中，研磨組合物濃縮物包含呈一定量之研磨組合物的組分，該等量使得在用適量水稀釋濃縮物後，研磨組合物之各組分將以以上關於各組分所述之適當範圍內之量存在於研磨組合物中。舉例而言，鈰氧磨料、離子聚合物、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇、視情況選用之pH調節劑及/或任何視情況選用之添加劑可各自以比以上針對各組分所述之濃度大約2倍(例如約3倍、約4倍或約5倍)之量存在於濃縮物中，以使得當用相等體積之水(例如分別用2相等體積水、3相等體積水或4相等體積水)稀釋濃縮物時，各組分將以以上針對各組分所陳述之範圍內的量存在於研磨組合物中。另外，如將由一般熟習此項技術者所理解，濃縮物可含有合適分率之存在於最終研磨組合物中之水，以便確保磨料(例如鈰氧)、離子聚合物、聚羥基芳族化合物、聚乙烯醇、視情況選用之pH調節劑及/或任何視情況選用之添加劑至少部分或完全溶解於濃縮物中。化學機械研磨組合物可用於研磨任何適合之基板且尤其適用於研磨包含至少一個包括低介電材料之層(通常表面層)的基板。適合基板包括用於半導體工業之晶圓。晶圓通常包含或例如由金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬複合物、金屬合金、低介電材料或其組合組成。本發明之方法尤其適用於研磨包含氧化矽、氮化矽及/或多晶矽之基板，例如上述材料中之任意一種、兩種或尤其所有三種。 在某些實施例中，基板包含與氧化矽及/或氮化矽組合之多晶矽。多晶矽可為任何適合之多晶矽，其中許多為此項技術中已知。多晶矽可具有任何適合相，且可為非晶形、晶體或其組合。氧化矽類似地可為任何適合之氧化矽，其中許多為此項技術中已知。適合類型之氧化矽包括(但不限於)硼磷矽玻璃(BPSG)、PETEOS、熱氧化物、純矽酸鹽玻璃及HDP氧化物。 本發明之化學機械研磨組合物當根據本發明之方法研磨包含氧化矽之基板時，合乎需要地展現高移除速率。舉例而言，當根據本發明之一實施例研磨包含高密度電漿(HDP)氧化物及/或電漿增強型正矽酸四乙酯(tetraethyl ortho silicate；PETEOS)及/或正矽酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate；TEOS)之矽晶圓時，研磨組合物期望地展現氧化矽移除速率為約500 Å/min或更高、700 Å/min或更高、約1,000 Å/min或更高、約1,250 Å/min或更高、約1,500 Å/min或更高、約1,750 Å/min或更高、約2,000 Å/min或更高、約2,500 Å/min或更高、約3,000 Å/min或更高、約3,500 Å/min或更高。在一實施例中，針對氧化矽之移除速率可為約4,000 Å/min或更高、約4,500 Å/min或更高或約5,000 Å/min或更高。 本發明之化學機械研磨組合物當根據本發明之方法研磨包含氮化矽之基板時，合乎需要地展現低移除速率。舉例而言，當根據本發明之一實施例，研磨包含氮化矽之矽晶圓時，研磨組合物期望地展現氮化矽之移除速率為約250 Å/min或更低，例如約200 Å/min或更低、約150 Å/min或更低、約100 Å/min或更低、約75 Å/min或更低、約50 Å/min或更低或甚至約25 Å/min或更低。 本發明之化學機械研磨組合物當根據本發明之方法研磨包含多晶矽之基板時，合乎需要地展現低移除速率。舉例而言，當根據本發明之一實施例，研磨包含多晶矽之矽晶圓時，研磨組合物期望地展現多晶矽之移除速率為約1,000 Å/min或更低、約750 Å/min或更低、約500 Å/min或更低、約250 Å/min或更低、約100 Å/min或更低、約50 Å/min或更低、約25 Å/min或更低、約10 Å/min或更低或甚至約5 Å/min或更低。 當用於研磨包含氧化矽及氮化矽之基板，尤其當用於STI製程中時，本發明之化學機械研磨組合物期望地展現減少之凹陷。在STI製程中，在暴露氮化矽層以確保自氮化矽表面完全移除氧化矽之後，通常持續研磨。