TWI611049B - 腐蝕抑制劑及相關組合物及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供抑制含有金屬之基板之腐蝕的方法。該基板可呈任何適合形式。在一些實施例中，該金屬為鈷。在一些實施例中，該等方法可用於半導體晶圓。本發明亦提供拋光基板之化學機械拋光組合物及方法。腐蝕抑制劑可用於本文中所揭示之該等方法及組合物中。該抑制劑包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合。

Description

腐蝕抑制劑及相關組合物及方法 相關申請案之交叉參考
本專利申請案主張2014年10月21日申請之美國臨時專利申請案第62/066,484號及2015年7月28日申請之美國臨時專利申請案第62/198,013號的權益，該等臨時專利申請案係以引用之方式併入。
在存在水之情況下的金屬之腐蝕在多種行業中為具挑戰性且常見之問題。腐蝕可為普遍化的或局部化的。腐蝕可為嚴重的問題，此係由於其可藉由損壞製品之結構且最終甚至致使一些產品無用而造成製品之劣化。允許腐蝕並不具成本效益且可抑制生產力。對於維護經受腐蝕之基礎結構、機械及產品，理解及防止腐蝕已被證實為困難的挑戰。
舉例而言，腐蝕可為問題之一個領域為在積體電路及其他電子裝置之製造中。通常，多個導電、半導電及介電材料層沈積至基板表面上或自基板表面移除。隨著材料層依序地沈積至基板上及自基板移除，基板之最上部表面可變得非平坦且要求平坦化。平坦化表面或「拋光」表面為藉以自基板之表面移除材料以形成大體上均勻平坦表面的製程。平坦化可用於移除不當的表面構形及表面缺陷，諸如粗糙表面、經聚結材料、晶格損壞、刮痕及受污染層或材料。平坦化亦可用於藉由移除過量的經沈積材料而在基板上形成特徵，該經沈積材料 用以填充該等特徵且針對後續等級之金屬化及處理而提供均勻表面。
用於平坦化或拋光基板之表面的組合物及方法在此項技術中係熟知的。化學機械平坦化或化學機械拋光(CMP)為用以平坦化基板之常見技術。CMP利用被稱為CMP組合物或更簡單地被稱為拋光組合物(亦被稱作拋光漿料)之化學組合物以用於自基板選擇性地移除材料。通常藉由使基板之表面與飽含拋光組合物之拋光墊(例如，拋光布或拋光盤)接觸而將拋光組合物施加至基板。通常藉由拋光組合物之化學活動及/或懸浮於拋光組合物中或併入至拋光墊(例如，固定研磨劑拋光墊)中之研磨劑之機械活動而進一步輔助基板之拋光。
鈷(Co)之化學機械拋光在進階電路整合技術中正變得愈加重要。儘管經設計用於拋光銅(Cu)之組合物在此項技術中係已知的，但此等拋光組合物並不始終針對鈷提供令人滿意的拋光效能同時將腐蝕管理至所要位準之組合。銅腐蝕抑制劑可不充分地保護鈷表面免於不良的化學侵蝕及蝕刻。
仍需要抑制基板(包括(例如)含有鈷之基板)之腐蝕的方法。亦需要提供有效鈷移除速率同時遏止鈷之腐蝕的拋光組合物及方法。本發明提供此等拋光組合物及方法。本發明之此等及其他優勢以及額外發明性特徵將自本文中所提供的本發明之描述顯而易見。
在一個態樣中，本發明提供一種抑制含有金屬之基板之腐蝕的方法。該方法包含下者、由下者組成或基本上由下者組成：使該基板與包含抑制劑之水性組合物接觸，該抑制劑包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合。在一些實施例中，該組合物具有自約3至約8.5之pH。
在另一態樣中，本發明提供一種化學機械拋光組合物。該組合物 包含下者、由下者組成或基本上由下者組成：(a)研磨劑；(b)速率加速劑；(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合；(d)氧化劑；及(e)水性載劑。
