TW202039774A - 淺溝隔離化學及機械研磨漿 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種淺溝隔離(STI)化學機械平坦化(CMP)組合物、使用該組合物之方法及使用該組合物之系統。該組合物包含研磨粒子；及二種不同的化學添加劑群：非離子有機界面活性劑分子，其包括藉由脫水山梨糖醇之乙氧基化所形成的聚山梨酸酯型式界面活性劑；及在相同分子中含有多羥基官能基的非離子有機分子。該組合物提供高矽氧化物去除速率(RR)及抑制SiN去除速率(RR)。自該毯覆晶圓資料，該組合物在合理的DF下提供想要的矽氧化物RR及顯示出在甚至較高的DF下高SiN RR抑制，其提供好的圖形性能。

Description

淺溝隔離化學及機械研磨漿
相關專利申請案之相互參照 本申請案主張2019年2月26日提出的美國申請案案號62/810,722之利益。申請案案號62/798,638之揭示藉此以參考方式併入本文。
本發明係關於一種淺溝隔離(STI)化學機械平坦化(CMP)組合物及用於淺溝隔離(STI)製程之化學機械平坦化方法(CMP)。
在微電子裝置之製造中會包括的一個重要步驟係研磨，特別是化學機械研磨一表面，其用以重新獲得一所選擇的材料及/或平坦化該結構。
例如，SiN層係沈積在SiO2 層下而提供作為一研磨停止層。此研磨停止的角色在淺溝隔離(STI)結構中特別重要。該選擇性係以二氧化矽(簡稱矽氧化物)研磨速率對氮化物研磨速率的比率來進行特徵性表示。當與矽氮化物(SiN)比較時，其實施例有二氧化矽(SiO2 )的研磨選擇性速率增加。
在圖形化STI結構的全域平坦化中，降低SiN膜去除速率及降低氧化物溝槽淺盤係二個要考慮的關鍵因素。較低的溝槽氧化物損失將防止在毗連的電晶體間之電流洩漏。跨越晶片(在晶片內)的溝槽氧化物損失不一致將影響電晶體性能及裝置製造產率。嚴重的溝槽氧化物損失(高氧化物溝槽淺盤)將造成差的電晶體隔離而導致裝置故障。因此重要的是，藉由降低STI CMP研磨組合物的氧化物溝槽淺盤來降低溝槽氧化物損失。
美國專利5,876,490揭示出一種包括研磨料粒子且具有法向應力效應之研磨組合物。該漿體進一步包括一非研磨粒子，其會在凹處造成研磨速率降低；同時該研磨料粒子將在高處維持高研磨速率。此導致經改良的平坦化。更特別是，該漿體包含氧化鈰粒子及聚合物電解質，且可使用於淺溝隔離(STI)研磨應用。
美國專利6,964,923教導一種用於淺溝隔離(STI)研磨應用且包括氧化鈰粒子及聚合物電解質的研磨組合物。所使用的聚合物電解質包括聚丙烯酸的鹽，類似於在美國專利5,876,490中的那些。二氧化鈰、氧化鋁、二氧化矽及氧化鋯係使用作為研磨料。所列出的此聚電解質之分子量係300至20,000，但是總體而言，＜100,000。
美國專利6,616,514揭示出一種化學機械研磨漿，其係使用於化學機械研磨以便自一物件表面優先於矽氮化物而去除第一物質。根據該發明之化學機械研磨漿包括一研磨料、一水性媒質及一不會解離出質子的有機多元醇，該有機多元醇包括一具有至少三個羥基且不會在該水性媒質中解離之化合物，或一自至少一種具有至少三個羥基且不會在該水性媒質中解離的單體所形成之聚合物。
美國專利6,984,588揭示出一種pH大於3且包含可溶性鈰化合物之化學機械研磨組合物，及在積體電路及半導體之製造期間以單一步驟優先於矽氮化物膜層而選擇性研磨超填的矽氧化物之方法。
美國專利6,544,892揭示出一種藉由化學機械研磨優先於矽氮化物自一物件表面去除二氧化矽之方法，其包括使用研磨墊、水、研磨料粒子及具有羧酸官能基與選自於胺及鹵化物的第二官能基二者之有機化合物來研磨該表面。
美國專利7,247,082揭示出一種包含研磨料、pH調整劑、選擇性比率改良劑及水的研磨組合物，其中該研磨料之包含量係0.5至30重量%，該pH調整劑之包含量係0.01至3重量%，該選擇性比率改良劑之包含量係0.3至30重量%，及該水之包含量係45至99.49重量%，其中該重量%係以該研磨組合物的重量為基準，及其中該改良劑係一或多種選自於由下列所組成之群的化合物：甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二異丙胺、乙二胺、1,2-二胺基丙烷、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、己二胺、N,N,N’,N’-四甲基-1,6-二胺基己烷、6-(二甲基胺基)-1-己醇、雙(3-胺基丙基)胺、三伸乙基四胺、二甘醇雙(3-胺基丙基)醚、哌ㄋ及哌啶。
美國專利8,778,203揭示出一種用以選擇性去除在基材表面上的標的材料之方法。該方法包含下列步驟：提供一包含標的材料及非標的材料之基材；將氧溶解在一研磨溶液中以達成預定的溶解氧濃度，該研磨溶液具有pH約5至約11，其中該研磨溶液包含複數個二氧化矽研磨料粒子，該複數個二氧化矽研磨料粒子之至少某些係以氯化n-(三甲氧基甲矽基丙基)異硫ㄅ官能化；藉由對該研磨溶液連續施加實質上純氧，將該研磨溶液之預定的溶解氧濃度維持在大約8.6毫克/升至大約16.6毫克/升處或間；將該研磨溶液配置在一研磨墊與該表面間；將該研磨墊施加至該表面；及選擇性去除預定厚度的標的材料，其中在該去除步驟期間，改變該研磨溶液之溶解的氧含量會改變標的材料對非標的材料之去除比率。
美國專利6,914,001揭示出一種化學機械研磨方法，其包含：讓一半導體晶圓表面與一研磨墊表面接觸；將一包括研磨料粒子、去除速率加速劑及不同的第一及第二鈍化劑之水溶液供應至在該研磨墊表面與該半導體晶圓表面間之界面，其中該第一鈍化劑係一陰離子、陽離子或非離子界面活性劑；及讓該半導體晶圓表面相對於該研磨墊表面轉動以去除在該半導體晶圓上的氧化物材料。
但是，先前揭示出的那些淺溝隔離(STI)研磨組合物無法一起滿足抑制SiN膜去除速率、及降低氧化物溝槽淺盤、及在經研磨的圖形化晶圓上有更一致的氧化物溝槽淺盤與高氧化物對氮化物選擇性之重要性。同樣地，先前揭示的那些淺溝隔離(STI)研磨組合物並未提供如何使用毯覆晶圓研磨結果來預測圖形化晶圓研磨性能的合適方法。
因此，應該容易地自前述明瞭，除了高二氧化矽去除速率和高二氧化矽對矽氮化物選擇性外，在技藝中對可給予降低的SiN膜去除速率及降低的氧化物溝槽淺盤之STI化學機械研磨，及在STI化學及機械研磨(CMP)製程中於研磨圖形化晶圓時能跨越多種尺寸之氧化物溝槽構形有更一致的氧化物溝槽淺盤之組合物、方法及系統存在有一需求。