在此過度研磨時段期間，在溝槽中剩餘的氧化矽可繼續被移除，使得溝槽中剩餘的氧化矽之表面低於氮化矽之表面，其導致稱為凹陷之現象。在不希望受任何特定理論束縛的情況下，咸信聚羥基芳族化合物選擇性地結合至溝槽中所存在之氧化矽之表面，由此抑制進一步移除氧化矽。 經本發明研磨組合物研磨之基板(尤其包含氧化矽及/或氮化矽及/或多晶矽之矽)期望地具有約500 Å或更小之凹陷，例如約500 Å或更小、約450 Å或更小、約400 Å或更小、約350 Å或更小、約300 Å或更小、約250 Å或更小、約200 Å或更小、約150 Å或更小、約100 Å或更小或約50 Å或更小之凹陷。 當研磨基板時，如利用適合技術所測定，本發明之研磨組合物期望展現較低的粒子缺陷。在一個較佳實施例中，本發明之化學機械研磨組合物包含有助於低缺陷度之濕法鈰氧。經本發明研磨組合物研磨之基板上的粒子缺陷可利用任何適合技術測定。舉例而言，雷射光散射技術(諸如暗場法向光束複合物(DCN)及暗場傾斜光束複合物(DCO))可用於測定經研磨基板上之粒子缺陷。用於評估粒子缺陷度之適合儀器購自例如KLA-Tencor (例如在120 nm臨界或在160 nm臨界操作之SURFSCAN™ SP1儀器)。 經本發明研磨組合物研磨之基板(尤其包含氧化矽及/或氮化矽及/或多晶矽之矽)之DCN計數值期望地為約20,000或更小，例如約17,500或更小、約15,000或更小、約12,500或更小、約3,500或更小、約3,000或更小、約2,500或更小、約2,000或更小、約1,500或更小或約1,000或更小。較佳地，根據本發明之一實施例之經研磨基板的DCN計數值為約750或更小、約500、約250、約125或甚至約100或更小。替代地或另外，經本發明之化學機械研磨組合物研磨的基板期望展現如利用適合技術所測定之較低刮痕。舉例而言，如利用此項技術中已知的任何適合之方法所測定，根據本發明之一實施例之經研磨矽晶圓期望具有約250個刮痕或更少或約125個刮痕或更少。 可定製本發明之化學機械研磨組合物以在所需研磨範圍內選擇向特定薄層材料提供有效研磨，而同時使停蝕層之表面不完美性、缺陷、腐蝕、侵蝕及移除最小化。可藉由改變研磨組合物之組分之相對濃度將選擇性控制在一定程度上。當本發明之化學機械研磨組合物為所期望的時，其可用於研磨具有約5:1或更高(例如約10:1或更高、約15:1或更高、約25:1或更高、約50:1或更高、約100:1或更高或約150:1或甚至更高)之二氧化矽與氮化矽研磨選擇性之基板。當本發明之化學機械研磨組合物為所期望的時，其可用於研磨具有約5:1或更高(例如約10:1或更高、約15:1或更高、約25:1或更高、約50:1或更高、約100:1或更高或約150:1或甚至更高)之二氧化矽與多晶矽研磨選擇性之基板。另外，本發明之化學機械研磨組合物可用於研磨具有約2:1或更高(例如約4:1或更高或約6:1或更高)之氮化矽與多晶矽之拋光選擇性之基板。某些調配物可展現甚至更高的二氧化矽與多晶矽之選擇性，諸如約20:1或更高或甚至約30:1或更高。在一較佳實施例中，本發明之化學機械研磨組合物同時提供二氧化矽相對於氮化矽之選擇性研磨及二氧化矽相對於多晶矽之選擇性研磨。 本發明之化學機械研磨組合物及方法尤其適合用於與化學機械研磨設備結合。該設備通常包含：壓板，其在使用時處於運動中且具有由軌道、線性及/或圓周運動產生之速度；研磨墊，其與壓板接觸且在運動時隨壓板移動；及載體，其固持待藉由接觸且相對於研磨墊之表面移動而經研磨之基板。基板之研磨藉由以下步驟來進行：將基板置放成與研磨墊及本發明之研磨組合物接觸且接著使研磨墊相對於基板移動，以便研磨基板之至少一部分以研磨基板。 基板可使用任何適合之研磨墊(例如研磨表面)經化學機械研磨組合物研磨。適合之研磨墊包括(例如)編織及非編織研磨墊。此外，適合之研磨墊可包含具有不同密度、硬度、厚度、可壓縮性、在壓縮後反彈之能力及壓縮模數之任何適合之聚合物。適合的聚合物包括例如聚氯乙烯、聚氟乙烯、耐綸、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成產物及其混合物。軟聚胺基甲酸酯研磨襯墊尤其適用於與本發明研磨方法結合。