在另一態樣中，本發明提供一種拋光基板之方法。該方法包含下者、由下者組成或基本上由下者組成：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光組合物；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分以拋光該基板。該化學機械拋光組合物可包含：(a)研磨劑；(b)速率加速劑；(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合；(d)氧化劑；及(e)水性載劑。
在另一態樣中，本發明提供一種拋光基板之方法。該方法包含下者、由下者組成或基本上由下者組成：(i)提供基板，其中該基板包含鈷層；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光組合物；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該鈷層之至少一部分以拋光該基板。該化學機械拋光組合物可包含：(a)研磨劑；(b)速率加速劑；(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合；(d)氧化劑；及(e)水性載劑。
圖1為靜態蝕刻速率(SER)(Y軸)相對於各種肌胺酸酯化合物之抑制劑濃度(微莫耳)(X軸)的圖形，如本文中之實例3中所描述。
圖2為各種腐蝕抑制劑(X軸)之鈷(Co)移除速率(RR)(Y軸)的條形 圖，如本文中之實例4中所描述。
圖3為Co移除速率(Y軸)相對於兩種肌胺酸酯腐蝕抑制劑之濃度(mM)(X軸)的圖形，如本文中之實例5中所描述。
抑制腐蝕之方法
在一個態樣中，本發明提供一種抑制含有金屬之基板之腐蝕的方法。該方法包含使基板與包含抑制劑之水性組合物接觸，抑制劑包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合。本文中提供此等類型之成分中之每一者的實例，且其將由一般技術者容易地理解。在一些實施例中，例如，對於與含鈷基板相關之應用，抑制劑包括於具有自約3至約8.5之pH的水性組合物中。本發明亦提供拋光基板之化學機械拋光組合物及方法，如下文中進一步所描述。
基板
抑制腐蝕之方法對於多種金屬具有效用，且可用於跨越不同行業之多種應用中。在一些實施例中，在金屬為鈷或含鈷合金之情況下可使用抑制腐蝕之方法。基板可為需要腐蝕抑制之任何適合基板。作為實例且並不意欲為任何限制，抑制腐蝕之方法可用於如本文中所描述之化學機械拋光中，例如，在基板為體現積體電路或其他電子裝置之半導體晶圓的情況下。晶圓通常包含(例如)下者或由(例如)下者組成：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。
然而，將理解，抑制腐蝕之方法可用於其他應用，包括金屬加工或金屬切削應用。本發明之方法亦可用於拋光包含鈷及鈷合金之基板，鈷及鈷合金可用於氣渦輪機及噴氣式飛機引擎之渦輪機葉片、矯 形外科植入物、義肢零件(諸如髖部及膝部替換物)、牙科假體、高速鋼鑽頭及永久磁鐵中。
在用於化學機械拋光之實施例中，本發明之方法及組合物在拋光用於積體電路及其他微裝置之製造中的廣泛多種半導體晶圓時具有適用性。在一些實施例中，此等晶圓可屬於習知節點組態，例如，65nm或更小、45nm或更小、32nm或更小等等之技術節點。然而，在一些實施例中，本發明之方法及組合物特別適於進階節點應用(例如，22nm或更小、20nm或更小、18nm或更小、16nm或更小、14nm或更小、12nm或更小、10nm或更小、7nm或更小、5nm或更小等等之技術節點)。將理解，隨著節點技術變得愈來愈進階，在平坦化技術中縮減腐蝕變得愈來愈重要，此係因為腐蝕效應隨著晶圓上之特徵之相對大小變得愈來愈小而具有愈來愈多的影響。由於由本發明之組合物及方法提供的優於此項技術之顯著進階(例如，對於鈷或鈷合金)，根據本發明之一些實施例，可在較少腐蝕之情況下達成愈來愈進階之節點拋光。然而，如所提及，本發明不限於用於進階節點晶圓，且可視需要而在針對其他工件之腐蝕方面具有有益效應。