本發明提供一種用於抑制SiN膜去除速率、及具有高TEOS：SiN選擇性及降低在經研磨的圖形化晶圓上之氧化物溝槽淺盤的STI CMP研磨漿或組合物。此外，該組合物藉由自毯覆結果來較好地預測圖形化性能之度量標準來改良氧化物對氮化物選擇性。
本發明的STI CMP研磨組合物藉由在該用於淺溝隔離(STI) CMP應用之化學機械研磨(CMP)組合物中引進化學添加劑作為SiN膜去除速率抑制試劑及氧化物溝槽淺盤降低劑，於包括酸性、中性及鹼性pH條件的寬pH範圍下提供高氧化物對氮化物選擇性。
所揭示之用於淺溝隔離(STI) CMP應用的化學機械研磨(CMP)組合物具有一獨特組合，其使用塗佈二氧化鈰的無機氧化物研磨料粒子及合適的化學添加劑作為氧化物溝槽淺盤降低劑及氮化物抑制試劑。
本發明亦提供一種使用來在高向下力量下研磨SiN膜及在相對低的向下力量下研磨矽氧化物膜之方法及系統，其仍然對實際的STI CMP製程應用給予想要的矽氧化物膜去除速率。已經証明本方法及系統當伴隨著使用合適的化學添加劑作為SiN去除速率抑制試劑時，其係一種有效使用毯覆晶圓研磨結果來預測圖形化晶圓研磨性能的方法。
在一個態樣中，有提供一種STI CMP研磨組合物，其包含： 塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子； 二種各自獨立地選自於二種不同群之化學添加劑：非離子有機界面活性劑分子，其包括藉由脫水山梨糖醇之乙氧基化所形成的聚山梨酸酯型式界面活性劑；及在相同分子中含有多羥基官能基的非離子有機分子； 一可溶於水的溶劑；及 選擇性的 抗微生物劑；及 pH調整劑； 其中該組合物具有pH 2至12，較佳為3至10，更佳為4至9及最佳為4.5至7.5。
該塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子包括但不限於塗佈二氧化鈰的膠體二氧化矽、塗佈二氧化鈰的氧化鋁、塗佈二氧化鈰的二氧化鈦、塗佈二氧化鈰的氧化鋯、或任何其它塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子。
該可溶於水的溶劑包括但不限於去離子化(DI)水、蒸餾水及醇性有機溶劑。
該化學添加劑的功能為SiN膜去除速率抑制試劑及氧化物溝槽淺盤降低劑。
該第一化學添加劑群係非離子有機界面活性劑分子，其包括藉由脫水山梨糖醇之乙氧基化所形成的聚山梨酸酯型式界面活性劑。
該第一化學添加劑群之某些實施例包括但不限於：聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單油酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三油酸酯及其它。
該第二化學添加劑群係在相同分子中含有多羥基官能基的非離子有機分子。
該第二化學添加劑群包括但不限於具有下列結構之非離子有機分子。
在一個具體實例中，該第二化學添加劑群具有顯示在下列的通用結構(a)：
Figure 02_image001
(a)。
n係選自於2至5,000，較佳為3至12及更佳為4至6。
R1 、R2 及R3 基團可係相同或不同的原子或官能基。
R1 、R2 及R3 可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基Cm H2m+1 ，m係1至12，較佳為1至6及更佳為1至3；烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合，其中該等R基團之至少二或更多個係氫原子。
在另一個具體實例中，該第二化學添加劑群具有顯示在下列的通用結構：
Figure 02_image003
(b)。
在此結構中，一個CHO官能基係位於該分子的一端處作為終端官能基；n係選自於2至5,000、3至12，較佳為4至7。
R1 及R2 各者可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合。
在更另一個具體實例中，該第二化學添加劑群具有選自於包含(c)、(d)、(e)及其組合之群的分子結構：
Figure 02_image005
(c)，                                      (d)，
Figure 02_image007
(e)。
在這些通用分子結構中，R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 、R10 、R11 、R12 、R13 及R14 可係相同或不同的原子或官能基。
該等R基團各者可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合，其中該等R基團之至少二或更多個係氫原子。
對結構(c)及(e)來說，較佳為四或更多個R基團係氫原子。
在更另一個具體實例中，該第二化學添加劑群具有通用分子結構(f)：
Figure 02_image009
(f)。
該通用分子結構(f)在R1 至R5 之群中具有至少二個或至少四個R係氫原子。因此，該化學添加劑(f)在該分子結構中包括至少二個或至少四個羥基官能基。
在結構(f)中，於該通用分子結構(f)的R1 至R5 之群中的至少一個R係一具有顯示在(i)中的結構之多元醇分子單元：
Figure 02_image011
(i)。
n及m可相同或不同。m或n係各自獨立地選自於1至5，較佳為1至4，更佳為1至3及最佳為1至2。
R6 至R9 可係相同或不同的原子或官能基；R6 、R7 、R8 及R9 各者係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺及其組合，及至少二個R基團係氫原子。
在(f)的R1 至R5 之群中的剩餘R各者可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯、有機胺、具有顯示在(ii)中的結構之六員環多元醇：
Figure 02_image013
(ii)； 其中該結構(ii)係藉由自(ii)的R11 至R14 去除一個R並透過氧碳鍵連接至結構(f)，及剩餘的R10 至R14 各者係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯、有機胺及其組合。
