TW202028413A - 化學機械拋光含銅和釕的基材 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物及化學機械拋光（CMP）方法。本發明尤其係關於用於化學機械拋光含銅及釕之基材，具體言之含銅及釕之半導體基材的組成物及方法。

Description

化學機械拋光含銅和釕的基材
本發明係關於一種化學機械拋光（chemical-mechanical polishing；CMP）組成物及化學機械拋光（CMP）方法。本發明尤其係關於用於化學機械拋光含銅及釕之基材，具體言之含銅及釕之半導體基材之組成物及方法。
在半導體行業中，化學機械拋光為應用於製造先進的光子、微機電及微電子材料及器件（諸如半導體晶圓）中之熟知技術。
在製造用於半導體行業中之材料及器件期間，採用CMP以平坦化表面。CMP利用化學與機械作用之相互作用以實現待拋光表面之平坦度。化學作用藉由化學組成物（亦稱作CMP組成物或CMP漿液）來提供。機械作用通常藉由拋光墊來進行，通常將拋光墊按壓至待拋光表面上，且將其安裝於移動壓板上。壓板之移動通常為直線式、旋轉式或軌道式。
在典型的CMP製程步驟中，旋轉晶圓固持器使待拋光晶圓與拋光墊接觸。CMP組成物通常施加於待拋光晶圓與拋光墊之間。
鉭（Ta）及氮化鉭（TaN）常規地用作障壁層材料以防止藉由銅擴散通過介電層造成之器件污染。然而，由於鉭之高電阻率，難以將銅有效地沉積至障壁層上。釕（Ru）最近已鑑別為替換當前鉭障壁層及銅（Cu）晶種層之有前景的障壁層材料。銅在釕中之不可溶性使釕作為障壁層材料具有吸引力，且由於釕之較低電阻率，銅亦可直接沉積於釕層上。
在目前先進技術中，在包含用於化學機械拋光包含銅及釕之基材的界面活性劑及芳族化合物之CMP組成物存在下的CMP製程係已知的且描述於例如以下之參考文獻中。
U.S. 6,869,336 B1描述用於使用低接觸壓力化學機械拋光以自基材移除釕之組成物，該組成物包含分散介質、磨料粒子且pH在8至12之範圍內。
U.S. 7,265,055 B2描述一種用於化學機械拋光包含銅、釕、鉭及介電層之基材的方法。該方法使用拋光墊及包含用帶負電聚合物或共聚物處理之α-氧化鋁磨料粒子之CMP組成物或試劑。
US 2008/0105652 A1揭示一種化學機械拋光組成物，其包含研磨劑、氧化劑、兩親媒性非離子界面活性劑、鈣或鎂離子、用於銅及水之腐蝕抑制劑，該腐蝕抑制劑之pH在約6至約12之範圍內。
US 2013/0005149 A1揭示一種化學機械拋光組成物，其包含(a)至少一種類型之磨料粒子、(b)至少兩種氧化劑、(c)至少一種pH調節劑及(d)去離子水、(e)視情況包含至少一種抗氧化劑及一種用於化學機械平坦化含有至少一個銅層、至少一個釕層及至少一個鉭層之基材的方法。
US US 6,852,009 B2揭示一種拋光組成物，其包含二氧化矽、至少一種選自由鹼金屬之無機鹽、銨鹽、哌
Figure 108145511-A0304-12-0000-4
及乙二胺、至少一種螯合劑及水組成之群的鹼性物質。鹼性物質用於晶圓拋光以抑制金屬污染及至晶圓中的擴散。
先前技術中所揭示之方法及組成物具有限制。在先前技術中所揭示之用於化學機械拋光之方法及組成物中，金屬（如銅及釕）之拋光產生碎屑，其可藉由簡單沖洗或藉由吸附自拋光環境移除至不同表面（諸如晶圓表面或拋光墊表面）上。但兩種狀況在CMP製程中並不為所希望的。另外，拋光墊上所吸附或積聚的碎屑可在晶圓上產生疵點，產生不希望的額外疵點。因此，需要改良用於化學機械拋光含銅（Cu）、鉭（Ta）及釕（Ru）之基材的CMP組成物及方法。
因此，本發明之目標為提供用於半導體行業中之基材，尤其包含至少一個銅（Cu）層及/或至少一個釕（Ru）層之基材的化學機械拋光之經改良的CMP組成物及方法。
本發明之另一目標為自晶圓表面及拋光墊移除襯墊污染及粒子，該等襯墊污染及粒子係由於半導體行業中所用之基材的化學機械拋光而形成。
出人意料地發現，如下文中所描述之本發明的CMP組成物提供待較佳拋光之基材之較高材料移除率（material removal rate；MRR）及不含金屬碎屑之潔淨襯墊拋光表面。
因此，在本發明之一個態樣中，提供一種包含以下組分之化學機械拋光（CMP）組成物： （A） 至少一種無機研磨粒子； （B） 至少一種選自羧酸之螯合劑； （C） 至少一種選自未經取代或經取代之三唑之腐蝕抑制劑； （D） 至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） 至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑； （F） 至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） 至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質。
在另一態樣中，本發明係關於一種用於製造半導體器件之方法，該方法包含在上文或下文所描述之化學機械拋光（CMP）組成物之存在下對基材進行化學機械拋光。
在另一態樣中，本發明係關於一種用於半導體行業中所使用之基材之化學機械拋光的化學機械拋光組成物（CMP）之用途。
本發明與以下優點中之至少一者相關聯： (1) 用於半導體行業中所使用之基材，尤其包含銅（Cu）及/或鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、鈦（Ti）、氮化鈦（TiN）、釕（Ru）、鈷（Co）或其合金之基材之化學機械拋光的本發明之CMP組成物及CMP製程展示經改良之拋光性能，尤其 (i) 待較佳拋光之基材（例如氮化鉭）之較高材料移除率（MRR）， (ii) 待較佳拋光之基材（例如釕）之較高材料移除率（MRR）， (iii) 待較佳拋光之基材（例如銅及/或低k材料）之較低材料移除率（MRR）， (iv) 藉由在CMP組成物中添加襯墊清潔劑而不含金屬碎屑之清潔襯墊拋光表面。 (v) 危險副產物之安全操作及減少至最小值，或 (vi) (i)、(ii)、(iii)、(iv)及(v)之組合 (2) 本發明之CMP組成物提供一種穩定調配物或分散液，其中不會發生相分離。 (3) 本發明之CMP製程容易應用且需要儘可能少的步驟。
根據以下實施方式，本發明之其他目標、優點及應用對於所屬領域中具通常知識者將變得顯而易見。
以下實施方式在本質上僅為例示性且並不意欲限制本發明或本發明的應用及用途。此外，並不意欲受在先前技術領域、背景、概述或以下實施方式中所呈現之任何理論的束縛。
如本文所用之術語「包含（comprising/comprises/comprised of）」與「包括（including/includes）」或「含有（containing/contains）」同義，且為包含性的或開放性的，且不排除其他未敍述之成分、要素或方法步驟。應瞭解，如本文所用之「包含（comprising/comprises/comprised of）」包含術語「由…組成（consisting of/consists/consists of）」。
此外，說明書及申請專利範圍中之術語「（a）」、「（b）」、「（c）」、「（d）」等及其類似術語用於區別類似要素且未必描述順序或時間次序。應理解，如此使用之術語在適當情況下可互換，且本文所描述之本發明的具體實例能夠以不同於本文所描述或說明之順序的其他順序操作。除非在如上文或下文所闡述之本申請另外指示，否則在術語「（A）」、「（B）」及「（C）」或「（a）」、「（b）」、「（c）」、「（d）」、「(i)」、「(ii)」等係關於方法或使用或分析之步驟的情況下，在該等步驟之間不存在時間或時間間隔一致性，即該等步驟可同時進行或在該等步驟之間可存在數秒、數分鐘、數小時、數天、數週、數月或甚至數年之時間間隔。
在以下段落中，更詳細地定義本發明之不同態樣。除非相反地清楚指示，否則如此定義之各態樣可與任何其他態樣組合。特定言之，任何指示為較佳或有利之特徵可與任何其他指示為較佳或有利之特徵組合。
貫穿本說明書對「一個具體實例」或「一具體實例」或「較佳具體實例」之引用意謂結合具體實例描述之特定特徵、結構或特性包括於本發明之至少一個具體實例中。因此，貫穿本說明書在各種位置出現之片語「在一個具體實例中」或「在一具體實例中」或「在一較佳具體實例中」未必皆指代同一具體實例，而是可能指代。此外，如所屬技術領域中具通常知識者自本發明將顯而易見，在一或多個具體實例中，特徵、結構或特性可以任何適合之方式組合。此外，如所屬技術領域中具通常知識者將理解，雖然本文所描述之一些具體實例包括一些而非包括於其他具體實例中之其他特徵，但不同具體實例之特徵之組合意欲在主題之範疇內，且形成不同具體實例。舉例而言，在隨附申請專利範圍中，所主張之具體實例中之任一者可與任何組合使用。
此外，貫穿本說明書所定義之範圍亦包括端值，亦即，1至10之範圍暗示1及10兩者皆包括於該範圍中。為避免疑義，申請人應授權根據可適用法律獲得任何等效者。
出於本發明之目的，如本發明中所使用之『重量%』或『wt.%』係相對於塗層組成物之總重量。另外，各別組分中之如下文所描述之所有化合物之wt.%的總和總計達100 wt.%。
出於本發明之目的，腐蝕抑制劑定義為在金屬表面上形成保護性分子層之化合物。
出於本發明之目的，螯合劑定義為與某些金屬離子形成可溶性錯合物分子，使離子不活化從而使得其無法正常與其他元素或離子反應以產生沉澱或結垢之化合物。
出於本發明之目的，低k材料為具有小於3.5、較佳小於3.0、更佳小於2.7之k值（介電常數）的材料。超低k材料為具有小於2.4之k值（介電常數）之材料。
出於本發明之目的，膠狀無機粒子為藉由濕式沉澱法產生之無機粒子；且煙霧狀無機粒子為藉由例如使用Aerosil® 方法在氧氣存在下用氫氣進行例如金屬氯化物前驅物之高溫火焰水解產生之粒子。
出於本發明之目的，「膠態二氧化矽」係指藉由Si(OH)4 之縮聚製備之二氧化矽。舉例而言，前驅體Si(OH)4 可藉由水解高純度烷氧矽烷或藉由酸化水性矽酸鹽溶液來獲得。此膠態二氧化矽可根據美國專利第5,230,833號製備或可作為各種市售產品中之任一者而獲得，諸如Fuso® PL-1、PL-2、及PL-3產品，及Nalco 1050、2327及2329產品，以及可購自DuPont、Bayer、Applied Research、Nissan Chemical、Nyacol及Clariant之其他類似產品。
出於本發明之目的，平均粒度定義為無機研磨粒子（A）在水性介質（H）中之粒度分佈之d50 值。
出於本發明之目的，平均粒度例如使用動態光散射（dynamic light scattering；DLS）或靜態光散射（static light scattering；SLS）方法來量測。此等方法及其他方法為所屬技術領域中所熟知，參見例如Kuntzsch, Timo; Witnik, Ulrike; Hollatz, Michael Stintz; Ripperger, Siegfried; Characterization of Slurries Used for Chemical- Mechanical Polishing (CMP) in the Semiconductor Industry; Chem. Eng. Technol; 26 (2003)， 第12卷，第1235頁。
出於本發明之目的，對於動態光散射（DLS），通常使用Horiba LB-550 V（DLS，動態光散射量測）或任何其他此類儀器。此技術在粒子散射雷射光源（λ = 650 nm）時量測粒子之流體動力學直徑，其在與入射光呈90°或173°之角度下偵測。散射光強度之變化歸因於粒子在其移動穿過入射光束時之隨機布朗運動（random Brownian motion），且監測其隨時間之變化。使用由儀器依據延遲時間而變化執行的自相關函數來提取衰變常數；較小粒子以較高速度移動穿過入射光束且對應於較快衰變。
出於本發明之目的，衰變常數與無機研磨粒子之擴散係數Dt 成比例且用於根據斯托克斯-愛因斯坦方程式（Stokes-Einstein equation）來計算粒度：
Figure 02_image001
其中假定懸浮粒子(1)具有球形形態及(2)均勻地分散（亦即不聚結）在整個水性介質（E）中。此關係預期對於含有低於1重量%固體之粒子分散液保持成立，因為水性分散劑之黏度無顯著偏差，其中η=0.96 mPa·s（在T=22℃下）。煙霧狀或膠態無機粒子分散液之粒度分佈通常在塑膠光析槽中在0.1%至1.0%固體濃度下量測，且在必要時用分散介質或超純水進行稀釋。
出於本發明之目的，無機研磨粒子之BET表面根據DIN ISO 9277:2010-09測定。
