TW202122428A - 氧化物槽溝低淺盤效應的淺溝隔離化學機械平坦化研磨 - Google Patents

氧化物槽溝低淺盤效應的淺溝隔離化學機械平坦化研磨 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種STI CMP研磨組合物、方法及系統，其除了透過使用二氧化鈰無機氧化物粒子(例如塗覆二氧化鈰的二氧化矽粒子)作為研磨料及氧化物槽溝淺盤效應降低添加物聚(甲基丙烯酸)、其衍生物、其鹽或其組合的獨特組合來提供高且可調節的矽氧化物移除速率、低矽氮化物移除速率及可調節的高SiO2 ：SiN選擇性之外，也顯著降低了氧化物槽溝淺盤效應並且改善了過度研磨窗口穩定性。

Description

氧化物槽溝低淺盤效應的淺溝隔離化學機械平坦化研磨
相關申請案之相互參照 本案請求2019年12月12日申請的美國專利申請案序號第16/711,818號之優先權，在此以引用的方式將其全文併入本文。
本發明關於淺溝隔離(STI)化學機械平坦化(CMP)研磨組合物。
更明確地說，該STI化學機械平坦化(CMP)研磨組合物使用塗覆二氧化鈰的複合粒子，例如塗覆二氧化鈰的二氧化矽粒子作為研磨料及分子量介於1,000至1,000,000的聚(甲基丙烯酸) (PMAA)、其衍生物或其鹽；或其組合作為化學添加物以達成用於淺溝隔離(STI)製程的氧化物槽溝低淺盤效應。
在微電子裝置的製造中，涉及的重要步驟是研磨，尤其是化學機械研磨的表面以便回收選定的材料及/或使結構平坦化。
舉例來說，將SiN層沉積在SiO2 層下面以用作研磨停止層(polish stop)。此研磨停止層的作用在淺溝隔離(STI)結構中特別重要。將選擇性的特徵表示為該氧化物研磨速率與該氮化物研磨速率之比率。實例是與氮化矽(SiN)相比，二氧化矽(SiO2 )的研磨選擇性提高。
在圖案化的STI結構的整體平坦化中，降低氧化物槽溝淺盤效應是要考慮的關鍵因素。較低的槽溝氧化物損失將防止相鄰電晶體之間的電流洩漏。跨晶粒(晶粒內(within Die))的不均勻槽溝氧化物損失將影響電晶體性能及裝置製造良率。嚴重的槽溝氧化物損失(氧化物槽溝高淺盤效應)將導致電晶體隔離不良，從而導致裝置故障。因此，重要的是藉由降低STI CMP研磨組合物中的氧化物槽溝淺盤效應來降低槽溝氧化物損失。
美國專利第5,876,490號揭示含有研磨料粒子並顯現出法向應力作用的研磨組合物。該漿料另外含有會導致凹槽處的研磨速率降低的非研磨粒子，而該研磨料粒子則在高處保持高的研磨速率。這導致改善的平坦化作用。更明確地說，該漿料包含二氧化鈰粒子及聚合物電解質，並且可用於淺溝隔離(STI)研磨的應用。
美國專利第6,964,923號教導用於淺溝隔離(STI)研磨應用的含有二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，類似於美國專利第5,876,490號中者。二氧化鈰、氧化鋁、二氧化矽及氧化鋯用作磨料。此列出的聚電解質的分子量為300至20,000，但是總而言之＜100,000。
美國專利第6,616,514號揭示一種化學機械研磨漿料，該化學機械研磨漿料優先用於藉由化學機械研磨從製品的表面移除第一物質而不是氮化矽。根據本發明的化學機械研磨漿料包括研磨料、水性介質及不離解質子的有機多元醇，前述有機多元醇包括具有至少三在水性介質中不離解的羥基的化合物或由至少一在水性介質中不可解離的具有至少三羥基的單體所形成之聚合物。
然而，那些先前揭示的淺槽隔離(STI)研磨組合物並未提出使氧化物槽槽淺盤效應降低的重要性。
從前述內容應當容易顯而易見的是，在本領域內仍需要化學機械研磨的組合物、方法及系統，該組合物、方法及系統能在STI化學和機械研磨(CMP)製程中提供降低的氧化物槽溝淺盤效應及改善的過度研磨窗口穩定性(over-polishing window stability)，除此之外還有高二氧化矽移除速率及二氧化矽對氮化矽的高選擇性。
本發明揭示化學機械研磨(CMP)組合物，其於寬範圍pH (包括酸性、中性及鹼性pH條件)下的淺溝隔離(STI) CMP應用方面提供降低的氧化物槽溝淺盤效應，從而改善的過度研磨窗口穩定性。
該CMP組合物也提供良好的氧化物膜移除速率、抑制的SiN膜移除速率及可調節的較高SiO2 ：SiN選擇性。
經揭示用於淺溝隔離(STI) CMP應用的化學機械研磨(CMP)組合物具有獨特的組合，即使用塗覆二氧化鈰的無機氧化物研磨料粒子及降低氧化物槽溝淺盤效應的添加物，包括分子量為1000至1,000,000的聚(甲基丙烯酸) (PMAA)、其衍生物、其鹽；或其組合。
在一態樣中，提供一種STI CMP研磨組合物，其包含： 塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子； 氧化物槽溝淺盤效應降低劑(oxide trenching dishing reducer)，其係選自由有機聚合物酸、其酯衍生物、其鹽及其組合所組成的群組； 水性溶劑；及 視需要地 殺生物劑；及 pH調節劑； 其中 該組合物具有2至12、3至10、3.5至9或4至7的pH； 而且 氧化物槽溝淺盤效應降低劑的分子量為1,000至1,000,000，較佳為1200至100,000，更佳為1,500至15,000。
該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子包括，但不限於，塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的氧化鋁、塗覆二氧化鈰的二氧化鈦、塗覆二氧化鈰的氧化鋯或任何其他塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子。較佳的塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子是塗覆二氧化鈰的膠體二氧化矽。
該水溶性溶劑包括，但不限於，去離子(DI)水、蒸餾水及含醇有機水性溶劑。