該第二化學添加劑群的實施例包含麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇(maltotritol)、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脫水山梨糖醇、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、L-甘露糖、內消旋-丁四醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其組合。較佳的化學添加劑有麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-(+)-甘露糖、β-乳糖及其組合。更佳的化學添加劑有麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其組合。
該第二化學添加劑群的某些實施例之分子結構係列在下列：
Figure 02_image015
D-山梨糖醇；及
Figure 02_image017
甜醇；
Figure 02_image019
麥芽糖醇；及
Figure 02_image021
乳糖醇。
在另一個態樣中，有提供一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含二氧化矽的表面之基材的方法，其係在淺溝隔離(STI)製程中使用上述化學機械研磨(CMP)組合物。
在另一個態樣中，有提供一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含二氧化矽的表面之基材的系統，其係在淺溝隔離(STI)製程中使用上述化學機械研磨(CMP)組合物。
該經研磨的矽氧化物膜可係化學氣相沈積(CVD)、電漿輔助CVD (PECVD)、高密度沈積CVD (HDP)或旋壓矽氧化物膜。
上述揭示的基材可進一步包含一矽氮化物表面。該SiO2 ：SiN之去除選擇性係大於矽氮化物，其係大於30，較佳為大於50及更佳為大於70。
在更另一個態樣中，有提供一種預測一化學機械研磨組合物之圖形化晶圓研磨性能的方法，其包含： 決定使用該CMP組合物獲得2000埃/分鐘氧化物毯覆晶圓去除速率的向下力量-向下力量1(DF1)(psi)； 決定使用該CMP組合物在DF1+3.0 psi的向下力量下之矽氮化物毯覆晶圓去除速率； 計算氧化物：矽氮化物膜之DF補償選擇性(offset selectivity)； 選擇具有DF補償選擇性≥25的化學添加劑，較佳為≥35或更佳為≥45； 其中該DF補償選擇性=2000埃/分鐘/在DF1+3 psi下之SiN去除速率(RR)(埃/分鐘)。
在圖形化STI結構的全域平坦化中，抑制SiN去除速率及降低跨越多種尺寸的氧化物溝槽構形之氧化物溝槽淺盤係要考慮的關鍵因素。
較低的溝槽氧化物損失將防止在毗連的電晶體間之電流洩漏。跨越晶片(在晶片內)之溝槽氧化物損失不一致將影響電晶體性能及裝置製造產率。嚴重的溝槽氧化物損失(高氧化物溝槽淺盤)將造成差的電晶體隔離而導致裝置故障。因此重要的是，藉由降低在STI CMP研磨組合物中的氧化物溝槽淺盤來降低溝槽氧化物損失。
本發明係關於一種用於淺溝隔離(STI) CMP應用的化學機械研磨(CMP)組合物。
更特別是，所揭示之用於淺溝隔離(STI) CMP應用的化學機械研磨(CMP)組合物具有一獨特組合，其使用塗佈二氧化鈰的無機氧化物研磨料粒子及合適的二群化學添加劑作為氧化物溝槽淺盤降低劑及氮化物去除速率抑制試劑。
該第一化學添加劑群係非離子有機界面活性劑分子，其包括藉由脫水山梨糖醇之乙氧基化所形成的聚山梨酸酯型式界面活性劑等等。
在該第一添加劑群中的乙氧基化物單元重覆數目可進行改變，而此將提供不同的HLB值及在去離子水中不同的溶解度。
依該重覆乙氧基化物單元之長度而定，考慮及使用由Millipore Sigma所提供的Tween®型式有機界面活性劑作為該第一化學添加劑群。
該第二化學添加劑群包括但不限於在相同分子上承載多羥基官能基的有機分子。
該第二化學添加劑群係在相同分子中承載二或更多個羥基官能基之非離子分子。
在該STI CMP研磨組合物中使用二者化學添加劑提供下列利益：高矽氧化物膜去除速率、低SiN膜去除速率、高及可調的矽氧化物：SiN選擇性、及降低在經研磨的圖形化晶圓上之氧化物溝槽淺盤及改良研磨窗口穩定性。
在一個態樣中，有提供一種STI CMP研磨組合物，其包含： 塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子； 二種各自獨立地選自於二種不同群之化學添加劑：非離子有機界面活性劑分子，其包括藉由脫水山梨糖醇之乙氧基化所形成的聚山梨酸酯型式界面活性劑；及在相同分子中含有多羥基官能基之非離子有機分子； 一可溶於水的溶劑；及 選擇性 抗微生物劑；及 pH調整劑； 其中該組合物具有pH 2至12，較佳為3至10，更佳為4至9及最佳為4.5至7.5。
該塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子包括但不限於塗佈二氧化鈰的膠體二氧化矽、塗佈二氧化鈰的氧化鋁、塗佈二氧化鈰的二氧化鈦、塗佈二氧化鈰的氧化鋯、或任何其它塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子。
在本文所揭示的發明中之這些塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子之粒子尺寸範圍係10奈米至1,000奈米，較佳的平均粒子尺寸範圍係20奈米至500奈米，更佳的平均粒子尺寸範圍係50奈米至250奈米。
這些塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子之濃度範圍係0.01重量%至20重量%，較佳的濃度範圍係0.05重量%至10重量%，更佳的濃度範圍係0.1重量%至5重量%。
較佳的塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子係塗佈二氧化鈰的膠體二氧化矽粒子。
該可溶於水的溶劑包括但不限於去離子化(DI)水、蒸餾水及醇性有機溶劑。
較佳的可溶於水的溶劑係DI水。
該STI CMP組合物可包括範圍0.0001重量%至0.05重量%的抗微生物劑，較佳為0.0005重量%至0.025重量%及更佳為0.001重量%至0.01重量%。
該抗微生物劑包括但不限於來自Dupont/Dow Chemistry Co.的Kathon™、Kathon™ CG/ICP II；來自Dupont/Dow Chemistry Co.的Bioban。它們具有5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮之活性成分。