出於本發明之目的，界面活性劑定義為表面活性化合物，其降低液體之表面張力、兩種液體之間的界面張力或液體與固體之間的界面張力。
出於本發明之目的，「水溶性」意謂組成物之相關組分或成分可在分子水準上溶解於水相中。
出於本發明之目的，「水分散性」意謂組成物之相關組分或成分可分散於水相中且形成穩定乳液或懸浮液。
出於本發明之目的，氧化劑定義為可氧化待拋光之基材或其層中之一者的化合物。
出於本發明之目的，pH調節劑定義為添加以使其pH值調節至所需值之化合物。
出於本發明之目的，所揭示之量測技術為所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，且因此不限制本發明。
化學機械拋光（CMP）組成物（Q）
本發明之一個態樣，提供一種化學機械拋光（CMP）組成物（Q），其包含以下組分： （A）至少一種無機研磨粒子； （B）至少一種選自羧酸之螯合劑； （C）至少一種選自未經取代或經取代之三唑之腐蝕抑制劑； （D）至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E）至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑； （F）至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G）至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H）水性介質。
CMP組成物（Q）包含組分（A）、（B）、（C）、（D）、（E）、（F）、（G）、（H）及視情況選用如下文所描述之其他組分。
在本發明之一具體實例中，至少一種無機研磨粒子（A）係選自由以下組成之群：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機/無機混合粒子（organic/inorganic hybrid particle）及二氧化矽。
出於本發明之目的，至少一種無機研磨粒子（A）之化學性質不受特別限制。（A）可具有相同化學性質或為不同化學性質之粒子的混合物。出於本發明之目的，具有相同化學性質之粒子（A）為較佳的。無機研磨粒子（A）係選自由以下組成之群：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物（包括類金屬、類金屬氧化物或類金屬碳化物）、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機/無機混合粒子、二氧化矽及無機粒子之任何混合物。
出於本發明之目的，至少一種無機研磨粒子（A）可為 • 一種膠態無機粒子， • 一種煙霧狀無機粒子， • 不同類型之膠態及/或煙霧狀無機粒子之混合物。
出於本發明之目的，至少一種無機粒子（A）選自由以下組成之群：膠狀或煙霧狀無機粒子或其混合物。其中，金屬或類金屬之氧化物及碳化物為較佳的。出於本發明之目的，至少一種無機粒子（A）較佳選自由以下組成之群：氧化鋁、二氧化鈰、氧化銅、氧化鐵、氧化鎳、氧化錳、二氧化矽、氮化矽、碳化矽、氧化錫、二氧化鈦、碳化鈦、氧化鎢、氧化釔、氧化鋯或其混合物或複合物。出於本發明之目的，至少一種無機粒子（A）更佳選自由以下組成之群：氧化鋁、二氧化鈰、二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋯或其混合物或複合物。（A）為二氧化矽粒子。出於本發明之目的，至少一種無機粒子（A）最佳為膠態二氧化矽粒子。
在本發明之另一具體實例中，按化學機械拋光組成物之總重量計，至少一種無機研磨粒子（A）之濃度在≥0.01 wt.%至≤10 wt.%之範圍內。
出於本發明之目的，以組成物（Q）之總重量計，至少一種無機研磨粒子（A）之濃度不超過10 wt.%，較佳不超過5 wt.%，尤其不超過3 wt.%，例如不超過2 wt.%，最佳不超過1.8 wt.%，尤其不超過1.5 wt.%。出於本發明之目的，以組成物（Q）之總重量計，至少一種無機研磨粒子（A）之濃度較佳為至少0.01 wt.%、更佳為至少0.1 wt.%、最佳為至少0.2 wt.%，尤其為至少0.3 wt.%。出於本發明之目的，以CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種無機研磨粒子（A）之濃度更佳在≥0.4 wt.%至≤1.2 wt.%之範圍內。
出於本發明之目的，至少一種無機研磨粒子（A）可以各種粒度分佈包含於CMP組成物（Q）中。至少一種無機研磨粒子（A）之粒度分佈可為單峰或多峰的。在多峰粒度分佈之情況下，雙峰通常較佳。出於本發明之目的，單峰粒度分佈對於無機研磨粒子（A）為較佳的。無機研磨粒子（A）之粒徑分佈不受特別限制。
在本發明之一較佳具體實例中，根據動態光散射技術所測定，至少一種無機研磨粒子（A）之平均粒徑在≥1 nm至≤1000 nm之範圍內。
至少一種無機研磨粒子（A）之均值或平均粒度可在廣泛範圍內變化。出於本發明之目的，在各情況下使用例如來自馬爾文儀器有限公司或Horiba LB550之高效粒徑分析儀（High Performance Particle Sizer；HPPS）之動態光散射技術來測定，至少一種無機研磨粒子（A）之平均粒度在≥1 nm至≤1000 nm之範圍內、較佳在≥10 nm至≤400 nm之範圍內、更佳在≥20 nm至≤200 nm之範圍內、更佳在≥25 nm至≤180 nm之範圍內、最佳在≥30 nm至≤170 nm之範圍內、尤其較佳在≥40 nm至≤160 nm之範圍內、尤其最佳在≥45 nm至≤150 nm之範圍內。
至少一種無機研磨粒子（A）之BET表面可在廣泛範圍內變化。出於本發明之目的，在各情況下根據DIN ISO 9277:2010-09來測定，至少一種無機研磨粒子（A）之BET表面在≥1 m2 /g至≤500 m2 /g之範圍內、更佳在≥5 m2 /g至≤250 m2 /g之範圍內、最佳在≥10 m2 /g至≤100 m2 /g之範圍內、尤其較佳在≥20 m2 /g至≤95 m2 /g之範圍內、尤其最佳在≥25 m2 /g至≤92 m2 /g之範圍內。
出於本發明之目的，至少一種無機研磨粒子（A）可具有各種形狀。從而，粒子（A）可具有一種或基本上僅一種類型之形狀。然而，亦有可能粒子（A）具有不同形狀。舉例而言，可存在兩種類型之不同形狀之粒子（A）。舉例而言，（A）可具有如下之形狀：團塊、立方體、具有斜邊之立方體、八面體、二十面體、繭狀物、節結及具有或不具有突起或凹痕之球體。出於本發明之目的，無機研磨粒子（A）較佳基本上為球形，由此通常此等粒子具有突起或凹痕。
出於本發明之目的，至少一種無機研磨粒子（A）較佳為繭狀。繭狀物可具有或不具有突起或凹痕。繭狀粒子為短軸為≥10 nm至≤200 nm，長軸/短軸之比率為≥1.4至≤2.2，更佳≥1.6至≤2.0之粒子。在各情況下藉由穿透式電子顯微法及掃描電子顯微法測定，其平均形狀因數較佳為≥0.7至≤0.97、更佳為≥0.77至≤0.92，平均球度較佳為≥0.4至＜0.9、更佳為≥0.5至≤0.7，且平均等效圓直徑較佳為≥41 nm至≤66 nm、更佳為≥48 nm至≤60 nm。
出於本發明之目的，下文中解釋確定繭狀粒子之形狀因數、球度及等效圓直徑。形狀因數給出關於個別粒子之形狀及凹痕之資訊且可根據下式計算： 形狀因數= 4π (面積/周長2 )
不具有凹痕之球形粒子的形狀因數為1。形狀因數之值在凹痕數目增加時減小。球度使用中心矩給出關於個別粒子之伸長率之資訊，且可根據下式計算，其中M為各別粒子之重心： 球度=（Mxx -Myy ）-[4 Mxy 2 +（Myy -Mxx ）2 ]0.5 /（Mxx -Myy ）+[4 Mxy 2 +（Myy -Mxx ）2 ]0.5 伸長率=（1/球度）0.5 其中 Mxx = ∑ (x-xmean)2 /N Myy = ∑ (y-ymean)2 /N Mxy = ∑ [(x-xmean)*(y-ymean)] /N N為形成各別粒子之影像的像素數目 x、y為該等像素之座標 xmean         形成該粒子之影像的N個像素之x座標之平均值 ymean         形成該粒子之影像的N個像素之y座標之平均值
球形粒子之球度為1。當粒子伸長時，球度之值減小。個別非圓形粒子之等效圓直徑（以下亦縮寫為ECD）給出關於具有與各別非圓形粒子之面積相同的面積之圓之直徑的資訊。平均形狀因數、平均球度及平均ECD為與所分析之粒子數目相關之各別特性之算術平均值。
出於本發明的目的，用於粒子形狀表徵之程序如下。將具有20 wt.%固體含量之水性繭狀二氧化矽粒子分散液分散於碳箔上且脫水。藉由使用能量過濾-穿透式電子顯微法（Energy Filtered-Transmission Electron Microscopy；EF-TEM）（120千伏特）及掃描電子顯微法二次電子影像（Scanning Electron Microscopy secondary electron image；SEM-SE）（5千伏特）來分析經脫水之分散液。具有分辨率為2k、16位元、0.6851 nm/像素之EF-TEM影像用於分析。在雜訊抑制之後使用臨限值對影像進行二進位編碼。然後手動分離粒子。辨別上覆粒子及邊緣粒子，且該等粒子不用於分析。計算且以統計方式分類如先前所定義之ECD、形狀因數及球度。
出於當前所主張之發明之目的，繭狀粒子之代表性實例包括但不限於由Fuso Chemical Corporation製造之FUSO® PL -3，其具有35 nm之平均一次粒徑（d1）及70 nm之平均二次粒徑（d2）。
在本發明之一更佳具體實例中，至少一種無機研磨粒子（A）為平均一次粒徑（d1）為35 nm且平均二次粒徑（d2）為70 nm之二氧化矽粒子。
在本發明之一最佳具體實例中，至少一種無機研磨粒子（A）為平均一次粒徑（d1）為35 nm且平均二次粒徑（d2）為70 nm之膠態二氧化矽粒子。
在本發明之另一最佳具體實例中，至少一種無機研磨粒子（A）為平均一次粒徑（d1）為35 nm且平均二次粒徑（d2）為70 nm之繭狀二氧化矽粒子。
CMP組成物（Q）進一步包含至少一種螯合劑（B）。螯合劑（B）不同於組分（A）、（C）、（D）、（E）、（F）及（G）。
出於本發明之目的，至少一種螯合劑（B）為羧酸，更佳地，至少一種螯合劑（B）為包含至少兩個羧酸基（-COOH）或羧酸酯基（-COO-）之化合物。
在本發明之一具體實例中，至少一種螯合劑（B）選自由二羧酸及三羧酸組成之群。
出於當前所主張之發明之目的，至少一種螯合劑（B）選自由以下組成之群：丙二酸、酒石酸、丁二酸、檸檬酸、乙酸、己二酸、蘋果酸、順丁烯二酸、丁酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸、乳酸、十二酸、蘋果酸、順丁烯二酸、肉豆蔻酸、反丁烯二酸、棕櫚酸、丙酸、丙酮酸、硬脂酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、丙烷-1,2,3-三甲酸、丁烷-1,2,3,4-四甲酸、戊烷-1,2,3,4,5-五甲酸、偏苯三甲酸、對稱苯三甲酸、均苯四甲酸、苯六甲酸及寡聚或聚合聚羧酸，及包含酸基（Y）之芳族化合物。
在本發明之一較佳具體實例中，至少一種螯合劑（B）選自由以下組成之群：丙二酸、酒石酸、丁二酸、己二酸、蘋果酸、順丁烯二酸、草酸及反丁烯二酸。
在本發明之一更佳具體實例中，至少一種螯合劑（B）為檸檬酸。
出於本發明之目的，至少一種螯合劑（B）尤其較佳選自由以下組成之群：丙二酸、檸檬酸、己二酸、丙烷-1,2,3-三甲酸、丁烷-1,2,3,4-四甲酸及戊烷-1,2,3,4,5-五甲酸及包含酸基（Y）之芳族化合物。出於本發明之目的，至少一種螯合劑（B）尤其較佳為包含至少三個羧酸基（-COOH）或羧酸酯基（-COO-）之化合物。
出於本發明之目的，至少一種螯合劑（B）尤其較佳選自由以下組成之群：丙二酸、檸檬酸及包含酸基（Y）之芳族化合物。特定言之，（B）為包含酸基（Y）之芳族化合物。包含酸基（Y）之芳族化合物在下文中稱為（B11）。代表性實例包括但不限於包含至少兩個羧酸基（-COOH）之苯甲酸或其鹽。出於本發明之目的，至少一種螯合劑(B)尤其較佳為苯二甲酸。
出於本發明之目的，酸基（Y）定義為（Y）及其去質子化形式。包含於芳族化合物（B11）中之酸基（Y）較佳為任何酸基，使得pKa值（酸解離常數之對數量測值）為 • 反應H-(B11)
Figure 02_image003
(B11)- + H+或 • 反應[H-(B11)]+