用作氧化物槽溝淺盤效應降低劑的有機聚合物酸、其酯衍生物或其鹽具有如下所示的一般分子結構：
Figure 02_image001
。
其中R1、R2及R4各自可獨立地選自由氫、烷基所組成的群組；R4也可以是金屬離子或銨離子，例如Na+、K+或NH4+；而且R3係選自烷基。在該烷基為Cm H₂m ₊₁的情況下，m為1至10、1至6、1至4或1至2；例如甲基、乙基。
選擇n以使該氧化物槽溝淺盤效應降低劑的分子量在1,000至1,000,000的範圍內；較佳為1,200到100,000；更佳為1,500至15,000。
當R1、R2及R4為氫原子且R3為甲基時，該聚(甲基丙烯酸)的分子結構如下：
Figure 02_image003
(a)
當R1及R2為氫原子，R3為甲基，而且R4為銨離子或金屬例如鈉離子或鉀離子時；則該聚(甲基丙烯酸)鹽的分子結構如下：
Figure 02_image005
(b)
該聚(甲基丙烯酸)鹽包括，但不限於，聚(甲基丙烯酸)銨鹽、聚(甲基丙烯酸)鈉鹽、聚(甲基丙烯酸)鉀鹽或其組合。較佳的聚丙烯酸鹽是聚(甲基丙烯酸)銨鹽。
當R1及R2為氫原子，R3及R4為甲基時，該聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)的分子結構如下：
Figure 02_image007
(c)
當Rl及R2為氫原子，R3為甲基，且R4為乙基時，該聚(甲基丙烯酸乙酯) (PEMA)的分子結構如下：
Figure 02_image009
(d)
當R1及R4為氫原子，R2及R3為甲基時，該2-甲基-聚(甲基丙烯酸)的分子結構如下：
Figure 02_image011
(e)
在另一態樣中，提供一種使用以上在淺溝隔離(STI)製程中所述的化學機械研磨(CMP)組合物對具有至少一包含二氧化矽的表面的基材進行化學機械研磨(CMP)之方法。
在另一態樣中，提供一種使用以上在淺溝隔離(STI)製程中所述的化學機械研磨(CMP)組合物對具有至少一包含二氧化矽的表面的基材進行化學機械研磨(CMP)之系統。
該研磨的矽氧化物膜可為化學氣相沉積(CVD)、電漿強化CVD (PECVD)、高密度沉積CVD (HDP)或旋塗氧化物膜(spin on oxide film)。
以上揭示的基材可另外包含氮化矽表面。該SiO2 ：SiN的移除選擇性大於10，較佳地大於15。
本發明關於用於淺溝隔離(STI) CMP應用的化學機械研磨(CMP)組合物，該組合物一般使用該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子作為研磨料及聚(甲基丙烯酸) (PMAA)、其衍生物、其鹽及其組合物作為合適的化學添加物，其能提供以下益處：達成高氧化膜移除速率、低SiN膜移除速率、高且可調的氧化物：SiN選擇性，更重要的是，顯著降低氧化物的槽溝淺盤效應並且改善過度研磨窗口穩定性。
在圖案化STI結構的整體平坦化中，降低氧化物槽溝淺盤效應是要考慮的關鍵因素。較低的槽溝氧化物損失將防止相鄰電晶體之間的電流洩漏。跨晶粒(晶粒內)的不均勻槽溝氧化物損失將影響電晶體性能及裝置製造良率。嚴重的槽溝氧化物損失(氧化物槽溝高淺盤效應)將導致電晶體隔離不良，從而導致裝置故障。因此，重要的是藉由降低STI CMP研磨組合物的氧化物槽溝淺盤效應來降低槽溝氧化物損失。
在一態樣中，提供一種STI CMP研磨組合物，其包含： 塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子； 氧化物槽溝淺盤效應降低劑，其係選自有機聚合物酸、其酯衍生物、其鹽及其組合； 水性溶劑；及 視需要地 殺生物劑；及 pH調節劑； 其中 該組合物具有2至12、3至10、3.5至9或4至8的pH； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑的分子量為1,000至1,000,000，較佳為1,200至100,000，更佳為1,500至15,000。
該氧化物槽溝淺盤效應降低劑也包括該有機聚合物酸的經2-烷基取代的衍生物，其中2-烷基包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基。
該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子包括，但不限於，塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的氧化鋁、塗覆二氧化鈰的二氧化鈦、塗覆二氧化鈰的氧化鋯或任何其他塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子。
較佳的塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽粒子。
本文揭示的發明中這些塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子藉由已知方法例如動態光散射測量的粒徑介於10nm至1,000nm，較佳的平均粒徑介於20nm至500nm ，更佳的平均粒徑介於50nm至250nm。
這些塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子的濃度介於0.01重量%至20重量%，較佳的濃度介於0.05重量%至10重量%，更佳的濃度介於0.1重量%至5重量%。
該水性溶劑包括，但不限於，去離子(DI)水、蒸餾水及含醇有機水性溶劑。
較佳的水性溶劑是去離子水。
該STI CMP漿料可含有介於0.0001重量%至0.05重量%的殺生物劑；較佳地0.0005重量%至0.025重量%，更佳地0.001重量%至0.01重量%。