該STI CMP組合物包括0重量%至1重量%的pH調整劑，較佳為0.01重量%至0.5重量%，更佳為0.1重量%至0.25重量%。
可使用酸性或鹼性pH調整劑來將該STI研磨組合物調整至最佳化的pH值。
該pH調整劑包括但不限於硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、其它無機或有機酸及其混合物。
該pH調整劑亦包括鹼性pH調整劑，諸如氫化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四烷基銨、氫氧化有機四級銨化合物、有機胺及可使用來將pH朝向更鹼性方向調整之其它化學試劑。
依該重覆乙氧基化物單元的長度而定，該第一化學添加劑群包括但不限於：聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單油酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三油酸酯及其它。
在該第一添加劑群中的乙氧基化物單元重覆數目可進行改變，而此將提供不同的HLB值及在去離子水中不同的溶解度。
考慮由Millipore Sigma所提供的Tween®型式有機界面活性劑，諸如Tween® 20(聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單月桂酸酯)、Tween® 40(聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單棕櫚酸酯)、Tween® 60(聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單硬脂酸酯)、Tween® 65(聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三硬脂酸酯)、Tween® 80(聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單油酸酯)及Tween® 85(聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三油酸酯)，及將其使用在該STI CMP研磨組合物中作為該第一化學添加劑群。
該第二化學添加劑群包括但不限於下列結構及組合。
在一個具體實例中，該第二化學添加劑群具有如顯示在下列的通用結構(a)：
Figure 02_image001
(a)。
n係選自於2至5,000，較佳為3至12及更佳為4至6。
R1 、R2 及R3 基團可係相同或不同的原子或官能基。及該等R基團的至少二個係氫原子。
R1 、R2 及R3 可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫；烷基Cm H2m+1 ，m係1至12，較佳為1至6及更佳為1至3；烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合。
在另一個具體實例中，該第二化學添加劑群具有如顯示在下列的通用結構：
Figure 02_image003
(b)。
在此結構中，一個-CHO官能基係位於該分子的一端處作為終端官能基；n係選自於2至5,000、3至12，較佳為4至7。
R1 及R2 各者可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合。
在更另一個具體實例中，該第二化學添加劑群具有選自於包含(c)、(d)、(e)及其組合之群的分子結構。
在這些通用分子結構中，R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 、R10 、R11 、R12 、R13 及R14 可係相同或不同的原子或官能基。
每個R基團可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合，其中該等R基團的至少二或更多個係氫原子。
Figure 02_image005
(c)，                               (d)，
Figure 02_image007
(e)。
對結構(c)及(e)來說，較佳為四或更多個R基團係氫原子。
在更另一個具體實例中，該第二化學添加劑群具有通用分子結構(f)：
Figure 02_image009
(f)。
該通用分子結構(f)在R1 至R5 之群中具有至少二個或至少四個R係氫原子。因此，該化學添加劑(f)在該分子結構中包括至少二個或至少四個羥基官能基。
在結構(f)中，於該通用分子結構(f)中的R1 至R5 基團之至少一個係具有顯示在(i)中的結構之多元醇分子單元：
Figure 02_image011
(i)。
n及m可相同或不同；m或n係各自獨立地選自於1至5，較佳為1至4，更佳為1至3及最佳為1至2。
R6 至R9 可係相同或不同的原子或官能基；R6 、R7 、R8 及R9 各者係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺及其組合；及至少二個R基團係氫原子。
在(f)的R1 至R5 之群中的剩餘R各者可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯、有機胺、具有顯示在(ii)中的結構之六員環多元醇：
Figure 02_image013
(ii)； 其中該結構(ii)係藉由從(ii)的R11 至R14 去除一個R並經由氧碳鍵連接至結構(f)，及剩餘的R10 至R14 各者係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯、有機胺及其組合。
較佳的第二化學添加劑群係在相同非離子有機分子中包括至少二或更多個羥基。
該第二化學添加劑群的實施例包含麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脫水山梨糖醇、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、L-甘露糖、內消旋-丁四醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其組合。較佳的化學添加劑有麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-(+)-甘露糖、β-乳糖及其組合。更佳的化學添加劑有麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其組合。