典型的墊包括(但不限於)SURFIN™ 000、SURFIN™ SSW1、SPM3100 (可購自例如Eminess Technologies)、POLITEX™及Fujibo POLYPAS™ 27。尤其較佳的研磨墊為可購自Cabot Microelectronics之EPIC™ D100墊。另一較佳研磨墊為購自Dow, Inc之IC1010墊。 化學機械研磨設備合乎需要地進一步包含原位研磨端點偵測系統，其中許多為此項技術中已知。用於藉由分析自經研磨基板之表面反射的光或其他輻射來檢驗及監測研磨製程的技術為此項技術中已知。此類方法係在例如美國專利5,196,353、美國專利5,433,651、美國專利5,609,511、美國專利5,643,046、美國專利5,658,183、美國專利5,730,642、美國專利5,838,447、美國專利5,872,633、美國專利5,893,796、美國專利5,949,927及美國專利5,964,643中加以描述。期望地，檢驗或監測關於經研磨之基板的研磨製程發展使得能夠測定研磨端點，亦即，測定何時終止關於特定基板之研磨製程。 以下實施例進一步說明本發明，但當然不應解釋為以任何方式限制其範疇。 實例1 此實例展現關於經研磨組合物1A-1G研磨之摻碳氧化矽膜(毯覆式晶圓)之移除速率的效應。研磨組合物含有以表1A中所指示之固體量的呈經濕式處理鈰氧形式之鈰氧或呈膠體形式之二氧化矽。鈰氧及二氧化矽粒子之平均粒徑為150 nm或更小。另外，在表1A中列舉研磨組合物之pH值。 特定言之，摻碳氧化矽膜之毯覆式晶圓在REFLEXION™ CMP設備(Applied Materials, Inc., Santa Clara, California)上經研磨組合物1A-1G研磨。 REFLEXION™製程之研磨參數闡述於以下表1B中。摻碳氧化矽膜為低介電(低k)膜且含有20重量%碳、35重量%矽及45重量%氧。 表1A：研磨組合物概述 表1B：REFLEXION™製程參數 此等結果展現鈰氧粒子以高移除速率研磨摻碳氧化矽膜。鑒於碳在膜中20重量%之含量，此結果為出人意料的。實現此類針對摻碳氧化矽膜之高移除速率先前一直為困難的，因為在氧化矽材料中甚至較小的碳含量(此處為20%)仍向表面賦予疏水性。如在此實例中所見，儘管此等組合物可以高移除速率(例如＞3000 Å /min)有效地研磨未摻雜氧化矽，但由於此疏水性，組合物1A及1D不能研磨摻碳膜。 研磨組合物1B、1C、1E、1F及1G在pH 5.5下且在增加含固量之鈰氧的情況下均展示高移除速率。同時不希望受任何特定理論束縛，咸信由pH轉變至5.5發起之較高的負動電勢增加了帶正電鈰氧粒子與基板表面之間的靜電引力，從而增加移除速率。固體水準自0.28重量%增加至0.4重量%增加了機械作用且進一步改良移除速率。另外，結果展示膠狀鈰氧粒子可用於在不使用濕潤劑的情況下研磨疏水性表面。 實例2 此實例展現研磨組合物可自具有「在氮化物上停止」能力之淺槽隔離(STI)圖案化晶圓表面研磨摻碳氧化矽膜。研磨組合物經製備含有以0.2重量%之量且具有150 nm或更小之平均粒徑的鈰氧粒子。研磨組合物亦含有0.03重量%之量的聚乙二醇二酸、0.06重量%之量的聚乙烯醇及0.025重量%之量的三羥基苯。研磨組合物之pH為3.5。添加氫氧化銨以達到期望pH。組合物之其餘部分為水。 特定言之，研磨組合物用於研磨塗佈有摻碳氧化矽膜之STI晶圓。晶圓含有形成於矽基板(其含有其中形成之淺槽)上之氮化矽層，且獲自Silyb Wafer Services, Inc., Gig Harbor, Washington。沈積呈摻碳氧化矽膜形式之介電層以填充溝槽。摻碳氧化矽膜為低k膜且獲自Lams Research, Fremont, CA，且含有20重量%碳、35重量%矽及45重量%氧。研磨使用實例1中所描述之設備及程序進行。 圖1展示摻碳氧化矽膜沈積之STI晶圓的研磨及平坦化效能，該圖為說明以埃(Å)計量測之梯級高度隨以秒計之總體研磨時間而變化的曲線圖。梯級高度為平坦化效率之量測值。其藉由可購自Veeco Instruments, Inc., Plainview, New York之Vx310原子表面輪廓儀來量測。