該殺生物劑包括，但不限於，來自Dupont/Dow Chemical公司的Kathon™、Kathon™ CG/ICP II及來自Dupont/Dow Chemical公司的Bioban。其具有5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的活性成分。
該STI CMP漿料可含有pH調節劑。
酸性或鹼性的pH調節劑可用以將該STI研磨組合物調節至最適化pH值。
該酸性pH調節劑包括，但不限於，硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、其他無機或有機酸及其混合物。
pH調節劑也包括該鹼性pH調節劑，例如氫化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四烷基銨、有機季銨氫氧化物化合物、有機胺及其他可用以將pH往鹼性更高的方向調節的化學試劑。
該STI CMP漿料含有0重量%至1重量%；較佳地0.01重量%至0.5重量%；更佳地pH調節劑的0.1重量%至0.25重量%的pH調節劑。
用作氧化物槽溝淺盤效應降低劑的有機聚合物酸、其酯衍生物，其經2-烷基取代的衍生物(2-烷基係選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基)或其鹽類具有如下所示的一般分子結構：
Figure 02_image001
。
其中R1、R2及R4可獨立地選自由氫、烷基所組成的群組；R4也可為金屬離子或銨離子，例如Na+、K+或NH4+；而且R3係選自烷基。其中該烷基為Cm H₂m ₊₁，m為1至10、1至6、1至4或1至2；例如甲基、乙基。
選擇n以提供介於1,000至1,000,000範圍內的分子量；較佳為1,200到100,000; 更佳為1,500至15,000。
當R1、R2及R4為氫原子且R3為甲基時，聚(甲基丙烯酸)的分子結構(a)如下所示：
Figure 02_image003
(a)
當R1及R2為氫原子，R3為甲基，並且R4為金屬離子時，該聚(甲基丙烯酸)鹽的分子結構(b)如下所示：
Figure 02_image005
(b)
該聚(甲基丙烯酸)鹽包括，但不限於，聚(甲基丙烯酸)銨鹽、聚(甲基丙烯酸)鈉鹽、聚(甲基丙烯酸)鉀鹽或其組合。較佳的聚(甲基丙烯酸)鹽係聚(甲基丙烯酸)銨鹽。
當R1及R2為氫原子，R3及R4為甲基時，該聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)的分子結構如下所示：
Figure 02_image007
(c)
當R1及R2為氫原子，R3為甲基，而且R4為乙基時，該聚(甲基丙烯酸乙酯) (PEMA)的分子結構如下所示：
Figure 02_image009
(d)
當Rl及R4為氫原子，R2及R3為甲基時，該2-甲基-聚(甲基丙烯酸)的分子結構如下所示：
Figure 02_image011
(e)
該STI CMP漿料含有0.001重量%至2.0重量%，較佳地0.005重量%至0.75重量%，並且較佳地0.01重量%至0.5重量%的氧化物槽溝淺盤效應降低劑。
在另一態樣中，提供一種使用上述淺溝隔離(STI)製程中的化學機械研磨(CMP)組合物對具有至少一包含二氧化矽的表面的基材進行化學機械研磨(CMP)之方法。
在另一態樣中，提供一種使用上述淺溝隔離(STI)製程中的化學機械研磨(CMP)組合物對具有至少一包含二氧化矽的表面的基材進行化學機械研磨(CMP)之系統。
該經研磨的氧化物膜可為化學氣相沉積(CVD)、電漿強化CVD (PECVD)、高密度沉積CVD (HDP)或旋塗氧化物膜。
以上揭示的基材可另外包含氮化矽表面。該SiO2 ：SiN的移除選擇性大於10，較佳地大於20，更佳地大於30。
在另一態樣中，提供一種使用上述淺溝隔離(STI)製程中的化學機械研磨(CMP)組合物對具有至少一包含二氧化矽的表面的基材進行化學機械研磨(CMP)之方法。該經研磨的氧化物膜可為CVD氧化物、PECVD氧化物、高密度氧化物或旋塗氧化物膜。
提出以下非限制性實施例以進一步說明本發明。 CMP方法論
在下文提出的實施例中，使用下文提供的程序及實驗條件進行CMP實驗。 詞彙表 組分
塗覆二氧化鈰的二氧化矽：用作具有約100奈米(nm)的粒徑的研磨料；此塗覆二氧化鈰的二氧化矽粒子可具有約20奈米(nm)至500奈米(nm)的粒徑。
塗覆二氧化鈰的二氧化矽粒子(具有不同的尺寸)係由日本的JGC股份有限公司提供。
化學添加物，聚(甲基丙烯酸)或其鹽係由密蘇里州聖路易斯的Sigma-Aldrich提供。
化學添加物，聚丙烯酸銨鹽(PAAAS)係由日本的Kao Chemicals股份有限公司提供。
TEOS：原矽酸四乙酯
研磨墊：研磨墊，IC1010及其他墊，係用在CMP期間，由DOW股份有限公司提供。 參數 通則
Å或A：埃-長度單位
BP：背壓，以psi為單位
CMP：化學機械平坦化 = 化學機械研磨
CS：載具速度
DF：下壓力：CMP期間施加的壓力，單位psi
min：分鐘
ml：毫升
mV：毫伏
psi：每平方吋磅數
PS：研磨設備的壓板旋轉速度，以rpm (每分鐘轉數)為單位
SF：漿料流量，ml/min
重量%：(所列組分的重量百分比)
TEOS：SiN選擇性：(TEOS的移除速率)/(SiN的移除速率)
HDP：高密度電漿體沉積的TEOS
TEOS或HDP移除速率：在指定的向下壓力下測得的TEOS或HDP移除速率。在下文列出的實施例中，該CMP設備的向下壓力為2.0、3.0或4.0 psi。
SiN移除速率：在指定的向下壓力下測得的SiN移除速率。在列出的實施例中，該CMP設備的向下壓力為3.0 psi。 計量學
膜用加州，庫帕提諾，95014，Alves Dr. 20565號的Creative Design Engineering公司所製造的168型ResMap CDE來測量。該ResMap設備係四點探針薄層電阻設備。在5 mm邊緣排除處對膜進行四十九點直徑掃描。 CMP設備