Figure 02_image003
(B11) + H + • 如在25℃及大氣壓下於去離子水中量測不超過7、更佳不超過6、最佳不超過5.5、尤其較佳不超過5。
出於本發明之目的，酸基（Y）較佳直接共價鍵結至芳族化合物（B11）之芳環系統。
較佳地，芳族化合物（B11）之每一芳環包含至少兩個酸基（Y）。
芳族化合物(B11)包含至少一個、較佳至少兩個、最佳2至6個、尤其較佳2至4個，例如2個酸基（Y）。芳族化合物（B11）較佳每個芳環包含至少一個、更佳至少兩個、最佳2至4個，例如2個酸基（Y）。
在一較佳具體實例中，芳族化合物（B11）包含至少一個苯環，且（B11）較佳每個苯環包含至少一個、更佳至少兩個、最佳2至4個，例如2個酸基（Y）。
在本發明之另一較佳具體實例中，芳族化合物（B11）包含至少一個苯環，且（B11）較佳每個苯環包含至少一個、更佳至少兩個、最佳2至4個，例如2個羧酸基（-COOH）或其去質子化形式。
在本發明之另一較佳具體實例中，芳族化合物（B11）為包含至少一個、更佳至少兩個、最佳2至4個，例如2個羧酸基（-COOH）之苯甲酸或其鹽。
在本發明之另一較佳具體實例中，芳族化合物（B11）為包含直接共價鍵結至苯環之至少一個、更佳至少兩個、最佳2至4個，例如2個羧酸基（-COOH）之苯甲酸或其鹽。
在本發明之另一較佳具體實例中，芳族化合物（B11）最佳為鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、5-羥基-間苯二甲酸、苯-1,2,3-三甲酸、苯-1,2,3,4-四甲酸或其衍生物或其鹽，尤其對苯二甲酸、間苯二甲酸、5-羥基-間苯二甲酸、苯-1,2,3,4-四甲酸或其衍生物或其鹽，例如對苯二甲酸、間苯二甲酸、或5-羥基-間苯二甲酸。
在本發明之一具體實例中，按化學機械拋光組成物（Q）之總重量計，至少一種螯合劑（B）以在≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之範圍內的量存在。
出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，螯合劑（B）較佳不超過2.5 wt.%，較佳超過1 wt.%。出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，（B）之量較佳為至少0.001 wt%、更佳為至少0.01 wt%、最佳為至少0.07 wt%。
CMP組成物（Q）進一步包含至少一種腐蝕抑制劑（C）。腐蝕抑制劑（C）不同於組分（A）、（B）、（D）、（E）、（F）及（G）。
出於本發明之目的，至少一種腐蝕抑制劑（C）為三唑。
在本發明之一具體實例中，至少一種腐蝕抑制劑（C）三唑選自由以下組成之群：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑。
在本發明之一較佳具體實例中，至少一種腐蝕抑制劑（C）為選自由以下組成之群的經取代之苯并三唑：4-甲基苯并三唑、5-甲基苯并三唑、5,6-二甲基苯并三唑、5-氯-苯并三唑、1-辛基苯并三唑、羧基-苯并三唑、丁基-苯并三唑、6-乙基-1H-1,2,4-苯并三唑、(1-吡咯啶基甲基)苯并三唑、1-正丁基苯并三唑、苯并三唑-5-甲酸、4,5,6,7-四氫-1H-苯并三唑、甲苯基三唑、5-溴-1H-苯并三唑、5-第三丁基-1H-苯并三唑、5-(苯甲醯基)-1H-苯并三唑、5,6-二溴-1H-苯并三唑及5-第二丁基-1H-苯并三唑。
在本發明之一具體實例中，按化學機械拋光組成物之總重量計，腐蝕抑制劑（C）以≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之範圍內的量存在。
出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種腐蝕抑制劑（C）較佳以不超過10 wt.%、更佳不超過2 wt.%、最佳不超過1 wt.%、最佳不超過0.5 wt.%、尤其不超過0.15 wt.%、例如不超過0.08 wt.%之量存在。按CMP組成物（Q）之總重量計，（C）之量較佳為至少0.0001 wt.%、更佳至少0.001 wt.%、最佳至少0.005 wt.%、尤其至少0.02 wt.%、例如至少0.04 wt.%。
CMP組成物（Q）進一步包含至少一種非離子界面活性劑（D）。非離子界面活性劑（D）不同於組分（A）、（B）、（C）、（E）、（F）及（G）。
出於本發明之目的，至少一種非離子界面活性劑（D）較佳為水溶性及/或水分散性的，更佳為水溶性的。
在本發明之一具體實例中，至少一種非離子界面活性劑（D）包含聚氧伸烷基。
出於本發明之目的，至少一種非離子界面活性劑（D）較佳為兩親媒性非離子界面活性劑，亦即，包含至少一個疏水性基團（b1）及至少一個親水性基團（b2）之界面活性劑。非離子界面活性劑（D）可包含超過一個疏水性基團（b1），例如2個、3個或更多個基團（b1），其藉由如下文所描述之至少一個親水性基團（b2）彼此分離。非離子界面活性劑（D）可包含超過一個親水性基團（b2），例如2個、3個或更多個基團（b2），其藉由如下文所描述之疏水性基團（b1）彼此分離。
出於本發明之目的，至少一種非離子型界面活性劑（D）可具有不同嵌段狀一般結構。嵌段狀結構之代表性實例包含但不限於以下各者： - b1-b2、 - b1-b2-b1、 - b2-b1-b2、 - b2-b1-b2-b1、 - b1-b2-b1-b2-b1，及 - b2-b1-b2-b1-b2。
疏水性基團（b1）較佳為烷基，更佳為具有4至40個、最佳5至20個、尤其較佳7至18個、特定言之10至16個（例如11至14個）碳原子之烷基。
親水性基團（b2）較佳為聚氧伸烷基。聚氧伸烷基可為寡聚或聚合的。更佳地，親水性基團（b2）為所選聚氧伸烷基，其包含 • （b21）氧伸烷基單體單元，及 • （b22）除氧伸乙基單體單元以外之氧伸烷基單體單元， 單體單元（b21）與單體單元（b22）不同，且（b2）聚氧伸烷基含有呈無規、交替、梯度及/或嵌段狀分佈之單體單元（b21）及（b22）。
最佳地，親水性基團（b2）選自包含以下之聚氧伸烷基 • （b21）氧伸乙基單體單元，及 • （b22）除氧伸乙基單體單元以外之氧伸烷基單體單元， （b2）聚氧伸烷基含有呈無規、交替、梯度及/或嵌段狀分佈之單體單元（b21）及（b22）。
出於本發明之目的，除氧伸乙基單體單元以外之氧基伸烷基單體單元（b22）較佳為經取代之氧伸烷基單體單元，其中取代基選自由以下組成之群：烷基、環烷基、芳基、烷基-環烷基、烷基-芳基、環烷基-芳基及烷基-環烷基-芳基。
除氧伸乙基單體單元以外之氧伸烷基單體單元（b22）為 • 更佳衍生自經取代之環氧乙烷（X），其中取代基選自由以下組成之群：烷基、環烷基、芳基、烷基-環烷基、烷基-芳基、環烷基-芳基及烷基-環烷基-芳基， • 最佳衍生自經烷基取代之環氧乙烷（X）， • 尤其較佳衍生自經取代之環氧乙烷（X），其中取代基選自由具有1至10個碳原子之烷基組成之群， • 例如衍生自甲基環氧乙烷（環氧丙烷）及/或乙基環氧乙烷（環氧丁烷）。
出於本發明之目的，經取代之環氧乙烷（X）之取代基自身亦可攜帶惰性取代基，亦即不會不利地影響環氧乙烷（X）之共聚及非離子界面活性劑（D）之表面活性的取代基。此類惰性取代基之實例包括但不限於氟及氯原子、硝基及腈基。惰性取代基（若存在）以其不會不利地影響非離子界面活性劑（D）之親水性-疏水性的平衡之量存在。出於本發明之目的，經取代之環氧乙烷（X）之取代基較佳不攜帶惰性取代基。
出於本發明之目的，經取代之環氧乙烷（X）之取代基較佳選自由以下組成之群：具有1至10個碳原子之烷基、呈螺環、環外及/或退火組態之具有5至10個碳原子之環烷基、具有6至10個碳原子之芳基、具有6至20個碳原子之烷基-環烷基、具有7至20個碳原子之烷基-芳基、11至20個碳原子之環烷基-芳基及具有12至30個碳原子之烷基-環烷基-芳基。出於本發明之目的，經取代之環氧乙烷（X）之取代基更佳選自由具有1至10個碳原子之烷基組成之群，經取代之環氧乙烷（X）之取代基尤其較佳選自由具有1至6個碳原子之烷基組成之群。
最佳經取代之環氧乙烷（X）之代表性實例包括但不限於甲基環氧乙烷（環氧丙烷）及/或乙基環氧乙烷（環氧丁烷），尤其甲基環氧乙烷。
在本發明之一較佳具體實例中，親水性基團（b2）較佳由單體單元（b21）及（b22）組成。親水性基團（b2）較佳為聚氧伸乙基、聚氧伸丙基或聚氧伸丁基，更佳為聚氧伸乙基。
在親水性基團（b2）包含單體單元（b21）及（b22）或由其組成之具體實例中，充當親水性基團（b2）之聚氧伸烷基由呈無規、交替、梯度及/或嵌段狀分佈之單體單元（b21）及（b22）組成。舉例而言，親水性基團（b2）可具有僅一種類型之分佈： - 無規：•••-b21-b21-b22-b21-b22-b22-b22-b21-b22-•••； - 交替：•••-b21-b22-b21-b22-b21-•••； - 梯度：•••b21-b21-b21-b22-b21-b21-b22-b22-b21-b22-b22-b22-•••；或 - 嵌段狀：•••-b21-b21-b21-b21-b22-b22-b22-b22-•••。
在本發明之另一較佳具體實例中，親水性基團（b2）由至少兩種類型之分佈組成，例如具有無規分佈之寡聚或聚合片段及具有交替分佈之寡聚或聚合片段。較佳地，親水性基團（b2）僅具有一種類型之分佈，且最佳地，分佈為無規或嵌段狀的。
在親水性基團（b2）包含單體單元（b21）及（b22）或由其組成之具體實例中，（b21）與（b22）之莫耳比可廣泛變化，且因此，可最有利地經調整以適應本發明之組成物、方法及用途之特定要求。出於本發明之目的，莫耳比（b21）:（b22）較佳為100:1至1:1、更佳為60:1至1.5:1，且最佳為50:1至1.5:1，且尤其較佳為25:1至1.5:1，且尤其為15:1至2:1，且例如為9:1至2:1。
此外，充當親水性基團（b2）之寡聚及聚合聚氧伸烷基之聚合度可廣泛變化，且因此可最有利地經調整以適應本發明之組成物、方法及用途之特定要求。出於本發明之目的，聚合度較佳在5至100、較佳5至90且最佳5至80之範圍內。
出於本發明之目的，至少一種非離子界面活性劑（D）尤其較佳為兩親媒性非離子聚氧伸乙基-聚氧伸丙基烷基醚界面活性劑，其為平均含有具有10至16個碳原子之烷基及呈無規分佈之5至20個氧伸乙基單體單元（b21）及2至8個氧伸丙基單體單元之分子的混合物。舉例而言，至少一種非離子界面活性劑（D）為兩親媒性非離子聚氧伸乙基-聚氧伸丙基烷基醚界面活性劑，其為平均含有具有11至14個碳原子之烷基及呈無規分佈之12至20個氧伸乙基單體單元及3至5個氧伸丙基單體單元之分子混合物。
在本發明之一具體實例中，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種非離子界面活性劑（D）以≥0.01 wt.%至≤10 wt.%之範圍內的量存在。
出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種非離子界面活性劑（D）之量不超過10 wt.%、更佳不超過3 wt.%、最佳不超過1 wt.%、尤其較佳不超過0.5 wt.%、尤其不超過0.1 wt.%，例如不超過0.05 wt.%。出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種非離子界面活性劑（D）之量為至少0.00001 wt%、更佳至少0.0001 wt%、最佳至少0.0008 wt.%、尤其較佳至少0.002 wt%、尤其至少0.005 wt%，例如至少0.008 wt%。
出於本發明之目的，在各其況下藉由凝膠滲透層析法（在下文縮寫為「GPC」）所測定，至少一種非離子界面活性劑（D）之數目平均分子量在≥1500 g/mol至≤400 g/mol之範圍內、較佳在≥1000 g/mol至≤500 g/mol之範圍內、最佳在≥900 g/mol至≤600 g/mol之範圍內。
CMP組成物（Q）進一步包含至少一種襯墊清潔劑（E）。襯墊清潔劑（E）不同於組分（A）、（B）、（C）、（D）、（F）及（G）。
在本發明之一具體實例中，至少一種襯墊清潔劑（E）係選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物。