本發明之方法及組合物可在上文所描述之習知或進階節點處用於具有銅或其他已知金屬(例如，鋁、鎢等等)基板之晶圓。然而，本發明之方法及組合物對於鈷基板具有特別令人驚訝的且出人意料的益處。在進階節點應用中，愈來愈多地強調在電晶體之間用作有效互連之鈷。鈷已被發現為提供顯著優勢，此係因為(例如)鈷能夠化學氣相沈積(CVD)至溝槽中而無缺陷，或充當圍繞銅佈線之襯管。
化學機械拋光組合物
在另一態樣中，本發明提供一種化學機械拋光(CMP)組合物，其包含下者、由下者組成或基本上由下者組成：(a)研磨劑，其包含陰離子粒子；(b)速率加速劑；(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性界面活性 劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合；(d)氧化劑；及(e)水性載劑。
雖然不希望受到任何特定理論束縛，但咸信，本發明之拋光組合物用以在基板表面上形成二維膜。該膜錨定至基板且保護基板免於腐蝕。令人驚訝地且出人意料地，本發明之拋光組合物使用陰離子界面活性劑以鈍化陽離子帶電荷表面以保護基板免於腐蝕，同時在一些實施例中亦提供所要拋光移除速率。本發明之實施例可(例如)藉由使用界面活性劑作為腐蝕抑制劑以保護基板而形成疏水性膜。此膜特別適合於保護鈷。用於保護銅基板之習知系統已與銅形成聚合錯合物(例如，使用諸如苯并三唑(BTA)之芳族唑)，而本發明令人驚訝地且出人意料地達成有益的腐蝕抑制而未形成此錯合物且未使用此芳族唑，而是藉由形成上文所提及之二維膜。然而，將瞭解，拋光組合物不限於用於鈷，且可用於包括鎢、鋁、銅及其類似者之其他金屬基板。下文論述拋光組合物之個別組分。
研磨粒子
拋光組合物包含研磨劑(亦即，一或多種研磨劑)。研磨劑可為呈粒子之形式之任何適合研磨劑或研磨劑組合。在較佳實施例中，研磨粒子理想地為陰離子。舉例而言，研磨粒子可為氧化鋁粒子、二氧化矽粒子，或其組合。在一些實施例中，研磨粒子為或包括氧化鋁粒子，諸如α氧化鋁粒子，其中α氧化鋁粒子之表面之至少一部分被塗佈有帶負電荷聚合物或共聚物。更佳地，研磨粒子為或包括二氧化矽粒子，諸如膠態二氧化矽粒子，其理想地為陰離子膠態二氧化矽粒子。
研磨粒子可為任何適合氧化鋁粒子。舉例而言，研磨粒子可為α氧化鋁粒子(亦即，α-氧化鋁)、γ氧化鋁粒子(亦即，γ-氧化鋁)、δ氧化鋁粒子(亦即，δ-氧化鋁)，或煙霧狀氧化鋁粒子。替代地，研磨粒子 可為任何適合氧化鋁粒子，其中氧化鋁粒子不包括α氧化鋁粒子、γ氧化鋁粒子、δ氧化鋁粒子及煙霧狀氧化鋁粒子中之一或多者。
在一些實施例中，研磨粒子可為或包括α氧化鋁粒子。α氧化鋁係指在高於1400℃之高溫下形成之氧化鋁之結晶多晶型物，且通常係指包含約50重量%或更多之α多晶型物之氧化鋁。α氧化鋁在此項技術中係熟知的，且商業上可用於廣泛範圍之粒度及表面積。
在一些實施例中，研磨劑包含α氧化鋁粒子，且α氧化鋁粒子之表面之至少一部分被塗佈有帶負電荷聚合物或共聚物。舉例而言，α氧化鋁之表面之約5重量%或更多(例如，約10重量%或更多、約50重量%或更多、實質上全部，或全部)可被塗佈有帶負電荷聚合物或共聚物。帶負電荷聚合物或共聚物可為任何適合聚合物或共聚物。較佳地，帶負電荷聚合物或共聚物包含選自羧酸、磺酸及膦酸官能基之重複單元。更佳地，帶負電荷聚合物或共聚物包含選自以下各者之重複單元：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、乙烯基磺酸、2-(甲基丙烯醯氧基)乙磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯膦酸、磷酸2-(甲基丙烯醯基氧基)乙基酯，及其組合。最佳地，帶負電荷聚合物或共聚物為聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸。由於α氧化鋁粒子通常具有帶正電荷表面，故聚合物或共聚物與α氧化鋁粒子之締合引起聚合物或共聚物上之酸性官能基之至少部分的去質子化，因此致使與α氧化鋁粒子締合之聚合物或共聚物帶負電荷。