所使用的CMP設備係200mm Mirra或300mm Reflexion，由加州，聖塔克拉拉，95054，Bowers大道3050號的Applied Materials公司製造。在進行空白及圖案化晶圓研究用的壓盤1上使用由德拉瓦州，紐瓦克市，451 Bellevue路，DOW公司供應的IC 1000研磨墊。
該IC1010墊或其他墊藉由於7磅下壓力下在調節器上調節該墊18分鐘而磨合(broken in)。為了驗證該設備設定及該墊磨合，使用由Versum Materials股份有限公司供應的Versum® STI2305組合物於基準條件下研磨二鎢監視器及二TEOS監視器。 晶圓
使用PECVD或LECVD或HD TEOS晶圓進行研磨實驗。這些空白晶圓係由加州，聖塔克拉拉，95054，Kifer路2985號的Silicon Valley Microelectronics公司購得。 研磨實驗
在空白晶圓研究中，在基準條件下研磨氧化物空白晶圓及SiN空白晶圓。該設備基準條件為：工作台速度；87 rpm，壓頭速度：93 rpm，膜壓力： 3.0 psi，漿料流量； 200 ml/min。
該漿料係用於由加州，聖塔克拉拉，95054， Scott大道2920號SWK Associates股份有限公司供應的圖案化晶圓(MIT860)的研磨實驗。這些晶圓係於Veeco VX300剖面測勘儀(profiler)/AFM儀器上測量。2或3種不同尺寸的間距結構係用於氧化物淺盤效應測量。該晶圓係於中心、中間及邊緣晶粒位置測量。
TEOS：SiN選擇性：從該STI CMP研磨組合物獲得的(TEOS移除速率)/(SiN移除速率)係可調的。 工作實施例
在以下的工作實施例中，製備包含0.2重量%的塗覆二氧化鈰的二氧化矽、0.0001重量%至0.05重量%的殺生物劑及去離子水之STI研磨組合物作為基或參考組合物。
該STI CMP研磨組合物包含另外的化學添加物，例如具有不同分子量的結構(a)的聚(甲基丙烯酸) (PMAA)及/或具有約3000分子量的聚丙烯酸銨鹽(PAAAS)。
藉由使用硝酸或氫氧化銨來調節該組合物的pH。 實施例1
在實施例1中，如表1所示般製備該研磨組合物。該組合物的pH為約5.35。
如表1所示，分別以0.10重量%使用分子量約5,000的化學添加物聚(甲基丙烯酸) (PMAA)或其去離子形式(去離子的PMAA)。
測試不同膜的移除速率(移除速率以Å/min為單位)。將結果顯示於表1。
觀察具有5,000分子量的PMAA或其去離子形式對該膜移除速率及選擇性的影響。 表1.添加物對膜移除速率及選擇性的影響
組合物 TEOS移除速率(Å/min.) HDP移除速率(Å/min.) SiN移除速率(Å/min.) TEOS: SiN選擇性
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽 3436 2929 337 10:1
+ 0.1x PMAA 1345 2220 157 9:1
+ 0.1x 去離子的PMAA 1239 2063 137 9:1
如表1所示，添加聚(甲基丙烯酸) (PMAA)的化學添加物或其去離子形式降低了所有測試膜的移除速率。獲得相似的TEOS：SiN膜的研磨選擇性。 實施例2
在實施例2中，如表2所示般製備該研磨組合物。該CMP研磨組合物的pH值為5.35。
以0.10重量%使用分子量為約5,000的化學添加物聚(甲基丙烯酸)。
測試氧化物槽溝100μm及200μm淺盤效應相對於過度研磨量的影響，將結果顯示於表2。 表2. PMAA對氧化物槽溝淺盤效應相對過度研磨量的影響。
組合物 過度研磨量(Å) P100µm槽溝淺盤化速率(Å/min.) P200µm槽溝淺盤化速率(Å/min.)
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽 3006Å/60sec. 985 1165
6012Å/120sec. 913 1132
+ 0.1x PMAA 2377Å/60sec. 224 327
4754Å/120sec. 295 388
如表2中所示的結果，將0.1重量%的分子量5,000的PMAA添加到具有0.2重量%塗覆二氧化鈰的二氧化矽研磨料的參考組STI CMP研磨組合物中顯著降低氧化物槽溝淺盤效應，對於二不同尺寸的氧化物槽溝特徵而言，該氧化物槽溝淺盤效應的降低均大於100%。
相對於不同氧化物膜過度研磨厚度，使用分子量5,000的PMAA作為氧化物槽溝淺盤效應降低劑，顯著降低了淺盤效應。 實施例3
在實施例3中，如表3所示般製備該研磨組合物。在所列的研磨組合物中，在參考樣品及所有三測試樣品中，都使用0.2重量%的塗覆二氧化鈰的二氧化矽作為研磨料。這些組合物各自的pH為約5.35。
分別以0.05重量%、0.1重量%及0.15重量%使用分子量為5,000的去離子的PMAA。
測試那些研磨組合物的移除速率並且顯示於表3。 表3. 具有不同PMAA%的研磨組合物之膜移除速率
組合物 TEOS移除速率(Å/min.) HDP移除速率(Å/min.) SiN移除速率(Å/min.) TEOS: SiN選擇性
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽 3436 2929 337 10:1
+ 0.05x PMAA 1387 2083 111 12:1
+ 0.1x PMAA 1583 2164 130 12:1
+ 0.15x PMAA 1514 2027 116 13:1
如表3所示的結果，當在該研磨組合物中使用不同濃度的PMAA作為化學添加物時，所有三類型的膜移除速率均降低，但是在測試範圍內分子量5,000的PMAA的濃度變化對TEOS、HDP、SiN膜的移除速率則無明顯影響，並且在該研磨組合物中使用PMAA作為化學添加物使TEOS：SiN選擇性稍微提高。
表4列出PMAA濃度對各種尺寸的氧化物槽溝損失速率的影響。 表4. PMAA%對氧化物槽溝損失速率的影響
組合物 P100µm槽溝損失速率(Å/sec.) P200µm槽溝損失速率(Å/sec.)