在本發明之一具體實例中，根據在40℃下之凝膠滲透層析法所測定，丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之數目平均分子量在≥500 g/mol至≤10000 g/mol之範圍內。在本發明之一較佳具體實例中，根據在40℃下之凝膠滲透層析法所測定，丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之數目平均分子量在≥ 1000 g/mol至≤7500 g/mol之範圍內。
在本發明之一較佳具體實例中，至少一種襯墊清潔劑（E）係選自丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸共聚物及順丁烯二酸共聚物。
在本發明之一較佳具體實例中，至少一種襯墊清潔劑（E）係選自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丙烯酸及甲基丙烯酸之共聚物。
在本發明之另一較佳具體實例中，至少一種襯墊清潔劑（E）係選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物。
在本發明之另一較佳具體實例中，至少一種襯墊清潔劑（E）係選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物。
在本發明之一具體實例中，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種襯墊清潔劑（E）之濃度在≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之範圍內。
出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種襯墊清潔劑之濃度較佳不超過5 wt.%、更佳不超過1 wt.%、更佳不超過0.5 wt.%、最佳不超過0.1 wt.%。出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種襯墊清潔劑之濃度較佳為至少0.0001 wt.%、更佳至少0.001 wt.%、最佳至少0.005 wt.%、尤其較佳至少0.05 wt.%、更尤其較佳至少0.01 wt.%。
CMP組成物（Q）進一步包含至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽（F）。出於本發明之目的，碳酸鹽包含至少一個CO3 2- 陰離子，且碳酸氫鹽包含至少一個HCO3 - 陰離子。
出於本發明之目的，碳酸鹽或碳酸氫鹽（F）較佳不包含除CO3 2- 或HCO3 - 陰離子外之任何陰離子。
在本發明之一具體實例中，CMP組成物（Q）進一步包含至少一種碳酸鹽。至少一種碳酸鹽較佳不包含除CO3 2- 陰離子外之任何陰離子。
出於本發明之目的，至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽（F）包含至少一種選自由以下組成之群的陽離子：NH4 + 陽離子、有機銨陽離子、N-雜環陽離子、鹼金屬及鹼土金屬陽離子。更佳地，（F）包含至少一種NH4 + 、鹼金屬或鹼土金屬陽離子。最佳地，（F）包含至少一種鹼金屬陽離子。尤其較佳地，（F）為鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽。尤其更佳地，（F）包含至少一個鈉或鉀陽離子。尤其最佳地，（F）包含至少一個鉀陽離子。特定言之，（F）為碳酸鉀或碳酸氫鉀。舉例而言，（F）為碳酸鉀。
有機銨陽離子為式[NR11 R12 R13 R14 ]+之任何陽離子，其中R11 、R12 、R13 彼此獨立地為-H、烷基、芳基、烷芳基或芳烷基，且R14 為烷基、芳基、烷芳基或芳烷基。
在本發明之一具體實例中，該至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽之濃度在≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之範圍內。
出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，該至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽之濃度不超過10 wt.%、更佳不超過5 wt.%、最佳不超過3 wt.%、尤其較佳不超過2 wt.%、尤其不超過1 wt.%、例如不超過0.7 wt.%。出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，該至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽之濃度為至少0.001 wt%、更佳至少0.01 wt%、最佳至少0.05 wt%、尤其較佳至少0.1 wt%、尤其至少0.2 wt%。
本發明之CMP組成物（Q）進一步包含至少一種氧化劑（G）。至少一種氧化劑（G）不同於組分（A）、（B）、（C）、（D）、（E）及（F）。
在本發明之一具體實例中，至少一種氧化劑（G）選自由以下組成之群：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽。出於本發明之目的，至少一種氧化劑（G）為過氧化物。舉例而言，（G）為過氧化氫。
出於本發明之目的，在各情況下按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種氧化劑（G）之濃度不超過10 wt.%、更佳不超過5 wt.%、更佳不超過3.5 wt.%、最佳不超過2 wt.%。出於本發明之目的，在各情況下按CMP（Q）之總重量計，至少一種氧化劑（G）之濃度為至少0.01 wt%、更佳至少0.05 wt%、最佳至少0.5 wt%。
出於本發明之目的，在各情況下按CMP組成物（Q）之總重量計，過氧化氫作為氧化劑之濃度較佳地為≥1 wt.%至≤5 wt.%、更佳地為≥2 wt.%至≤3.5 wt.%，例如2.5 wt.%，最佳地為≥1 wt.%至≤2 wt.%。
本發明之CMP組成物（Q）進一步包含水性介質（H）。水性介質(H)可為一種類型或不同類型之水性介質之混合物。
出於本發明之目的，水性介質（H）可為含有水之任何介質。較佳地，水性介質（H）為水與可與水互溶之有機溶劑之混合物。有機溶劑之代表性實例包括但不限於C1 至C3 醇、伸烷基二醇及伸烷基二醇衍生物。更佳地，水性介質（H）為水。最佳地，水性介質（H）為去離子水。
出於本發明之目的，若除（H）外之組分之量總計為CMP組成物（Q）之y重量%，則（H）之量為CMP組成物之(100-y)重量%。
出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，CMP組成物（Q）中之水性介質（H）之量不超過99.9 wt.%、更佳不超過99.6 wt.%、最佳不超過99 wt.%、尤其較佳不超過98 wt.%、尤其不超過97 wt.%，例如，不超過95 wt.%。出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，CMP組成物（Q）中之水性介質（H）之量為至少60 wt%、更佳至少70 wt%、最佳至少80 wt%、尤其較佳至少85 wt%、尤其至少90 wt%，例如至少93 wt%。
CMP組成物（Q）之特性（諸如穩定性及拋光性能）可視對應組成物之pH而定。出於本發明之目的，CMP組成物（Q）之pH值較佳不超過14、更佳不超過13、最佳不超過12、尤其較佳不超過11.5、尤其最佳不超過11、尤其不超過10.7，例如不超過10.5。出於本發明之目的，CMP組成物（Q）之pH值較佳為至少6、更佳為至少7、最佳為至少8、尤其較佳為至少8.5、尤其最佳為至少9、尤其為至少9.5，例如為至少9.7。
出於本發明之目的，CMP組成物（Q）之pH值較佳在≥6至≤14之範圍內，較佳≥7至≤13、更佳≥8至≤12、最佳≥8至≤11、尤其較佳≥9至≤10.5、尤其更佳≥9至≤10.3、尤其最佳在≥9.25至≤10之範圍內。
在本發明之一具體實例中，CMP組成物之pH值在≥8至≤11之範圍內。
在本發明之一較佳具體實例中，CMP組成物之pH值在≥9.25至≤11之範圍內。
本發明之CMP組成物（Q）可進一步視情況含有至少一種pH調節劑（I）。至少一種pH調節劑（I）不同於組分（A）、（B）、（C）、（D）、（E）、（F）及（G）。
出於本發明之目的，至少一種pH調節劑（I）選自由以下組成之群：無機酸、羧酸、胺鹼、鹼性氫氧化物、氫氧化銨（包括氫氧化四烷銨）。較佳地，至少一種pH調節劑（I）選自由硝酸、硫酸、氨、氫氧化鈉及氫氧化鉀組成之群。舉例而言，pH調節劑（I）為氫氧化鉀。
出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種pH調節劑（I）之量較佳不超過10 wt.%、更佳不超過2 wt.%、最佳不超過0.5 wt.%、尤其不超過0.1 wt.%，例如不超過0.05 wt.%。出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，至少一種pH調節劑（I）之量較佳為至少0.0005 wt.%，更佳至少0.005 wt.%、最佳至少0.025 wt.%、尤其至少0.1 wt.%，例如至少0.4 wt.%。
出於本發明之目的，CMP組成物（Q）可視情況含有添加劑。出於本發明之目的，添加劑之代表性實例包括但不限於穩定劑。常用於CMP組成物中之添加劑例如用於穩定分散液，或改良拋光型能或不同層之間的選擇性。
出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，添加劑之濃度不超過10 wt.%、更佳地不超過1 wt.%、最佳地不超過0.1 wt.%，例如不超過0.01 wt.%。出於本發明之目的，按CMP組成物（Q）之總重量計，添加劑之濃度為至少0.0001 wt.%、更佳至少0.001 wt.%、最佳至少0.01 wt.%，例如至少0.1 wt.%。
本發明之一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） 至少一種選自由以下組成之群的無機研磨粒子：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機混合粒子、無機混合粒子及二氧化矽； （B） 至少一種選自由二羧酸及三羧酸組成之群的螯合劑； （C） 至少一種選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑； （D） 至少一種包含聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） 至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑，根據在40℃下之凝膠滲透層析法所測定，聚合物及共聚物之數目平均分子量在≥500 g/mol至≤10000 g/mol之範圍內； （F） 至少一種選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） 至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） 至少一種選自由以下組成之群的無機研磨粒子：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機混合粒子、無機混合粒子及二氧化矽； （B） 至少一種選自由二羧酸及三羧酸組成之群的螯合劑； （C） 至少一種選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑； （D） 至少一種包含聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） 至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑，根據在40℃下之凝膠滲透層析法所測定，聚合物及共聚物之數目平均分子量在≥1000 g/mol至≤7500 g/mol之範圍內； （F） 至少一種選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） 至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質， 其中該化學機械拋光（CMP）組成物之pH在≥8至≤11之範圍內。