該第二化學添加劑群的某些實施例之分子結構係在下列列出：
Figure 02_image015
D-山梨糖醇；
Figure 02_image031
甜醇；
Figure 02_image033
麥芽糖醇；及
Figure 02_image021
乳糖醇。
該STI CMP組合物包括0.001重量%至2.0%重量%的第二化學添加劑群，較佳為0.0025重量%至1.0重量%及更佳為0.05重量%至0.5重量%。
在另一個態樣中，有提供一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含二氧化矽的表面之基材的方法，其係在淺溝隔離(STI)製程中使用上述化學機械研磨(CMP)組合物。
在另一個態樣中，有提供一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含二氧化矽的表面之基材的系統，其係在淺溝隔離(STI)製程中使用上述化學機械研磨(CMP)組合物。
該經研磨的氧化物膜可係化學氣相沈積(CVD)、電漿輔助CVD (PECVD)、高密度沈積CVD (HDP)或旋壓氧化物膜。
上述揭示的基材可進一步包含一矽氮化物表面。該SiO2 ：SiN之去除選擇性係大於30，較佳為大於50及更佳為大於70。
在另一個態樣中，有提供一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含二氧化矽的表面之基材的方法，其係在淺溝隔離(STI)製程中使用上述化學機械研磨(CMP)組合物。該經研磨的氧化物膜可係CVD氧化物、PECVD氧化物、高密度氧化物或旋壓氧化物膜。
對選擇一用於淺溝隔離(STI)應用之化學及機械研磨(CMP)漿體來說，矽氧化物對矽氮化物毯覆晶圓去除速率選擇性係重要的篩選準則。毯覆晶圓選擇性典型係定義為在相同向下力量(DF)下之矽氧化物RR/矽氮化物(SiN)RR。
但是，好的毯覆晶圓選擇性無法總是保證想要的圖形晶圓性能。例如，在圖形晶圓研磨期間，當表面形貌在過度研磨期間由於淺盤而改變時，被曝露出的SiN區域可由於局部壓力改變而遭受到比研磨壓力高的DF。
因此，若該CMP研磨組合物具有一能抑制在高於用以研磨圖形化晶圓所施加的研磨壓力之DF下的SiN毯覆晶圓RR之化學添加劑時，可達成好的研磨圖形性能。同時期間，除了抑制SiN RR外，該CMP研磨組合物亦必需維持高矽氧化物RR。
已經發展出一種向下力量(DF)補償毯覆晶圓選擇性方法並將其應用來預測在研磨圖形化晶圓時的研磨性能。
在本發明中，已篩選出具有在比將於實際STI CMP製程，即，圖形晶圓研磨中所使用者高的DF下抑制矽氮化物(SiN)毯覆晶圓RR能力之化學添加劑。
通常來說，伴隨著特定經選擇及使用的耗件諸如研磨墊及調理盤，及在所選擇的研磨配方設定諸如所施加的向下力量、檯/頭轉動速度、漿體流速(毫升/分鐘)等等下，總是會有一提供的矽氧化物膜去除速率標的。
在本申請案中，該測試程序首先要決定出達成2,000埃/分鐘的矽氧化物RR稱為DF1之DF。此2,000埃/分鐘去除速率係許多STI應用所需要的典型RR。
其次，測量在高於DF1有3.0 psi下的SiN RR。
「DF補償選擇性」係定義為： DF補償選擇性=2000埃/分鐘/在DF1+3 psi下的SiN RR(埃/分鐘)。
藉由此度量標準，藉由在合理的DF下維持想要的矽氧化物RR及在甚至較高的DF下顯示出最大的SiN RR抑制，全部測試漿體皆顯示出Tween®化學添加劑具有最好的選擇性。
在更另一個態樣中，有提供一種預測化學機械研磨組合物之圖形化晶圓研磨性能的方法，其包含： 決定使用該CMP組合物獲得2000埃/分鐘的矽氧化物毯覆晶圓去除速率之向下力量DF1 (psi)； 決定使用該CMP組合物在DF1+3.0 psi的向下力量下之矽氮化物毯覆晶圓去除速率； 計算矽氧化物：矽氮化物膜之DF補償選擇性； 選擇該具有DF補償選擇性≥25的化學添加劑，較佳為≥35或更佳為≥45； 其中該DF補償選擇性=2000埃/分鐘/在DF1+3 psi下的SiN RR(埃/分鐘)。
顯現出下列非為限制的實施例來進一步闡明本發明。 CMP方法
在下列顯現出的實施例中，使用下列所提供的程序及實驗條件來進行CMP實驗。 詞彙 組成部分
塗佈二氧化鈰的二氧化矽：使用作為研磨料，其具有粒子尺寸大約100奈米(nm)；此塗佈二氧化鈰的二氧化矽粒子可具有粒子尺寸範圍大約20奈米(nm)至500奈米(nm)；
該塗佈二氧化鈰的二氧化矽粒子(具有不同尺寸)係由在日本的JGCC Inc.供應。
諸如不同Tween®型式的有機界面活性劑化學添加劑係由Millipore Sigma，St. Louis，MO供應；同時麥芽糖醇、D-果糖、甜醇、D-山梨糖醇及其它化學原料亦由Millipore Sigma-Aldrich，St. Louis，MO供應。
TEOS：正矽酸四乙酯
研磨墊：在CMP期間所使用之研磨墊IK4250UH、IC1010-R32及其它墊係由Dow，Inc.供應。
調理盤：使用由3M Company提供的3M A122盤。 參數 通用
Å或A：埃-長度單位
BP：背壓，以psi單位計
CMP：化學機械平坦化=化學機械研磨
CS：載體速度
DF：向下力量：在CMP期間所施加的壓力，單位psi
min：分鐘
ml：毫升
mV：毫伏特
psi：每平方英吋的磅數
PS：研磨工具的平台轉動速度，以rpm(每分鐘的轉數)計
SF：組合物流，毫升/分鐘
重量%：(所列出的組分之)重量百分比
TEOS：SiN選擇性：(TEOS的去除速率)/(SiN的去除速率)
HDP：高密度電漿沈積的TEOS
TEOS或HDP去除速率：在所提供的向下壓力下所測量之TEOS或HDP去除速率。在所列出的實施例中，該CMP工具之向下壓力係1.0、2.0或3.0 psi。
SiN去除速率：在所提供的向下壓力下所測量之SiN去除速率。在所列出的實施例中，該CMP工具之向下壓力係3.0、4.0或5.0 psi。 度量衡
該等膜係使用由Creative Design Engineering，Inc，20565 Alves Dr.，Cupertino，CA，95014所製造的ResMap CDE，型號168進行測量。該ResMap工具係一四點探針薄片電阻工具。對該等膜採用排除邊緣5毫米之49點直徑掃描。 CMP工具