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽 19.6 21.1
+ 0.05x PMAA 6.4 4.8
+ 0.1x PMAA 2.8 3.7
+ 0.15x PMAA 2.6 3.9
如表4所示，與僅使用0.2重量%塗覆二氧化鈰的二氧化矽參考樣品之研磨組合物相比，當在100μm及200μm的氧化物槽溝特徵上以不同重量%濃度使用PMAA時，該氧化物槽溝損失率顯著降低了。
表4中所示的結果也顯示，與使用0.05重量%PMAA作為化學添加物的研磨組合物相比，當使用0.1重量%或0.15重量%的PMAA濃度時，獲得顯著的氧化物槽溝損失速率。
表5列出PMAA濃度對各種尺寸的氧化物槽溝淺盤化速率的影響。 表5. PMAA%對氧化物槽溝淺盤化速率的影響
組合物 P100µm槽溝淺盤化速率 (Å/sec.) P200µm槽溝淺盤化速率 (Å/sec.)
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽 6.3 8.9
+ 0.05x PMAA 2.6 3.8
+ 0.1x PMAA 1.9 2.6
+ 0.15x PMAA 1.3 3.0
如表5所示的結果，與僅使用0.2重量%塗覆二氧化鈰的二氧化矽研磨料為主的研磨組合物，在用該研磨組合物獲得的此二氧化物槽溝特徵上的淺盤化速率相比，當在100μm及200μm的氧化物槽溝特徵上以0.05重量%、0.1重量%或0.15重量%使用PMAA時，該氧化物槽溝淺盤化速率顯著降低了。 實施例4
在實施例4中，使用0.1 重量%分子量5,000的PMAA及0.2重量%的塗覆二氧化鈰的二氧化矽作為研磨料測試組合物的pH條件對膜移除速率、氧化物槽溝損失速率及氧化物槽溝淺盤化速率的影響。
表6列出pH對膜的影響的結果。 表6. pH對膜移除速率的影響
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽+ 0.1% PMAA TEOS移除速率(Å/min.) HDP移除速率(Å/min.) SiN移除速率(Å/min.) TEOS: SiN選擇性
pH 5.35 1583 2164 130 12:1
pH 6 2125 2476 128 17:1
pH 8 2037 1930 107 19:1
如表6所示的結果，該TEOS膜的移除速率隨著pH從5.35提高到6或從5.35提高到8而提高。該HDP膜的移除速率隨著pH從5.35提高到6而提高，然後，隨著pH從5.35提高到8而稍微降低。該TEOS：SiN選擇性隨著pH分別從5.35提高到6及8而提高。
表7列出該研磨組合物的pH條件對各種尺寸的氧化物槽溝損失速率的影響。 表7. pH條件對氧化物槽溝損失速率的影響
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽+ 0.1% PMAA P100µm槽溝損失速率(Å/sec.) P200µm槽溝損失速率(Å/sec.)
pH 5.35 2.8 3.7
pH 6 4.3 5.8
pH 8 18.4 19.5
pH條件對各種尺寸的氧化物槽溝淺盤化速率的影響列於表8。 表8. pH條件對氧化物槽溝淺盤化速率的影響
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽+ 0.1% PMAA P100µm槽溝淺盤化速率 (Å/sec.) P200µm槽溝淺盤化速率 (Å/sec.)
pH 5.35 1.9 2.6
pH 6 3.1 4.3
pH 8 7.8 9.5
如表7所示，總而言之，在所有測試的氧化物槽溝特徵中，該pH 5.35的組合物顯示出最低的氧化物槽溝損失速率。
如表8所示，總而言之，在所有測試的氧化物槽溝特徵中，該pH 5.35的組合物顯示出最低的氧化物槽溝淺盤化速率。 實施例5
在實施例5中，用具有不同分子量：5,000、15,000及100,000的PMAA進行測試。該組合物包含0.1 重量% PMAA及0.2重量%的塗覆二氧化鈰的二氧化矽作為研磨料。該組合物的pH為5.35。
將由不同分子量的PMAA或聚(甲基丙烯酸)銨鹽(PMAAAM)對該膜移除速率及TEOS：SiN選擇性所得的結果列於表9。 表9. 不同分子量的PMAA或其鹽對膜移除速率及TEOS：SiN選擇性的影響
組合物 TEOS移除速率(Å/min.) HDP移除速率(Å/min.) SiN移除速率(Å/min.) TEOS: SiN選擇性
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽 3867 2718 378 10:1
+ 0.1x PMAA 分子量5K 1544 2377 141 11:1
+ 0.1x PMAAAM  分子量15K 1556 2403 123 13:1
+ 0.1x PMAA  分子量100K 761 1178 104 7:1
如表9所示的結果，使用PMAA或其鹽作為氧化物槽溝淺盤效應降低劑抑制了TEOS、HDP及SiN的移除速率。該TEOS：SiN選擇性保持於高值，並且對於分子量＜100,000的PMAA而言從分子量5K到15K提高了。
測試不同分子量的PMAA或聚(甲基丙烯酸)銨鹽(PMAAAM)作為化學添加物以降低氧化物槽溝淺盤效應。將結果列於表10。 表10. 不同分子量的PMAA或其鹽對氧化物槽溝淺盤化速率的影響
組合物 P100µm槽溝淺盤化速率 (Å/sec.) P200µm槽溝淺盤化速率 (Å/sec.)