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） 二氧化矽粒子； （B） 選自羧酸之螯合劑； （C） 選自三唑之腐蝕抑制劑； （D） 包含聚氧伸烷基之兩親媒性非離子界面活性劑； （E） 選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑； （F） 碳酸鹽； （G） 過氧化物；及 （H） 水性介質。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） 二氧化矽粒子； （B） 檸檬酸； （C） 選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑（C）：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑； （D） 包含聚氧伸烷基之兩親媒性非離子界面活性劑； （E） 選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑； （F） 選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） 選自由以下組成之群的氧化劑：有機或無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） 二氧化矽粒子； （B） 選自由以下組成之群的二羧酸：丙二酸、酒石酸、丁二酸、己二酸、蘋果酸、順丁烯二酸、草酸及反丁烯二酸； （C） 選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑（C）：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑； （D） 包含聚氧伸烷基之兩親媒性非離子界面活性劑； （E） 選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑； （F） 選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） 選自由以下組成之群的氧化劑：有機或無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） 二氧化矽粒子； （B） 選自由以下組成之群的二羧酸：丙二酸、酒石酸、丁二酸、己二酸、蘋果酸、順丁烯二酸、草酸及反丁烯二酸； （C） 選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑（C）：未經取代之苯并三唑及經取代之苯并三唑； （D） 聚伸乙基-聚丙烯醚； （E） 選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑，根據在40℃下之凝膠滲透層析法所測定，聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之數目平均分子量在≥500 g/mol至≤10000 g/mol之範圍內； （F） 鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽；及 （H） 水性介質。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） 二氧化矽粒子； （B） 檸檬酸； （C） 選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑（C）：未經取代之苯并三唑及經取代之苯并三唑； （D） 聚伸乙基-聚丙烯醚； （E） 選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑，根據在40℃下之凝膠滲透層析法所測定，聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之數目平均分子量在≥500 g/mol至≤10000 g/mol之範圍內； （F） 鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽；及 （H） 水性介質。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） 至少一種選自由以下組成之群的無機研磨粒子：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機/無機混合粒子及二氧化矽； （B） 至少一種選自由二羧酸及三羧酸組成之群的螯合劑； （C） 至少一種選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑； （D） 至少一種包含聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） 至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑，根據在40℃下之凝膠滲透層析法所測定，聚合物及共聚物之數目平均分子量在≥500 g/mol至≤10000 g/mol之範圍內； （F） 至少一種選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） 至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機或無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質。 其中該化學機械拋光（CMP）組成物之pH在≥8至≤11之範圍內。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） ≥0.01 wt.%至≤5 wt.%之至少一種無機研磨粒子； （B） ≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之至少一種選自羧酸之螯合劑； （C） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自未經取代或經取代之三唑之腐蝕抑制劑； （D） ≥0.01 wt.%至≤1 wt.%之至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑； （F） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） ≥1 wt.%至≤2 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質， 其中重量百分比在各情況下係基於化學機械拋光組成物（CMP）之總重量。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） ≥0.01 wt.%至≤5 wt.%之至少一種無機研磨粒子； （B） ≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之至少一種選自羧酸之螯合劑； （C） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自未經取代或經取代之三唑之腐蝕抑制劑； （D） ≥0.01 wt.%至≤1 wt.%之至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑； （F） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） ≥1 wt.%至≤2 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質， 其中重量百分比在各情況下係基於化學機械拋光組成物（CMP）之總重量；及 其中該化學機械拋光（CMP）組成物之pH在≥8至≤11之範圍內。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） ≥0.01 wt.%至≤5 wt.%之膠態二氧化矽； （B） ≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之選自由以下組成之群的二羧酸：丙二酸、酒石酸、丁二酸、己二酸、蘋果酸、順丁烯二酸、草酸及反丁烯二酸； （C） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由未經取代之苯并三唑及經取代之苯并三唑組成之群的腐蝕抑制劑； （D） ≥0.01 wt.%至≤1 wt.%之至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑，根據在40℃下之凝膠滲透層析法所測定，聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之數目平均分子量在≥500 g/mol至≤10000 g/mol之範圍內； （F） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽；及 （H） 水性介質， 其中重量百分比在各情況下係基於化學機械拋光組成物（CMP）之總重量。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） ≥0.01 wt.%至≤5 wt.%之膠態二氧化矽； （B） ≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之檸檬酸； （C） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由未經取代之苯并三唑及經取代之苯并三唑組成之群的腐蝕抑制劑； （D） ≥0.01 wt.%至≤1 wt.%之至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑； （F） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽；及 （H） 水性介質， 其中重量百分比在各情況下係基於化學機械拋光組成物（CMP）之總重量；以及 其中該化學機械拋光（CMP）組成物之pH在≥9.25至≤11之範圍內。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） ≥0.01 wt.%至≤3 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的無機研磨粒子：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機混合粒子、無機混合粒子及二氧化矽； （B） ≥0.01 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由二羧酸及三羧酸組成之群的螯合劑； （C） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑； （D） ≥0.002 wt.%至≤0.5 wt.%之至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） ≥0.001 wt.%至≤0.5 wt.%之至少一種選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑； （F） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽；及 （G） ≥1 wt.%至≤2 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質， 其中重量百分比在各情況下係基於化學機械拋光組成物（CMP）之總重量。