所使用的CMP工具係由Applied Materials，3050 Boweres Avenue，Santa Clara，California，95054所製造之200毫米Mirra或300毫米Reflexion。使用由Dow，Inc，451 Bellevue Rd.，Newark，DE 19713所供應的IC1000墊，在平台1上進行毯覆及圖形晶圓研究。
該IK4250UH墊或其它墊係在調理器上藉由以7磅向下力量調理該墊18分鐘後破碎。為了檢驗該工具設定及該墊破碎的資格，在基線條件下，使用由Versum Materials Inc.所供應的Versum® STI2305組合物來研磨二片鎢監視片及二片TEOS監視片。 晶圓
使用PECVD、或LPCVD、或HD TEOS晶圓來進行該研磨實驗。這些毯覆晶圓係自Silicon Valley Microelectronics，2985 Kifer Rd.，Santa Clara，CA 95051購買。 研磨實驗
在毯覆晶圓研究中，於基線條件下研磨矽氧化物毯覆晶圓及SiN毯覆晶圓。該工具基線條件有：工作檯速度：87 rpm，頭速度：93 rpm，薄膜壓力：1.0 psi、2.0 psi、3.0 psi、4.0 psi或5.0 psi DF，組合物流：200毫升/分鐘。使用於測試的研磨墊係由Dow Chemical所供應的IK4250UH或IC1010-R32墊。
在操作實施例中，於該組合物中使用去離子水作為溶劑。
該圖形化晶圓(MIT860)係由SWK Associates，Inc. 2920 Scott Blvd. Santa Clara，CA 95054供應。這些晶圓係在Veeco VX300剖面儀/AFM儀器上進行測量。使用3種不同尺寸的間距結構進行矽氧化物淺盤測量。在晶片的中心、中間及邊緣位置處測量該晶圓。
TEOS：SiN或HDP：SiN選擇性：自該STI CMP研磨組合物所獲得之(TEOS或HDP的去除速率)/(SiN的去除速率)係可調。 操作實施例
在下列操作實施例中，於pH 5.35下製備一包含下列的STI研磨組合物作為參考(ref.)1：0.2重量%之塗佈鈰的二氧化矽粒子、0.28重量%的麥芽糖醇、範圍0.0001重量%至0.05重量%的抗微生物劑及去離子水。在ref. 1中並無使用第一添加劑群。
在pH 5.35下，製備一包含下列的STI研磨組合物作為參考(ref.)2：0.2重量%之塗佈鈰的二氧化矽粒子、0.025重量%的Tween® 20、範圍0.001重量%至0.01重量%的抗微生物劑及去離子水。在ref. 2中並無使用第二添加劑群。
該操作研磨組合物(或操作樣品)係以參考1 (0.2重量%之塗佈鈰的二氧化矽、0.28重量%的麥芽糖醇、範圍0.0001重量%至0.05重量%的抗微生物劑及去離子水)進行製備，並加入濃度範圍0.01重量%至0.025%重量%之第一添加劑群，諸如Tween®型式界面活性劑或其它參考非離子或陰離子有機界面活性劑或分子。全部操作研磨組合物係製成具有pH 5.35。
欲測試的其它化學添加劑包括：聚醚多元醇(Tergitol™ L-64，自Dow Chemical.購買)、聚矽氧二醇共聚物界面活性劑(DABCO® DC 5604，自Evonik Industries.購買)、辛基苯氧基聚乙氧基乙醇(Nonidet™ P40 Substitute，自Millipore Sigma購買)及自Millipore Sigma購買之具有不同分子量的聚乙二醇(PEG)。 實施例1
在實施例1中，該使用於矽氧化物研磨的研磨組合物係顯示在表1中。
所使用的研磨步驟條件係：Dow的IK4250UH墊，在5種不同psi DF下，87/93 rpm的檯/頭速度及離線調理。在ref. 2中使用0.025重量%的Tween® 20作為唯一添加劑。
所使用的全部其它非離子或陰離子界面活性劑或有機分子添加劑之濃度範圍係0.01重量%至0.025%重量%。
全部參考樣品及操作樣品具有相同pH值，其係在約5.35處。
測試在不同的向下力量下對不同膜之去除速率(RR，以埃/分鐘計)。
觀察不同化學添加劑在膜去除速率及HDP：SiN膜選擇性上的效應及列在表1中。
如顯示在表1中的結果，將化學添加劑(其之一係第一添加劑群Tween® 20)加入該參考1的研磨組合物中，通常來說，會降低矽氧化物膜去除速率，除了當使用具有MW 400的PEG者外。
伴隨著ref. 2(在ref. 2中並無使用第二添加劑群)，在全部的測試參考及操作樣品當中皆獲得最低HDP膜去除速率及HDP：SiN選擇性。
數種具有添加劑諸如包括DABCO DC 5604 Tween® 20、Nonidet P40 Substitute及具有8,000分子量的PEG添加劑之化學組合物在三種施加的向下力量下皆提供經抑制的SiN膜去除速率，同時給予好的矽氧化物膜去除速率。 表1. 化學添加劑在膜RR(埃/分鐘)及HDP：SiN選擇性上的效應
組合物 DF (psi) HDP RR (埃/分鐘) PECND SiN RR (埃/分鐘) HDP @ 3.0 psi: SiN @ 5 psi選擇性
0.2%塗佈二氧化鈰的二氧化矽+0.28%麥芽糖醇作為ref. 1 3 4604 57  
4   89  
5   187 25:1
0.2%塗佈二氧化鈰的二氧化矽+0.025% Tween® 20作為ref. 2 3 1541 53  
4   81  
5   258 6:1
Ref. 1 + 0.025% Tergitol L-64 3 4085 59  
4   77  
5   120 34:1
Ref. 1 + 0.025% DABCO DC5604 3 4021 42  
4   64  
5   97 41:1
Ref. 1 + 0.025% Tween® 20 3 2929 35  
4   46  
5   53 55:1
Ref. 1 + 0.02% Nonidit P40 Substitute 3 3557 43  
4   64  
5   123 29:1
Ref. 1 + 0.015% PEG (MW 8000) 3 2584 52  
4   62  
5   86 30:1
Ref. 1 + 0.015% PEG (MW 400) 3 5697 70  
4   104  
5   176 32:1