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽 8.7 10.3
+ 0.1x PMAA 分子量5K 1.9 2.6
+ 0.1x PMAAAM  分子量15K 3.0 7.6
+ 0.1x PMAA  分子量100K 2.9 4.1
如表10中的結果所示，使用PMAA或其鹽作為氧化物槽溝淺盤效應降低劑在100μm及200μm的氧化物槽溝特徵上提供降低的氧化物槽溝淺盤效應性能。 實施例6
在實施例6中，比較二化學添加物聚丙烯酸銨鹽(PAAAS)相對於PMAA對氧化物研磨組合物性能的影響。
該組合物包含0.2重量%的塗覆二氧化鈰的二氧化矽作為研磨料。使用pH在5.35下的組合物作為參考樣品。
研究在該研磨組合物中作為化學添加物的PAAAS或PMAA對HDP膜及SiN膜移除速率的影響，並且將結果列於表11。
如表11所示的結果，在相同的pH及相同的研磨料濃度條件下，0.1重量%的PAAAS顯著抑制了HDP氧化物膜的移除速率，同時比較在該研磨組合物中使用0.1重量%的PMAA作為化學添加物獲得的HDP膜的移除速率。該組合物中使用的塗覆二氧化鈰的二氧化矽及0.1重量%的PAAAS鹽的組成不能提供可接受的HDP移除速率。 表11. PAA鹽與PMAA對膜移除速率的影響
組合物 空白HDP移除速率(Å/min) 空白PECVD SiN移除速率(Å/min)
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽 2771 359
+ 0.01% PAAAS 2104 51
+0.1% PAAAS 570 107
+0.05% PMAA 2083 111
+0.1% PMAA 2164 130
研究在採用塗覆二氧化鈰的二氧化矽粒子作為研磨料的研磨組合物中作為化學添加物的PAAAS或PMAA對P200μm槽溝移除速率及P200μm槽溝移除速率/空白HDP膜的移除速率比率的影響，並且將結果列於表12。 表12. PAA鹽相對於PMAA對P200槽溝移除速率及P200槽溝移除速率/空白移除速率比率
組合物 P200槽溝移除速率(Å/sec) P200槽溝移除速率(Å/min) P200槽溝移除速率/空白移除速率比率
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽, pH 5.35 19.2 1152 0.42
+0.01% PAAAS 17.6 1057 0.5
+0.1% PAAAS 4.2 250 0.44
+0.05% PMAA 4.8 285 0.14
+0.1% PMAA 3.7 224 0.1
如表12所示，在相同pH及相同研磨料濃度條件下，使用0.05重量%或0.1重量% PMAA作為化學添加物鹽的研磨組合物使P200mm槽溝移除速率/空白HDP 移除速率比率比由不使用化學添加物的參考樣品或使用0.01重量%或0.1重量%的PAAAS作為化學添加物的研磨組合物獲得的比率顯著降低。
不同尺寸的氧化物槽溝移除速率/空白氧化物膜移除速率比率係判斷氧化物研磨組合物在用於氧化物研磨CMP應用時是否能夠提供較低氧化物淺盤效應的關鍵參數。一般而言，此比率越小，該氧化物槽溝淺盤效應越低。
研究在採用塗覆二氧化鈰的二氧化矽粒子作為研磨料的研磨組合物中作為化學添加物的PAAAS或PMAA對P200µm槽溝淺盤效應的影響相對於過度研磨移除量的關係，並且將結果列於表13。 表13. PAA鹽相對於PMAA對P200槽溝淺盤效應的影響相對於過度研磨量的關係。
組合物 空白HDP移除速率(Å/min) P200 淺盤效應 (Å), 1000A 過度研磨量. P200 淺盤效應 (Å), 1500A 過度研磨量.
0.19%塗覆二氧化鈰的二氧化矽+ 0.14% PAAAS 1974 228 371
0.2%塗覆二氧化鈰的二氧化矽+ 0.1% PMAA 2220 44 52
如表13所示的結果，在相同的pH及相同的研磨料濃度條件下，將該HDP膜的移除速率調節至類似的移除速率，使該槽溝淺盤效應數據相對於該過度研磨的移除量可相對地比較。
該P200µm淺盤效應相對於二不同過度研磨的移除量之關係證實，與使用PAAAS作為該研磨組合物中的化學添加物時相對於過度研磨量之槽溝淺盤效應相比，使用PMAA作為化學添加物時相對於過度研磨量之顯著較低的氧化物槽溝淺盤效應。
實施例6顯示在相同的pH及相同的研磨料濃度下，與使用PAAAS作為化學添加物的研磨組合物相比，使用PMAA作為化學添加物的研磨組合物提供顯著降低的氧化物槽溝淺盤效應。
以上列出的本發明的具體實例，包括工作實施例，示範可由本發明完成的許多具體實施例。預期可使用許多其他製程配置，並且該製程中使用的材料可從已具體揭示的材料之外的多種材料中選出。
Figure 109135359-A0101-11-0002-1

Claims (22)

  1. 一種化學機械研磨組合物，其包含： 塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子； 氧化物槽溝淺盤效應降低劑，其係選自由有機聚合物酸、其酯衍生物、其鹽及其組合所組成的群組； 水性溶劑；及 視需要地 殺生物劑；及 pH調節劑； 其中 該組合物具有3至10的pH；而且 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有如下所示的一般分子結構：
    Figure 03_image001
    ， 其中R1及R2係各自獨立地選自由氫及烷基Cm H₂m ₊₁所組成的群組並且m為1至4；R3係烷基Cm H₂m ₊₁並且m為1至4；R4係選自由氫、烷基Cm H₂m ₊₁ (m為1至4)、金屬離子及銨離子所組成的群組；而且n係經選擇以得到1,000至1,000,000的分子量。
  2. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係選自由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的氧化鋁、塗覆二氧化鈰的二氧化鈦、塗覆二氧化鈰的氧化鋯粒子及其組合所組成的群組； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有選自由以下所組成的群組之的一般分子結構： (a) 當R1、R2及R4為氫原子且R3為甲基時的聚(甲基丙烯酸)；
    Figure 03_image003
    (b) 當R1及R2為氫原子，R3為甲基，而且R4為金屬離子或銨M+ 時的聚(甲基丙烯酸)鹽；
    Figure 03_image005
    (c) 當R1及R2為氫原子，R3及R4為甲基時的聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)；
    Figure 03_image007
    (d) 當Rl及R2為氫原子，R3為甲基，且R4為乙基時的聚(甲基丙烯酸乙酯) (PEMA)；
    Figure 03_image009
    (e) 當R1及R4為氫，R2及R3為甲基時的2-甲基-聚(甲基丙烯酸)；
    Figure 03_image011
    及其組合；而且 該水性溶劑係選自由去離子(DI)水、蒸餾水及含醇有機水性溶劑所組成的群組。
  3. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該化學機械研磨組合物另外包含以下至少其一： 具有活性成分的殺生物劑，該活性成分係選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組；及 用於酸性pH條件的pH調節劑，其係選自由硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸及其組合所組成的群組；或用於鹼性pH條件的pH調節劑，其係選自由氫化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四烷基銨、有機季銨氫氧化物化合物、有機胺及其組合。