本發明之另一較佳具體實例係關於一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含以下組分： （A） ≥0.01 wt.%至≤1.8 wt.%之膠態二氧化矽； （B） ≥0.01 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由二羧酸及三羧酸組成之群的螯合劑； （C） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由未經取代之苯并三唑或經取代之苯并三唑組成之群的腐蝕抑制劑； （D） ≥0.002 wt.%至≤0.5 wt.%之至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） ≥0.001 wt.%至≤0.5 wt.%之至少一種選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑； （F） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽；及 （G） ≥1 wt.%至≤2 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質， 其中重量百分比在各情況下係基於化學機械拋光組成物（CMP）之總重量；及 其中該化學機械拋光（CMP）組成物之pH在≥9.25至≤11之範圍內。
用於製備CMP組成物之製程一般為已知的。此等製程可應用於製備本發明之CMP組成物。此可藉由將上文所描述之組分（A）、（B）、（C）、（D）、（E）、（F）、（G）及其他視情況存在之組分分散或溶解於水性介質（H）（較佳水）中，且視情況藉由通過添加酸、鹼、緩衝液或pH調節劑來調節pH值來進行。為達成此目的，可使用習用及標準混合製程及混合裝置，諸如，攪拌槽、高剪切葉輪、超音波混合器、均質機噴嘴或逆流混合器。
拋光製程大體為已知的且可在製造具有積體電路之晶圓中通常用於CMP之條件下藉由該等製程及設備進行。對於可用於進行拋光製程之設備不存在限制。如所屬技術領域中已知，用於CMP製程之典型設備由覆蓋有拋光墊之旋轉壓板組成。此外，可使用軌道拋光機。晶圓安裝於載體或夾盤上。晶圓之加工面面向拋光墊（單面拋光製程）。扣環（retaining ring）將晶圓固定於水平位置。
在載體下方，較大直徑壓板亦通常水平安置且提供與待拋光晶圓表面平行之表面。壓板上之拋光墊在平坦化製程期間與晶圓表面接觸。
為產生材料損失，將晶圓按壓至拋光墊上。通常使載體及壓板兩者圍繞其自載體及壓板垂直延伸之各別軸旋轉。旋轉載體軸可相對於旋轉壓板保持固定於適當位置，或可相對於壓板水平地振盪。載體之旋轉方向典型地（但未必）與壓板之旋轉方向相同。載體及壓板之旋轉速度大體上（但未必）設定為不同值。在本發明之CMP製程期間，通常將本發明之CMP組成物以連續流形式或以逐滴方式施加至拋光墊上。通常，壓板溫度設定為10至70℃之溫度下。
可藉由例如用軟墊（通常稱為襯底膜）覆蓋之鋼製平板施加晶圓上之負載。若使用更先進設備，則用負載有空氣或氮氣壓力之可撓性膜將晶圓按壓至襯墊上。因為晶圓上之向下壓力分佈比具有硬壓板設計之載體之向下壓力分佈更均勻，所以當使用硬拋光墊時，此類膜載體對於低向下力製程較佳。根據本發明，亦可使用具有控制晶圓上之壓力分佈之選項的載體。其通常設計成具有可在一定程度上彼此獨立地負載之若干不同腔室。
一般而言，向下壓力或向下力為在CMP期間由載體施加至晶圓使其壓在襯墊上之向下的壓力或向下的力。此向下壓力或向下力可例如以磅/平方吋（縮寫為psi）為單位量測。
根據本發明之方法，向下壓力為2 psi或更低。較佳地，向下壓力在0.1 psi至1.9 psi之範圍內、更佳在0.3 psi至1.8 psi之範圍內、最佳在0.4 psi至1.7 psi之範圍內、尤其較佳在0.8 psi至1.6 psi之範圍內，例如1.5 psi。
本發明之一個態樣係關於一種用於製造半導體器件之方法，該方法包含在上文及下文所描述之化學機械拋光組成物（Q）之存在下對基材進行化學機械拋光。
根據本發明，用於製造半導體器件之方法包含化學機械拋光（CMP）包含表面區域含有至少一個銅層及/或至少一個釕層或其合金或由其組成之基材。
在本發明之一較佳具體實例中，基材包含至少一個銅層及/或至少一個釕層或其合金。
可藉由根據本發明之製成製造的半導體器件不受特別限制。半導體器件可為包含半導體材料（例如矽、鍺及III-V材料）之電子組件。半導體器件可為製造為單一離散器件之彼等器件或製造為由在晶圓上製造且互連之若干器件組成之積體電路（IC）之彼等器件。半導體器件可為兩端器件（例如二極體）、三端器件（例如雙極電晶體）、四端器件（例如霍耳效應感測器（Hall effect sensor））或多端器件。較佳地，半導體器件為多端器件。多端器件可為邏輯器件，如積體電路及微處理器或記憶體器件（隨機存取記憶體（random-access memory；RAM）、唯讀記憶體（read only memory；ROM）及相變隨機存取記憶體（phase change random access memory；PCRAM））。較佳地，半導體器件為多端邏輯器件。特定言之，半導體器件為積體電路或微處理器。
一般而言，在積體電路中，釕（Ru）用作銅互連之黏著或障壁層。在釕之奈米晶形式中，其含於例如記憶體器件中且作為MOSFET中之金屬閘極。釕亦可用作晶種以藉由電沉積來實現銅之電鍍。釕及釕合金亦可代替銅用作一或多個層之接線。舉例而言，可藉由金屬、絕緣體、金屬（MIM）及薄膜電阻器在相同水準之連續層形成電容器（CAP）。電路設計者現可接線至最低金屬水準之TaN薄膜電阻器，從而降低寄生效應且允許更有效使用現有接線水準。過量銅及/或釕及包含釕（呈例如金屬氮化物或金屬碳氮化物形式，諸如Ru/TaN、Ru/TiN、Ru/TaCN、Ru/TiCN或例如作為單一釕合金層，諸如介電質上方之RuMo、RuTa、RuTi及RuW）之黏著/障壁層可藉由根據本發明之化學機械拋光製程移除，。
一般而言，此釕及/或釕合金可以不同方式產生或獲得。釕及釕合金可藉由ALD、PVD或CVD製程來產生。有可能將釕或釕合金沉積至障壁材料上。用於障壁應用之恰當材料為所屬技術領域中所熟知。障壁防止金屬原子或離子狀釕或銅擴散至介電層中，且改良導電層之黏著特性。可使用Ta/TaN、Ti/TiN。
一般而言，此釕及/或釕合金可為任何類型、形式或形狀。此釕及/或釕合金較佳具有層及/或過度生長之形狀。若此釕及/或釕合金具有層及/或過度生長之形狀，則釕及/或釕合金含量按相應層及/或過度生長之重量計較佳為大於90%、更佳大於95%、最佳大於98%、尤其大於99%，例如大於99.9%。此釕及/或釕合金較佳在其他基材之間的溝槽或插塞中填充或生長，更佳在介電材料（例如SiO2 、矽、低k（BD1、BD2）或超低k材料）或半導體行業中所用之其他分離及半導體材料中之溝槽或插塞中填充或生長。舉例而言，在矽穿孔（Through Silicon Via；TSV）中間製程中，在自晶圓背面顯示TSV之後，諸如聚合物、光阻劑及/或聚醯亞胺之隔離材料可針對絕緣/隔離特性在濕式蝕刻之後續處理步驟與CMP之間用作絕緣材料。在包含銅與介電材料之間可為障壁材料之薄層。一般而言，防止金屬離子擴散至介電材料中之障壁材料可例如為Ti/TiN、Ta/TaN或Ru或Ru合金、Co或Co合金。
就障壁層及低k或超低k材料存在於所用半導體基材中而言，當前主張之本發明之CMP組成物較佳移除障壁層且維持低k及超低k材料之完整性，亦即，關於材料移除率（MRR）提供障壁層比低k或超低k材料尤其高的選擇率。特定言之，就銅層、障壁層及低k材料或超低k材料存在於待拋光之基材中而言，本發明之CMP組成物提供以下特性中之至少一者：（a）障壁層之高MRR、（b）銅層之低MRR、（c）低k材料或超低k材料之低MRR、（d）關於MRR，障壁層比銅層之較高選擇率、（e）關於MRR，障壁層比低K及超低k材料之較高選擇率。最特定言之，就銅層、釕、鈷、鉭或氮化鉭層及低k或超低k材料存在於待拋光之基材中而言，本發明之CMP組成物提供以下特性中之至少一者：（a'）鉭或氮化鉭之高MRR、（b'）銅層之低MRR、（c'）低k或超低k材料之低MRR、（d'）關於MRR，釕、鉭或氮化鉭比銅之較高選擇率、及（e'）關於MRR之氮化鉭或釕比低k或超低k材料之較高選擇率。此外，本發明之CMP組成物提供較長貯存期限，同時維持障壁層之高MRR。
出於本發明之目的，關於材料移除率，釕比銅之選擇率較佳高0.05、更佳高0.2、最佳高1、尤其高2.5、尤其高20，例如高40。選擇率可有利地藉由釕之高材料移除率（MRR）與銅之低MRR之組合或其他方式來調節。
本發明之CMP組成物可作為即用漿液用於CMP製程中，其具有較長貯存期限且在長時間內展示穩定的粒度分佈。因此，其容易處置及儲存。其展示極好的拋光性能，尤其相對於（a'）高MRR之氮化鉭、（b'）高MRR之釕、（(c'）低MRR之銅層、（d'）低MRR之低k或超低k材料、（e'）關於MRR，選擇率比銅高之氮化鉭或釕及（e'）關於MRR，選擇率比低k或超低k材料高之氮化鉭或釕。此外，本發明之CMP組成物展示較長貯存期限，可避免在本發明之CMP組成物內之聚結，同時維持障壁層之高MRR。由於其組分之量保持少至最小值，因此根據本發明之CMP組成物（Q）及CMP製程可以節省成本的方式使用或施加。
本發明之一個態樣係關於一種本發明之化學機械拋光組成物對於半導體行業中所使用之基材之化學機械拋光的用途。
在本發明之一個具體實例中，使用本發明的化學機械拋光組成物對基材之化學機械拋光，該基材包含 (i) 銅及/或 (ii) 鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、釕、鈷或其合金。
在本發明之另一具體實例中，使用本發明之化學機械拋光組成物對基材之化學機械拋光，該基材包含 (i) 銅及/或 (ii) 鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、釕或其釕合金。
根據本發明之化學機械拋光組成物具有以下優點中之至少一者： (i) 待較佳拋光之基材（例如氮化鉭或氮化鉭或其合金）之較高材料移除率（MRR）， (ii) 待較佳拋光之基材（例如釕或其釕合金）之較高材料移除率（MRR）， (iii) 待較佳拋光之基材（例如銅及/或低k材料）之較低材料移除率（MRR）， (iv) 藉由在CMP組成物中添加襯墊清潔劑而不含金屬碎屑之清潔襯墊拋光表面。 具體實例
在下文中，提供一系列具體實例以進一步說明本發明，而不意欲將本發明限制於下文所列舉之特定具體實例。 1. 一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含 （A） 至少一種無機研磨粒子； （B） 至少一種選自羧酸之螯合劑； （C） 至少一種選自未經取代或經取代之三唑之腐蝕抑制劑； （D） 至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） 至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑； （F） 至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） 至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質。 2. 如具體實例1之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該至少一種無機研磨粒子（A）選自由以下組成之群：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機混合粒子、無機混合粒子及二氧化矽。 3. 如具體實例1之化學機械拋光（CMP）組成物，其中根據動態光散射技術測定，該至少一種無機研磨粒子（A）之平均粒徑在≥ 1 nm至≤1000 nm之範圍內。 4. 如具體實例1之化學機械拋光（CMP）組成物，其中按該化學機械拋光組成物之總重量計，該至少一種無機研磨粒子(A)之濃度在≥0.01 wt.%至≤10 wt.%之範圍內。 5. 如具體實例1至4中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該等羧酸係選自由二羧酸及三羧酸組成之群。 6. 如具體實例5之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該三羧酸為檸檬酸。 7. 如具體實例5之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該二羧酸係選自由以下組成之群：丙二酸、酒石酸、丁二酸、己二酸、蘋果酸、順丁烯二酸、草酸及反丁烯二酸。 8. 如具體實例1至7中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其中按該化學機械拋光組成物之總重量計，該至少一種螯合劑（B）之濃度在≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之範圍內。 9. 