氧化鋁粒子可具有任何適合粒度。粒子之粒度為涵蓋粒子之最小球體之直徑。可使用任何適合技術(例如，使用雷射繞射技術)來量測氧化鋁粒子之粒度。適合之粒度量測儀器可購自諸如Malvern Instruments(英國馬爾文)及Horiba Instruments(日本京都)。氧化鋁粒子可具有約10nm或更大之平均粒度，例如，約20nm或更大、約30 nm或更大、約40nm或更大，或約50nm或更大。替代地，或另外，氧化鋁粒子可具有約1000nm或更小之平均粒度，(例如，約750nm或更小、約500nm或更小、約250nm或更小、約200nm或更小、約150nm或更小，或約100nm或更小。因此，氧化鋁粒子可具有在由前述端點中之任何兩者界限之範圍內的平均粒度。舉例而言，氧化鋁粒子可具有約10nm至約1000nm之平均粒度，例如，約25nm至約750nm、約40nm至約500nm、約50nm至約250nm、約50nm至約150nm，或約50nm至約125nm。
根據較佳實施例，粒子為或包括二氧化矽粒子。舉例而言，研磨粒子可為膠態二氧化矽粒子。膠態二氧化矽粒子通常為非聚集的個別離散粒子，其通常為球形或近球形形狀，但可具有其他形狀(例如，具有大體上橢圓形、正方形或矩形橫截面之形狀)。此等粒子通常在結構上不同於煙霧狀粒子，該等煙霧狀粒子係經由熱解或火焰水解製程而製備且為聚集的初始粒子之鏈狀結構。替代地，研磨粒子可為任何適合二氧化矽粒子，其中二氧化矽粒子不包括膠態二氧化矽粒子。
更佳地，研磨粒子為膠態二氧化矽粒子。理想地，膠態二氧化矽粒子為經沈澱或縮合聚合二氧化矽，其可使用為一般技術者所知之任何方法而製備，諸如藉由溶膠凝膠方法或藉由矽酸根離子交換。經縮合聚合二氧化矽粒子通常係藉由縮合Si(OH)4以形成實質上球形粒子而製備。前驅體Si(OH)4可(例如)藉由水解高純度烷氧矽烷或藉由酸化水性矽酸酯溶液而獲得。此等研磨粒子可根據美國專利5,230,833而製備，或可作為各種市售產品中之任一者而獲得，諸如Akzo-Nobel BINDZILTM二氧化矽產品及Nalco二氧化矽產品，以及可購自DuPont、Bayer、Applied Research、Nissan Chemical、Fuso及Clariant之其他相似產品。
膠態二氧化矽粒子可具有任何適合表面電荷。較佳地，膠態二氧 化矽粒子為陰離子膠態二氧化矽粒子。「陰離子」意謂膠態二氧化矽粒子在拋光組合物之pH下具有負表面電荷。膠態二氧化矽粒子可在其天然狀態下在拋光組合物之pH下為陰離子，或可使用為一般技術者所知之任何方法而致使膠態二氧化矽粒子在拋光組合物之pH下為陰離子，諸如(例如)藉由表面金屬摻雜(例如，藉由與鋁離子摻雜)，或藉由運用繫栓有機酸、繫栓硫基酸或繫栓磷基酸之表面處理。
二氧化矽粒子可具有任何粒度。粒子之粒度為涵蓋粒子之最小球體之直徑。可使用任何適合技術(例如，使用雷射繞射技術)來量測二氧化矽粒子之粒度。適合之粒度量測儀器可購自諸如Malvern Instruments(英國馬爾文)及Horiba Instruments(日本京都)。二氧化矽粒子可具有約1nm或更大之平均粒度，例如，約2nm或更大、約4nm或更大、約5nm或更大、約10nm或更大、約20nm或更大、約25nm或更大、約50nm或更大，或約75nm或更大。替代地，或另外，二氧化矽粒子可具有約1000nm或更小之平均粒度，例如，約750nm或更小、約500nm或更小、約300nm或更小、約250nm或更小、約120nm或更小、約150nm或更小、約100nm或更小，或約75nm或更小。因此，二氧化矽粒子可具有在由前述端點中之任何兩者界限之範圍內的平均粒度。舉例而言，二氧化矽粒子可具有約1nm至約1000nm之平均粒度，例如，約4nm至約750nm、約10nm至約500nm、約20nm至約300nm，或約50nm至約120nm。