但是，該具有第一及第二添加劑麥芽糖醇及Tween® 20 (ref. 1+0.025% Tween 20)二者的研磨組合物提供最好性能。
當檢視氧化物膜及SiN去除速率變化對所施加的3 psi、4 psi至5 psi DF向下力量時，該具有第一及第二添加劑麥芽糖醇及Tween® 20二者的研磨組合物不僅在3.0 psi DF下給予高氧化物去除速率，而且亦在全部所施加的較高DF下顯示出非常有效的SiN去除速率抑制。
此外，在3.0 psi DF對5.0 psi DF下達成約55：1的最高氧化物：SiN選擇性。 實施例2
在實施例2中，測試使用向下力量(DF)補償選擇性來判斷矽氧化物：SiN選擇性預測該圖形化晶圓研磨性能的方法。
測量顯示在表2中的每種研磨組合物當達到2,000埃/分鐘之標的HDP膜去除速率時之DF1。
使用顯示在表2中的不同研磨組合物與相應施加的向下力量DF1設定為標的去除速率。
然後，使用DF1加上3.0 psi來施加向下力量以測量每種研磨組合物之SiN去除速率。
然後，計算矽氧化物：SiN的DF補償選擇性及列在表2中，其中DF補償選擇性=2000埃/分鐘/在DF1+3 psi下的SiN RR(埃/分鐘)。 表2. 矽氧化物：SiN的向下力量(DF)補償選擇性
組合物 「DF補償選擇性」
0.2%塗佈二氧化鈰的二氧化矽+0.28%麥芽糖醇作為ref. 1 12.8
Ref.1 + 0.025% Tergitol L-64 18.2
Ref.1 + 0.025% DABCO DC5604 22.5
Ref.1 + 0.025% Tween 20 36.2
Ref.1 + 0.02% Nonidit P40 Substitute 16.1
Ref.1 + 0.015% PEG (MW 8000) 20.2
Ref.1 + 0.015% PEG (MW 400) 16.0
如顯示在表2中的結果，於全部測試的研磨組合物當中，該具有第一及第二添加劑麥芽糖醇及Tween® 20二者之研磨組合物提供最高的「矽氧化物：SiN膜之DF補償選擇性」，自第二添加劑群預測與Tween®化學添加劑組合有好的圖形化晶圓性能。
上述列出之包括操作實施例的發明具體實例係可由本發明製得的許多具體實例之範例。要考量可使用許多其它製程組態，及在該製程中所使用的材料可選自於除了特別揭示出的那些外之許多材料。
(無)
(無)

Claims (15)

  1. 一種化學機械研磨組合物，其包含： 塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子； 至少一種聚山梨酸酯型式界面活性劑； 至少一種在相同分子中含有多羥基官能基之非離子有機分子； 可溶於水的溶劑；及 選擇性 抗微生物劑；及 pH調整劑； 其中該組合物具有選自於由3至10、4至9及4.5至7.5所組成之群的pH。
  2. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中 該塗佈二氧化鈰的無機氧化物粒子係選自於由下列所組成之群：塗佈二氧化鈰的膠體二氧化矽、塗佈二氧化鈰的氧化鋁、塗佈二氧化鈰的二氧化鈦、塗佈二氧化鈰的氧化鋯粒子及其組合；其中該等粒子具有選自於由0.01重量%至20重量%、0.05重量%至10重量%及0.1重量%至5重量%所組成之群的濃度；及 該可溶於水的溶劑係選自於由下列所組成之群：去離子化(DI)水、蒸餾水及醇性有機溶劑。
  3. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中 該至少一種聚山梨酸酯型式界面活性劑具有選自於由下列所組成之群的濃度：0.0001重量%至2.0%重量%、0.001重量%至1.0重量%及0.002重量%至0.25重量%；及 該至少一種在相同分子中含有多羥基官能基之非離子有機分子具有選自於由下列所組成之群的濃度：0.001重量%至2.0%重量%、0.0025重量%至1.0重量%及0.05重量%至0.5重量%。
  4. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該至少一種聚山梨酸酯型式界面活性劑係選自於由下列所組成之群：聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單油酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三油酸酯及其組合。
  5. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中 該在相同分子中含有多羥基官能基之非離子有機分子具有選自於由下列所組成之群的通用分子結構：
    Figure 03_image001
    (a) 其中 n係選自於由2至5,000、3至12及4至6所組成之群； R1 、R2 及R3 基團可係相同或不同的原子或官能基及各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫；烷基Cm H2m+1 ，其中m係選自於由1至12、1至6及1至3所組成之群；烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合；及 R1 、R2 及R3 之至少二個基團係氫原子；
    Figure 03_image003
    (b) 其中 n係選自於由2至5,000、3至12及4至7所組成之群；及 R1 及R2 各者可各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合；
    Figure 03_image038
    (c) 其中 R1 、R2 、R3 、R4 及R5 基團各者係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合；及 R1 、R2 、R3 、R4 及R5 之至少二個基團係氫原子；
    Figure 03_image040
    (d) 其中 R6 、R7 及R8 基團各者係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合；及 R6 、R7 及R8 之至少二個基團係氫原子；
    Figure 03_image007
    (e) 其中 R9 、R10 、R11 、R12 、R13 及R14 基團各者係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合；及 R9 、R10 、R11 、R12 、R13 及R14 之至少二個基團係氫原子；