如具體實例1至8中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該三唑係選自由以下組成之群：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑。 10. 如具體實例9之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該經取代之苯并三唑係選自由以下組成之群：4-甲基苯并三唑、5-甲基苯并三唑、5,6-二甲基苯并三唑、5-氯-苯并三唑、1-辛基苯并三唑、羧基-苯并三唑、丁基-苯并三唑、6-乙基-1H-1,2,4-苯并三唑、(1-吡咯啶基甲基)苯并三唑、1-正丁基苯并三唑、苯并三唑-5-甲酸、4,5,6,7-四氫-1H-苯并三唑、甲苯基三唑、5-溴-1H-苯并三唑、5-第三丁基-1H-苯并三唑、5-(苯甲醯基)-1H-苯并三唑、5,6-二溴-1H-苯并三唑及5-第二丁基-1H-苯并三唑。 11. 如具體實例1至10中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該至少一種腐蝕抑制劑（C）之濃度在該化學機械拋光組成物之總重量的≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之範圍內。 12. 如具體實例1之化學機械拋光（CMP）組成物，其中按該化學機械拋光組成物之總重量計，包含至少一種聚氧伸烷基（D）之該非離子界面活性劑之濃度在≥0.01 wt.%至≤10 wt.%之範圍內。 13. 如具體實例1至12中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其中丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之該聚合物及共聚物之數目平均分子量在≥500 g/mol至≤10000 g/mol之範圍內。 14. 如具體實例1至13中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其中按該化學機械拋光組成物之總重量計，該襯墊清潔劑（E）之濃度在≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之範圍內。 15. 如具體實例1至14中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該化學機械拋光組成物之pH在8至11之範圍內。 16. 如具體實例1至14中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該化學機械拋光組成物之pH在9.25至11之範圍內。 17. 如具體實例1至16中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其包含 （A） ≥0.01 wt.%至≤5 wt.%之至少一種無機研磨粒子； （B） ≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之至少一種選自羧酸之螯合劑； （C） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自未經取代或經取代之三唑之腐蝕抑制劑； （D） ≥0.01 wt.%至≤1 wt.%之至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑； （F） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） ≥1 wt.%至≤2 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質， 其中重量百分比在各情況下係以孩化學機械拋光組成物（CMP）之總重量計。 18. 如具體實例1至17中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其包含 （A） 至少一種選自由以下組成之群的無機研磨粒子：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機混合粒子、無機混合粒子及二氧化矽； （B） 至少一種選自由二羧酸及三羧酸組成之群的螯合劑； （C） 至少一種選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑； （D） 至少一種包含聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） 至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑； （F） 至少一種選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽； （G） 至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質。 19. 如具體實例1至18中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物，其包含 （A） ≥0.01 wt.%至≤5 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的無機研磨粒子：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機混合粒子、無機混合粒子及二氧化矽； （B） ≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之至少一種選自由二羧酸及三羧酸組成之群的螯合劑； （C） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的腐蝕抑制劑：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑； （D） ≥0.01 wt.%至≤1 wt.%之至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； （E） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物之襯墊清潔劑； （F） ≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之至少一種選自由鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽組成之群的碳酸鹽或碳酸氫鹽；及 （G） ≥1 wt.%至≤2 wt.%之至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 （H） 水性介質， 其中重量百分比在各情況下係基於化學機械拋光組成物（CMP）之總重量。 20. 一種用於製造半導體器件之方法，該方法包含在如具體實例1至19中任一項之化學機械拋光（CMP）組成物存在下對基材進行化學機械拋光。 21. 如具體實例20之方法，其中該基材包含至少一個銅層及/或至少一個釕層。 22. 一種如具體實例1至19中任一項之化學機械拋光組成物之用途，其用於化學機械拋光用於半導體行業中之基材。 23. 如具體實例22之用途，其中該基材包含 (i) 銅及/或 (ii) 鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、釕或其釕合金。
儘管已根據本發明之特定具體實例描述本發明，但某些修改及等效者對於所屬技術領域中具通常知識者而言將為顯而易見的且意欲包括於本發明之範疇內。 實施例及比較實施例
本發明藉由以下工作實施例詳細地說明。更特定言之，下文所指定之測試方法為本申請案之一般揭示內容之一部分且不限於特定工作實施例。
下文描述CMP實驗之一般程序。 漿液組成物：
使用基於二氧化矽之漿液拋光經銅及/或釕塗佈之晶圓。漿液組成物包含： （A） 無機研磨劑：在商標Fuso® PL-3下自Fuso Chemical Corporation購得之二氧化矽粒子 （B） 螯合劑：檸檬酸，購自西格瑪奧德里奇（Sigma-Aldrich） （C） 腐蝕抑制劑：苯并三唑（BTA），購自西格瑪奧德里奇 （D） 非離子界面活性劑，聚伸乙基-聚丙烯醚（Triton® DF 16），購自 （E） 襯墊清潔劑，重量平均分子量為3000 g/mol之聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)（Planapur® CP 12 SEG），購自路德維希港，巴斯夫公司 （F） 碳酸鹽，K2 CO3 購自西格瑪奧德里奇 （G） 氧化劑H2 O2 ， 購自及 （H） 水
在漿液用於化學機械拋光（CMP）之前（1分鐘至15分鐘）立刻添加氧化劑（G）（1% H2 O2 ）。 方法 用於製備漿液組成物之程序
充分混合漿液組成物中之組分且在攪拌下進行所有混合程序。藉由將所需量之各別化合物溶解於超純水（ultra-pure water；UPW）中來製備各化合物（B）、（C）、（D）、（E）、（F）及（G）之水性儲備溶液。對於儲備溶液之組分，較佳使用KOH來支持溶解。藉由KOH將儲備溶液之pH調節至約pH 9。（B）之儲備溶液之各別添加劑之濃度為10 wt.%，（C）、（D）及（E）之儲備溶液之各別添加劑之濃度為1.0 wt.%。對於（A），使用如由供應商提供之分散液，通常約20重量%-30重量%研磨劑濃度。氧化劑（G）用作30 wt.%儲備溶液。
為製備10000 g漿液，將所需量之（F）儲備溶液給予混合槽或燒杯中，且隨後藉由添加KOH以350 rpm之攪拌速度調節pH。添加一定量之(B)、(C)、(D)及(E)之儲備溶液以達到所需濃度。KOH用於將溶液保持在所需鹼性pH下。隨後添加必要量之（A）。為調節最終濃度，相對於必要量之氧化劑儲備溶液，添加（H）作為平衡水。藉由KOH將pH調節至所需值。在化學機械拋光之前約60分鐘，添加所需量（1 wt.%）之氧化劑。 用於實施例中之無機粒子（A）
使用平均一次粒徑（d1）為35 nm及平均二次粒徑（d2）為70 nm（如使用動態光散射技術經由Horiba儀器所測定）（例如Fuso® PL-3）及比表面積為約46 m2 /g之膠態繭狀二氧化矽粒子（A1）。 粒子形狀特性化之程序
將具有20 wt.%固體含量之水性繭狀二氧化矽粒子分散液分散於碳箔上且脫水。藉由使用能量過濾-穿透式電子顯微法（EF-TEM）（120千伏特）及掃描電子顯微法二次電子影像（SEM-SE）（5千伏特）來分析經脫水之分散液。具有分辨率為2k、16位元、0.6851 nm/像素之EF-TEM影像用於分析。在雜訊抑制之後使用臨限值對影像進行二進位編碼。然後手動地分離粒子。辨別上覆粒子及邊緣粒子，且該等粒子不用於分析。計算且以統計方式分類如先前所定義之ECD、形狀因數及球度。
所用之A2為比表面積為約90 m²/g、具有平均一次粒徑（d1）為35 nm及平均二次粒徑（d2）為75 nm（如使用動態光散射技術經由Horiba儀器所測定）（例如Fuso® PL-3H）之聚結粒子。
用於200 mm 障壁拋光晶圓之標準CMP製程：
裝置： Mirra-mesa (Applied Materials)
向下壓力： 對於所有基材1.5 psi，Ru 2 psi；
拋光台/載體速度： 93 / 87 rpm；
漿液流動速率： 200 ml/min；
拋光時間： Ru 60秒、Cu 60秒、TEOS 60秒、TaN 60秒、BD2 60秒
拋光墊： Fujibo H800 NW；
處理工具： 用於AMAT CMP機器之3M A189L金剛石研磨盤，用5lbf向下力原位處理。  
裝置： GnP (G&P Technology)
向下壓力： 對於試片晶圓2 psi
拋光台/載體速度： 93/87 rpm
漿液流動速率： 200ml/min
拋光時間： 對於主拋光，Ru 60秒、Cu 60秒、TEOS 60秒、TaN 60秒、BD2 60秒
拋光墊： Fujibo H800 NW
處理工具： A189L
處理類型： 原位。振盪。對於主拋光60秒，65rpm，向下力5 lbf。
在當地供應站中攪拌漿液。
用於膜厚度量測之標準分析程序：
Cu及Ru膜：  Resistage RG-120/RT-80，4點探針儀器（NAPSON公司）
TEOS： Opti-Probe 2600 (Therma Wave, KLA-Tencor)