  4. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽及其組合所組成； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有1,200至100,000的分子量，並且係選自由聚(甲基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)鹽及其組合所組成的群組； 該水性溶劑係去離子(DI)水；而且 該化學機械研磨組合物具有3.5至9的pH。
  5. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該化學機械研磨組合物包含 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係選自由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽及其組合所組成的群組； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有1,500至15000的分子量，並且係選自由聚(甲基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)鹽及其組合所組成的群組； 去離子(DI)水； 具有活性成分的殺生物劑，該活性成分係選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組； 硝酸或氫氧化銨；而且 該化學機械研磨組合物具有4至7的pH。
  6. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其包含塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽；具有1,200至100,000的分子量的聚(甲基丙烯酸)；去離子(DI)水；並且該化學機械研磨組合物具有3.5至9的pH。
  7. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該化學機械研磨組合物包含 塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽； 具有1,200至100,000的分子量的聚(甲基丙烯酸)； 去離子(DI)水； 具有活性成分的殺生物劑，該活性成分係選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組； 硝酸或氫氧化銨；而且 該化學機械研磨組合物具有4至7的pH。
  8. 一種對具有至少一包含矽氧化物膜的表面的半導體基材進行化學機械研磨(CMP)之方法，其包含 提供該半導體基材； 提供研磨墊； 提供該化學機械研磨(CMP)組合物，其包含 塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子； 氧化物槽溝淺盤效應降低劑，其係選自由有機聚合物酸、其酯衍生物、其鹽及其組合所組成的群組； 水性溶劑；及 視需要地 殺生物劑；及 pH調節劑； 其中 該組合物具有3至9的pH；而且 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有如下所示的一般分子結構：
    Figure 03_image001
    ， 其中R1及R2係各自獨立地選自由氫及烷基Cm H₂m ₊₁所組成的群組並且m為1至4；R3係烷基Cm H₂m ₊₁並且m為1至4；R4係選自由氫、烷基Cm H₂m ₊₁ (m為1至4)、金屬離子及銨離子所組成的群組；而且n係經選擇以得到1,000至1,000,000的分子量； 使該半導體基材的至少一表面與該研磨墊及該化學機械研磨組合物接觸；以及 研磨該至少一包含矽氧化物膜的表面； 其中該矽氧化物膜係選自由化學氣相沉積(CVD)、電漿強化CVD (PECVD)、高密度沉積CVD (HDP)或旋塗矽氧化物膜所組成的群組。
  9. 如請求項8之方法，其中 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係選自由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的氧化鋁、塗覆二氧化鈰的二氧化鈦、塗覆二氧化鈰的氧化鋯粒子及其組合所組成的群組； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有選自由以下所組成的群組之的一般分子結構： (a) 當R1、R2及R4為氫原子且R3為甲基時的聚(甲基丙烯酸)；
    Figure 03_image003
    (b) 當R1及R2為氫原子，R3為甲基，而且R4為金屬離子或銨M+ 時的聚(甲基丙烯酸)鹽；
    Figure 03_image005
    (c) 當R1及R2為氫原子，R3及R4為甲基時的聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)；
    Figure 03_image007
    (d) 當Rl及R2為氫原子，R3為甲基，且R4為乙基時的聚(甲基丙烯酸乙酯) (PEMA)；
    Figure 03_image009
    (e) 當R1及R4為氫，R2及R3為甲基時的2-甲基-聚(甲基丙烯酸)；
    Figure 03_image011
    及其組合；而且 該水性溶劑係選自由去離子(DI)水、蒸餾水及含醇有機水性溶劑所組成的群組。
  10. 如請求項8之方法，其中該化學機械研磨組合物另外包含以下至少其一： 具有活性成分的殺生物劑，該活性成分係選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組；及 用於酸性pH條件的pH調節劑，其係選自由硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸及其組合所組成的群組；或用於鹼性pH條件的pH調節劑，其係選自由氫化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四烷基銨、有機季銨氫氧化物化合物、有機胺及其組合。
  11. 如請求項8之方法，其中該化學機械研磨組合物包含 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子，其係選自由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽及其組合所組成的群組； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑，其具有1,200至100,000的分子量，並且係選自由聚(甲基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)鹽及其組合所組成的群組；及 去離子(DI)水。