    Figure 03_image009
    (f) 其中 R1 至R5 之至少二個基團係氫原子； R1 至R5 之至少一個R係具有顯示在(i)中的結構之多元醇分子單元：
    Figure 03_image011
    (i)； 其中 m或n係各自獨立地選自於由1至5、1至4、1至3及1至2所組成之群； R6 、R7 、R8 及R9 各者係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有至少一個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺及其組合；及 R6 、R7 、R8 及R9 之至少二個基團係氫原子； 及 在(f)中的R1 至R5 之剩餘每個基團係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有至少一個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯、有機胺、及具有顯示在(ii)中的結構之六員環多元醇：
    Figure 03_image013
    (ii) 其中 該結構(ii)係藉由去除在(ii)中的R11 至R14 之一個R且透過氧碳鍵連接至結構(f)； R10 至R14 之剩餘每個基團係各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有至少一個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯、有機胺及其組合； 及其組合。
  6. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該在相同分子中含有多羥基官能基的有機分子係選自於由下列所組成之群：麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脫水山梨糖醇、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、L-甘露糖、內消旋-丁四醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其組合。
  7. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該在相同分子中含有多羥基官能基的有機分子係選自於由下列所組成之群：麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其組合。
  8. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該組合物包含塗佈二氧化鈰的膠體二氧化矽粒子；選自於由下列所組成之群的聚山梨酸酯型式界面活性劑：聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇單油酸酯、聚氧基伸乙基脫水山梨糖醇三油酸酯及其組合；該在相同分子中含有多羥基官能基的有機分子係選自於由D-山梨糖醇、甜醇、麥芽糖醇、乳糖醇及其組合所組成之群；及水。
  9. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該組合物包含下列之至少一種： 抗微生物劑，其具有5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮之活性成分；及 pH調整劑，對酸性pH條件來說，其係選自於由下列所組成之群：硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、其它無機或有機酸及其混合物；或對鹼性pH條件來說，其係選自於由下列所組成之群：氫化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四烷基銨、氫氧化有機四級銨化合物、有機胺及其組合。
  10. 一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含矽氧化物膜的表面之半導體基材的方法，其包含： (1)提供該半導體基材； (2)提供一研磨墊； (3)提供如請求項1至9之任一項的化學機械研磨組合物； (4)讓該半導體基材的至少一個表面與該研磨墊及該化學機械研磨組合物接觸；及 (5)研磨該至少一個包含二氧化矽膜的表面； 其中該矽氧化物膜係選自於由下列所組成之群：化學氣相沈積(CVD)、電漿輔助CVD (PECVD)、高密度沈積CVD (HDP)及旋壓矽氧化物膜。
  11. 如請求項10之方法，其中該至少一個表面進一步包含一矽氮化物膜；及該矽氧化物：矽氮化物的去除選擇性係大於選自於由30、40及50所組成之群。
  12. 一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含矽氧化物膜的表面之半導體基材的系統，其包含： a.該半導體基材； b.如請求項1至9之任一項的化學機械研磨組合物； c.一研磨墊； 其中 該矽氧化物膜係選自於由下列所組成之群：化學氣相沈積(CVD)、電漿輔助CVD (PECVD)、高密度沈積CVD (HDP)及旋壓矽氧化物膜；及 該至少一個包含該矽氧化物膜的表面係與該研磨墊及該化學機械研磨組合物接觸。
  13. 如請求項12之系統，其中該至少一個表面進一步包含一矽氮化物膜；及該矽氧化物：矽氮化物的去除選擇性係大於選自於由30、40及50所組成之群。
  14. 一種預測一化學機械研磨組合物用於研磨該包括氧化物及氮化物膜的圖形化晶圓之圖形化晶圓研磨性能的方法，其包含： 決定使用一研磨組合物獲得2000埃/分鐘的矽氧化物毯覆晶圓去除速率之向下力量DF1 (psi)； 決定使用該研磨組合物在DF1+3.0 psi的向下力量下之矽氮化物毯覆晶圓去除速率； 計算氧化物：氮化物膜的DF補償選擇性； 若該研磨組合物具有DF補償選擇性≥25或≥35時，選擇該研磨組合物； 其中該DF補償選擇性=2000埃/分鐘/在DF1+3 psi下的SiN RR(埃/分鐘)。
  15. 如請求項14之方法，其中該氧化物膜係矽氧化物膜，及該氮化物膜係矽氮化物膜。
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