「100 × 100微米」指示自其研磨摻碳膜之圖案化晶圓上存在的特徵大小。圖1說明此實例之研磨組合物獲得有效平坦化，其中高初始梯級高度超過2000 Å及最終梯級高度為大約270 Å。 進行研磨測試以測定研磨組合物對氮化矽移除之選擇性。結果展示於圖2中，該圖為針對研磨組合物之氮化矽(SiN)移除(Y軸)相對於以秒計之總體研磨時間(X軸)的曲線圖。如圖2中所見，研磨用摻碳氧化矽膜填充之三個STI圖案化晶圓持續三個不同時段(90秒、110秒、135秒)，使得提供兩組條形圖。「單元-D(Cell-D)」及「L45 90%」係指STI圖案化表面上存在之大小分別為0.18 × 0.18 µm及45 × 5 µm獲自Silyb Wafer Services, Inc.之兩個不同特徵。如圖2中所見，研磨確實未自兩個特徵移除大量氮化矽，由此指示良好的選擇性。 實例3 此實例展現關於經研磨組合物3A-3D研磨之摻碳氧化矽膜(毯覆式晶圓)之移除速率的效應。研磨組合物含有以0.4重量%固體量之呈經濕式處理鈰氧形式之鈰氧。鈰氧粒子之平均粒徑為150 nm或更小。研磨組合物亦含有0.03重量%之量的聚乙二醇二酸及0.06重量%之量的聚乙烯醇。如圖3中所示，研磨組合物中之每一者的pH在3與4.7之間。在pH中之偏差藉由添加氫氧化銨獲得。各組合物之其餘部分為水。 特定言之，摻碳氧化矽膜之毯覆式晶圓經研磨組合物3A-3D研磨。摻碳氧化矽膜為低k膜且含有50重量%碳、25重量%矽及22重量%氧。另外，研磨正矽酸四乙酯(TEOS)及氮化矽(SiN)之晶圓用於選擇性。使用具有Dow IC1010™研磨墊之Logitech台面研磨器進行研磨。研磨參數如下：10.34 kPa (1.5 psi)下壓力、60 rpm壓板速度、57 rpm頭速度及100 mL/min研磨組合物流。 移除速率效能展示於圖3中，該圖為說明針對四種組合物3A-3D中之每一者及針對三個晶圓(摻50%碳氧化矽、TEOS及SiN)中之每一者以埃/分鐘(Å/min)計量測之移除速率的條形圖。針對組合物3A，不測試TEOS及SiN。 此等結果展現針對含有50%碳之摻碳氧化矽膜在高pH下的高移除速率。此係由於藉由pH轉變至5.5發起之更高的負動電勢，其增加了帶正電鈰氧粒子與基板表面之間的靜電引力。 TEOS尤其在低pH下(組合物3D)及SiN(所有組合物)之低移除速率指示研磨組合物調配物可用於自氮化矽及氧化矽膜之表面選擇性地研磨摻碳膜。 本文中所引用之所有參考文獻(包括公開案、專利申請案及專利)特此以引用之方式併入，該引用程度如同個別及特定地指示各參考文獻以引用之方式併入且於本文中全文闡述一般。 除非本文中另外指示或與上下文明顯矛盾，否則在描述本發明之上下文中(尤其在以下申請專利範圍之上下文中)使用術語「一(a/an)」及「該」及「至少一個」及類似參照物應解釋為涵蓋單數及複數兩者。除非本文中另外指示或與上下文明顯矛盾，否則使用後接一或多個項目之清單(例如「A及B中之至少一者(at least one of A and B)」)之術語「至少一者(at least one)」應理解為意謂選自所列舉項目之一個項目(A或B)或所列舉項目中之兩者或更多者的任何組合(A及B)。除非另外說明，否則術語「包含」、「具有」、「包括」以及「含有」應理解為開放術語(亦即，意謂「包括(但不限於)」)。除非本文中另外指示，否則本文中數值範圍之敍述僅意欲充當個別提及屬於該範圍之各獨立值之速記方法，且各獨立值併入本說明書中，如同在本文中個別敍述一般。除非本文另外指示或與上下文明顯矛盾，否則本文中描述之所有方法可以任何適合順序進行。除非另外主張，否則使用本文中所提供之任何及所有實例或例示性語言(例如，「諸如」)僅意欲較好地闡明本發明而不對本發明之範疇造成限制。本說明書中之語言不應解釋為指示實踐本發明所必需之任何未主張要素。 本發明之較佳實施例描述於本文中，包括本發明人已知之進行本發明的最佳模式。在閱讀以上描述之後，彼等較佳實施例之變化形式對於一般技術者可變得顯而易見。本發明人期望熟習此項技術者適當時採用此等變化，且本發明人意欲以不同於本文中特定所述之方式實踐本發明。相應地，若適用法律允許，則本發明包括在此隨附之申請專利範圍中所陳述之標的物的所有修改及等效物。此外，除非本文中另外指示或另外上下文明顯矛盾，否則本發明涵蓋上述要素以其所有可能變化形式之任何組合。