  12. 如請求項8之方法，其中該化學機械研磨組合物包含 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係選自由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽及其組合所組成的群組； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有1,500至15000的分子量，並且係選自由聚(甲基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)鹽及其組合所組成的群組； 去離子(DI)水； 具有活性成分的殺生物劑，該活性成分係選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組； 硝酸或氫氧化銨；而且 該化學機械研磨組合物具有4至7的pH。
  13. 如請求項8之方法，其中該化學機械研磨組合物包含塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽；具有1,200至100,000的分子量的聚(甲基丙烯酸)；及去離子(DI)水。
  14. 如請求項8之方法，其中該化學機械研磨組合物包含 塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽； 具有1,500至15000的分子量的聚(甲基丙烯酸)； 去離子(DI)水； 具有活性成分的殺生物劑，該活性成分係選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組； 硝酸或氫氧化銨；而且 該化學機械研磨組合物具有4至7的pH。
  15. 如請求項8之方法，其中 該矽氧化物膜係SiO2 膜； 該半導體基材另外具有至少一包含矽氮化物膜的表面；而且 矽氧化物：氮矽化物的移除選擇性大於10。
  16. 一種對具有至少一包含矽氧化物膜的表面的半導體基材進行化學機械研磨(CMP)之系統，其包含 a. 該半導體基材； b. 該化學機械研磨(CMP)組合物，其包含 塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子； 氧化物槽溝淺盤效應降低劑，其係選自由有機聚合物酸、其酯衍生物、其鹽及其組合所組成的群組； 水性溶劑；及 視需要地 殺生物劑；及 pH調節劑； 其中 該組合物具有3至9的pH；而且 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有如下所示的一般分子結構：
    Figure 03_image001
    ， 其中R1及R2係各自獨立地選自由氫及烷基Cm H₂m ₊₁所組成的群組並且m為1至4；R3係烷基Cm H₂m ₊₁並且m為1至4；R4係選自由氫、烷基Cm H₂m ₊₁ (m為1至4)、金屬離子及銨離子所組成的群組；而且n係經選擇以得到1,000至1,000,000的分子量； c. 研磨墊； 其中該矽氧化物膜係選自由化學氣相沉積(CVD)、電漿強化CVD (PECVD)、高密度沉積CVD (HDP)或旋塗矽氧化物膜所組成的群組；並且使該至少一包含矽氧化物膜的表面與該研磨墊及該化學機械研磨組合物接觸。
  17. 如請求項16之系統，其中 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係選自由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的氧化鋁、塗覆二氧化鈰的二氧化鈦、塗覆二氧化鈰的氧化鋯粒子及其組合所組成的群組； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有選自由以下所組成的群組之的一般分子結構： (a) 當R1、R2及R4為氫原子且R3為甲基時的聚(甲基丙烯酸)；
    Figure 03_image003
    (b) 當R1及R2為氫原子，R3為甲基，而且R4為金屬離子或銨M+ 時的聚(甲基丙烯酸)鹽；
    Figure 03_image005
    (c) 當R1及R2為氫原子，R3及R4為甲基時的聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)；
    Figure 03_image007
    (d) 當Rl及R2為氫原子，R3為甲基，且R4為乙基時的聚(甲基丙烯酸乙酯) (PEMA)；
    Figure 03_image009
    (e) 當R1及R4為氫，R2及R3為甲基時的2-甲基-聚(甲基丙烯酸)；
    Figure 03_image011
    及其組合；而且 該水性溶劑係選自由去離子(DI)水、蒸餾水及含醇有機水性溶劑所組成的群組。
  18. 如請求項16之系統，其中該化學機械研磨組合物另外包含以下至少其一： 具有活性成分的殺生物劑，該活性成分係選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組；及 用於酸性pH條件的pH調節劑，其係選自由硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸及其組合所組成的群組；或用於鹼性pH條件的pH調節劑，其係選自由氫化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四烷基銨、有機季銨氫氧化物化合物、有機胺及其組合。
  19. 如請求項16之系統，其中該化學機械研磨組合物包含 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子，其係選自由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽及其組合所組成的群組； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑，其具有1,200至100,000的分子量，並且係選自由聚(甲基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)鹽及其組合所組成的群組；及 去離子(DI)水。
  20. 如請求項16之系統，其中該化學機械研磨組合物包含 該塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係選自由塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽、塗覆二氧化鈰的高純度膠態二氧化矽及其組合所組成的群組； 該氧化物槽溝淺盤效應降低劑具有1,500至15000的分子量，並且係選自由聚(甲基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)鹽及其組合所組成的群組； 去離子(DI)水； 具有活性成分的殺生物劑，該活性成分係選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組； 硝酸或氫氧化銨；而且 該化學機械研磨組合物具有4至7的pH。
  21. 如請求項16之系統，其中該化學機械研磨組合物包含 塗覆二氧化鈰的膠態二氧化矽；具有1,500至15000的分子量的聚(甲基丙烯酸)；具有選自由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及其組合所組成的群組之活性成分的殺生物劑；硝酸或氫氧化銨；去離子(DI)水；而且該化學機械研磨組合物具有4至7的pH。
  22. 如請求項16之系統，其中 該矽氧化物膜係SiO2 膜； 該半導體基材另外具有至少一包含矽氮化物膜的表面，其中該至少一包含矽氮化物膜的表面與該研磨熱及該化學機械研磨組合物接觸；而且 當用該研磨墊及該化學機械研磨組合物研磨該至少一包含矽氧化物膜的表面及該至少一包含氮化矽膜的表面時，矽氧化物：氮矽化物的移除選擇性大於10。
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