TaN： Resistage RG-120/RT-80，4點探針儀器（NAPSON公司）
BD1： Opti-Probe 2600 (Therma Wave, KLA-Tencor)
用49點掃描（5 mm邊緣排除）在CMP之前及之後量測膜厚度。對厚度損失求平均值且除以拋光時間，以得到材料移除率（MRR）。
經Ru塗佈之晶圓： Resistage RG-120/RT-80，4點探針儀器（NAPSON公司）
經Cu塗佈之晶圓： Resistage RG-120/RT-80，4點探針儀器（NAPSON公司）
TaN： Resistage RG-120/RT-80，4點探針儀器（NAPSON公司）
TEOS： Opti-Probe 2600 (Therma Wave, KLA-Tencor)
BD2： Opti-Probe 2600 (Therma Wave, KLA-Tencor)
BD1： Opti-Probe 2600 (Therma Wave, KLA-Tencor)
pH之量測
用pH組合電極（Schott，藍線22 pH電極）量測pH值。 在200 mm Mirra Messa拋光機上進行襯墊污染實驗
化學機械拋光（CMP）通常產生CMP製程中不需要的拋光碎屑。另外，拋光墊上所吸附或積聚的碎屑可在晶圓上產生額外疵點，得到不希望的額外疵點。因此，應防止碎屑在襯墊表面上之吸附。為評估不同漿液組成物及不同參數之影響，開發以下測試程序且命名為襯墊污染實驗。在拋光期間以具有及不具有銅（Cu）離子之兩種不同方式進行襯墊污染實驗以產生不同碎屑。如上文所描述來製備漿液。 具有銅（Cu）離子之襯墊污染實驗
藉由在Fujibo H804襯墊上拋光之前，將50 ppm CuSO4 .5H2 O添加至漿液中來進行具有銅離子之襯墊污染實驗，且隨後將混合物施加於襯墊上，同時拋光釕（Ru）晶圓，直至所塗佈之釕膜完全自晶圓表面移除為止。隨後自拋光機移出襯墊以使其完全乾燥。拍攝襯墊圖片，且藉由使用成像軟體進行圖片分析。此實驗類似於釕及銅碎屑在襯墊上之積聚。在此等實驗中使用Fujibo H804襯墊以便更容易分析襯墊上之污染（物質積聚），因為其為白色襯墊。 於GnP拋光機上之襯墊污染實驗： 具有銅（Cu）離子之襯墊污染實驗
藉由在Fujibo H804襯墊上拋光之前，將50 ppm CuSO4 .5H2 O添加至漿液中來進行具有Cu離子之襯墊污染實驗，且隨後將混合物施加於襯墊上，同時拋光大小為30mm×30mm之釕（Ru）試片，直至所塗佈之釕膜完全自晶圓表面移除為止。（Ru試片係自200 mm Ru晶圓切割出）。拋光之後，自拋光機移出襯墊且將其完全乾燥。在Ru試片經拋光時，在襯墊上觀測到環狀污染。切割且移除較小襯墊以用於進一步分析，其藉由使用成像軟體進行。此襯墊污染實驗類似於Ru及Cu碎屑在襯墊上之積聚。在此等實驗中使用Fujibo H804襯墊以便更容易分析襯墊上之污染（物質積聚），因為其為白色襯墊。 無銅（Cu）離子之襯墊污染實驗
對於無Cu離子之襯墊污染實驗。將漿液施加於襯墊上，同時拋光釕試片直至所塗佈之釕膜自試片表面完全移除。隨後自拋光機移出襯墊且使其完全乾燥。拍攝襯墊圖片，且藉由使用成像軟體進行圖片分析。對於各實驗，使用新製襯墊。此實驗類似於Ru碎屑在拋光墊上之積聚。 結果
對襯墊污染實驗進行定量，以比較不同漿液組成物。在進行襯墊污染實驗之後，自拋光機取出所使用之拋光墊，且隨後在室溫下乾燥。藉由在經界定之增亮條件（對於所有襯墊相同）下使用數位相機來拍攝襯墊之圖片，且使用軟件裁剪圖片之經界定區域（500×500像素）以用於灰階分析。軟件產生在0（暗）與255（白）之間的值。對於襯墊圖片之定量分析，採用經分析像素面積之平均值。
使用軟件分析新的Fujibo H804（未使用的）襯墊，且發現其灰度值為156，其指代襯墊清潔度。因此，襯墊污染分析之最高可達成值可為156。為了評估襯墊污染結果，若其襯墊污染值更接近156，則可獲得更乾淨的襯墊表面（不含金屬碎屑）。 200 mm Mirra Mesa與GnP拋光機襯墊污染結果之間的相關性
為了驗證GnP拋光機且在兩個拋光平台200 mm Mirra Mesa與GnP之間建立相關性，自在200 mm拋光機上產生之現有結果選擇一對調配物，且亦在GnP拋光機上重複此等調配物之襯墊污染實驗。圖1展示在具有及不具有Cu離子情況下之GnP釕試片拋光及200 mm Mirra Mesa晶圓拋光之相關性結果。如在圖1中所顯示，在GnP釕試片拋光與200 mm晶圓拋光之間存在合理的相關性。可推斷所產生之襯墊污染結果與釕晶圓/試片之大小無關。 表1：
                        200 mm Mirra Mesa 拋光機
   Fuso® PL3 檸檬酸 Triton® DF 16 BTA 碳酸鉀 Planapur® CP 12 SEG pH TEOS RR (A/min) BD1 RR (A/min) TaN RR (A/min) Ru RR (A/min) Cu RR (A/min) 具有銅之沉澱污染 無銅之沉澱污染
實施例1* 2.00% 0.600% 0.0400% 0.025% 0.250%    9.25 227 275 549 72 41 131.8   
實施例2 2.00% 0.600% 0.0400% 0.025% 0.250%    0.125% 9.25 308 301 705 102 80 141.9 144.6
表2：
                        GnP 拋光機 GnP 拋光機
   Fuso® PL3 檸檬酸 Triton® DF 16 BTA 碳酸鉀 Planapur® CP 12 SEG pH TEOS RR (A/min) BD1 RR (A/min) BD2 RR (A/min TaN RR (A/min) Ru RR (A/min) Cu RR (A/min) Pad Staining with Cu Pad Staining without Cu
實施例 1* 2.00% 0.600% 0.0400% 0.025% 0.250%       9.25 231 24    547 184 433 132.9 139.09
實施例 2 2.00% 0.600% 0.0400% 0.025% 0.250%    0.125%    9.25 284 36    655 199 464 136.16 138.79
實施例 3* 2.00% 0.600% 0.0400% 0.025% 0.250%    11.00 360    135 699 291 502 145.23 152.34
實施例 4 2.00% 0.600% 0.0400% 0.025% 0.250% 0.125% 11.00 443    157 982 275 666 144.38 153.14
實施例 5 2.00% 0.600% 0.0400% 0.040% 0.250% 0.125% 11.00 459    238 1081 280 354 142.32 148.32
*不在本發明之範疇內 結果之論述
表1及表2展示不同基材之材料移除率(MRR)及在具有及不具有銅離子之情況下之襯墊污染。在9.25之pH下，與不具有此等添加劑之漿液相比，添加Planapur® CP 12 SEG防止釕、銅及釕碎屑之吸附。表1及表2展示Planapur® CP 12 SEG以及BTA之襯墊清潔劑產生最清潔襯墊表面之影響。表2展示pH在材料移除率中之最顯著影響。
根據本發明之實施例之CMP組成物展示在釕與銅選擇率、釕在低研磨劑（A）濃度下之高材料移除率、低k材料之低材料移除率、低蝕刻行為及高分散液穩定性方面之改良性能。襯墊清潔劑Planapur® CP 12 SEG吸附至Cu/Ru碎屑且使碎屑更具親水性，從而使得自拋光環境移除碎屑更容易。
無
無

Claims (15)

  1. 一種化學機械拋光（CMP）組成物，其包含 (A) 至少一種無機研磨粒子； (B) 至少一種選自羧酸之螯合劑； (C) 至少一種選自未經取代或經取代之三唑的腐蝕抑制劑； (D) 至少一種包含至少一個聚氧伸烷基之非離子界面活性劑； (E) 至少一種選自丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之聚合物及共聚物之襯墊清潔劑； (F) 至少一種碳酸鹽或碳酸氫鹽； (G) 至少一種選自由以下組成之群的氧化劑：有機過氧化物、無機過氧化物、過硫酸鹽、碘酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過錳酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、溴酸及溴酸鹽；及 (H) 水性介質。
  2. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該至少一種無機研磨粒子（A）選自由以下組成之群：金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、矽化物、硼化物、陶瓷、金剛石、有機混合粒子、無機混合粒子及二氧化矽。
  3. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中按該化學機械拋光組成物之總重量計，該至少一種無機研磨粒子（A）之濃度在≥0.01 wt.%至≤10 wt.%之範圍內。
  4. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該等羧酸係選自由二羧酸及三羧酸組成之群。
  5. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中按該化學機械拋光組成物之總重量計，該至少一種螯合劑（B）之濃度在≥0.001 wt.%至≤2.5 wt.%之範圍內。
  6. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該等三唑選自由以下組成之群：未經取代之苯并三唑、經取代之苯并三唑、未經取代之1,2,3-三唑、經取代之1,2,3-三唑、未經取代之1,2,4-三唑及經取代之1,2,4-三唑。
  7. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該至少一種腐蝕抑制劑（C）之濃度在該化學機械拋光組成物之總重量的≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之範圍內。
  8. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中按該化學機械拋光組成物之總重量計，包含至少一種聚氧伸烷基（D）之該非離子界面活性劑的濃度在≥0.01 wt.%至≤10 wt.%之範圍內。
  9. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，該至少一種襯墊清潔劑係選自聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物。
  10. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸之該聚合物及共聚物之數目平均分子量在≥ 500 g/mol至≤ 10000 g/mol之範圍內。
  11. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中按該化學機械拋光組成物之總重量計，該襯墊清潔劑（E）之濃度在≥0.001 wt.%至≤1 wt.%之範圍內。
  12. 如請求項1所述之化學機械拋光（CMP）組成物，其中該化學機械拋光組成物之pH在8至11之範圍內。
  13. 一種製造半導體器件的方法，其包含在如請求項1至12中任一項所述之化學機械拋光（CMP）組成物存在下化學機械拋光基材。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該基材包含至少一個銅層及/或至少一個釕層。
  15. 一種如請求項1至12中任一項所述之化學機械拋光組成物之用途，其用於化學機械拋光半導體行業中所使用之基材，其中該基材包含 (i) 銅及/或 (ii) 鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、釕或其釕合金。
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