圖1為針對本文中實例2之研磨組合物以埃計之梯級高度(Y軸)相對於以秒計之總體研磨時間(X軸)的曲線圖。 圖2為針對本文中實例2之研磨組合物之氮化矽移除(Y軸)相對於以秒計之總體研磨時間(X軸)的曲線圖。 圖3為說明本文中實例3之研磨組合物(X軸)的TEOS、SiN及含有50%碳之摻碳氧化矽膜之移除速率(Y軸)的條形圖。

Claims (27)

  1. 一種化學機械研磨基板之方法，該方法包含： (a)    使含有包括少於約80重量%碳之低k介電組合物的基板與研磨墊以及包含水及具有正表面電荷之磨料粒子的化學機械研磨組合物接觸，其中該研磨組合物之pH為約3至約6； (b)    相對於該基板移動該研磨墊及該化學機械研磨組合物；及 (c)    摩擦該基板之至少一部分以研磨該基板。
  2. 如請求項1之方法，其中該低k介電組合物包括少於約50重量%碳。
  3. 如請求項1之方法，其中該低k介電組合物包括少於約30重量%碳。
  4. 如請求項1之方法，其中該低k介電組合物為摻碳氧化矽。
  5. 如請求項4之方法，其中該摻碳氧化矽包括至少35重量%矽。
  6. 如請求項4之方法，其中該摻碳氧化矽包括至少45重量%氧。
  7. 如請求項1之方法，其中該等磨料粒子之動電勢為至少約+10 mV。
  8. 如請求項1之方法，其中該等磨料粒子包括濕法鈰氧。
  9. 如請求項1之方法，其中該等磨料粒子係以該研磨組合物之約0.05重量%至約2重量%的量存在。
  10. 如請求項1之方法，其中該組合物之pH為約3至約5.6。
  11. 如請求項10之方法，其中該組合物之pH為約5至約5.6。
  12. 如請求項1之方法，其中該研磨組合物進一步包含式(I)之離子聚合物：其中X1 及X2 係獨立地選自氫、-OH及-COOH，且其中X1 及X2 中之至少一者為-COOH， Z1 及Z2 獨立地為O或S， R1 、R2 、R3 及R4 係獨立地選自氫、C1 -C6 烷基及C7 -C10 芳基，及 n為約3至約500之整數。
  13. 如請求項12之方法，其中X1 及X2 均為-COOH。
  14. 如請求項12之方法，其中Z1 及Z2 均為O，且R1 、R2 、R3 及R4 為氫。
  15. 如請求項12之方法，其中該離子聚合物之分子量為約500 g/mol至約10,000 g/mol，且其中n為值為8或更大之整數。
  16. 如請求項12之方法，其中該離子聚合物為聚乙二醇二酸。
  17. 如請求項12之方法，其中該離子聚合物係以該研磨組合物之約0.01重量%至約0.5重量%的量存在。
  18. 如請求項1之方法，其中該研磨組合物進一步包含聚羥基芳族化合物。
  19. 如請求項18之方法，其中該聚羥基芳族化合物係選自1,3-二羥基苯及1,3,5-三羥基苯。
  20. 如請求項18之方法，其中該聚羥基芳族化合物為1,3,5-三羥基苯。
  21. 如請求項18之方法，其中該聚羥基芳族化合物係以該研磨組合物之約0重量%至約0.5重量%的量存在。
  22. 如請求項1之方法，其中該研磨組合物進一步包含聚乙烯醇。
  23. 如請求項22之方法，其中該聚乙烯醇之分子量為約20,000 g/mol至約200,000 g/mol。
  24. 如請求項22之方法，其中該聚乙烯醇為分枝聚乙烯醇。
  25. 如請求項22之方法，其中該聚乙烯醇係以該研磨組合物之約0.05重量%至約0.5重量%的量存在。
  26. 如請求項1之方法，其中摩擦該基板表面之至少一部分視該pH而定自該基板表面移除約100-500 Å/min之氧化矽。
  27. 如請求項1之方法，其中該基板進一步含有氮化矽，且其中摩擦該基板表面之至少一部分自該基板表面移除少於約20 Å/min之氮化矽。
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