研磨劑係以任何適合量而存在於拋光組合物中。舉例而言，在一些實施例中，可以約10重量%或更少之量包括研磨劑，諸如自約1重量%至約10重量%，例如，自約1重量%至約8重量%、自約1重量%至約6重量%、自約2重量%至約8重量%、自約2重量%至約6重量%等等。
然而，令人驚訝地，本發明之實施例允許出人意料地低含量之研 磨劑以達成所要移除速率而無需較高量之研磨劑及機械力，特別是在基板含有鈷之實施例中。因此，在一些實施例中，以自約0.05重量%至約1重量%之濃度包括研磨劑，例如，自約0.05重量%至約1重量%、自約0.05重量%至約0.8重量%、自約0.05重量%至約0.6重量%、自約0.05重量%至約0.4重量%、自約0.05重量%至約0.2重量%、自約0.1重量%至約1重量%、自約0.1重量%至約0.8重量%、自約0.1重量%至約0.6重量%、自約0.1重量%至約0.4重量%、自約0.2重量%至約1重量%、自約0.2重量%至約0.8重量%、自約0.2重量%至約0.6重量%、自約0.2重量%至約0.4重量%、自約0.4重量%至約1重量%、自約0.4重量%至約0.8重量%、自約0.4重量%至約0.6重量%等等。
腐蝕抑制劑
根據較佳實施例，腐蝕抑制劑(例如，用於鈷或用於其他金屬)為兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物(例如，諸如脂肪酸胺基酸醯胺之胺基酸醯胺)、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯或其任何組合中之一或多者。在一些實施例中，腐蝕抑制劑被視為界面活性劑，此係因為其具有親水性首基及疏水性尾，從而致使其為表面活性的。
在一些實施例中，腐蝕抑制劑之特徵為下式：X-R2，其中X=陰離子首基，且R2=碳數n之脂族基。在一些實施例中，n大於7。在一些實施例中，n為自約12至約24(例如，約12至約22、約12至約20、約12至約18、約12至約16，或約12至約14)。然而，在一些實施例中，視需要，n可較低(例如，自約8至約24)。X可為任何適合陰離子首基，諸如胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯、磺酸酯，膦酸酯等等。
在一實施例中，腐蝕抑制劑包含陰離子首基及脂族尾基，例如，C8-C24脂族尾基，諸如C10-C22、C10-C20、C10-C18、C10-C16、C10-C14或 C12-C14脂族尾基。在一實施例中，腐蝕抑制劑(例如，用於鈷)包含陰離子首基及C9-C14脂族尾基，例如，C9-C14烷基或C9-C14烯基尾基。將理解，如本文中貫穿全文所定義，「脂族」係指烷基、烯基或炔基，且可被取代或未被取代以及飽和或不飽和，例如，十八烷醯、油醇、亞油烯基(linoleyl)或次亞油烯基(linolenyl)全部為C18脂族基。因此，術語脂族亦係指具有保持基團之疏水性之雜原子取代物的鏈。腐蝕抑制劑可為單一化合物，或可為兩種或兩種以上化合物之組合。
在一較佳實施例中，腐蝕抑制劑(例如，用於鈷)為或包含肌胺酸衍生物，其具有以下結構：R-CON(CH3)CH2COOH，其中CON(CH3)CH2COOH形成首基，且R形成尾基。在一些實施例中，R基團為C8-C20脂族基且可為C9-C20烷基或C9-C20烯基，例如，C9烷基、C10烷基、C11烷基、C12烷基、C13烷基、C14烷基、C15烷基、C16烷基、C17烷基、C18烷基、C19烷基、C20烷基、C9烯基、C10烯基、C11烯基、C12烯基、C13烯基、C14烯基、C15烯基、C16烯基、C17烯基、C18烯基、C19烯基，或C20烯基。因此，舉例而言，R基團可為C9-C14脂族基、C13-C20脂族基，或C15-C17脂族基。
在腐蝕抑制劑(例如，用於鈷)為肌胺酸衍生物之較佳實施例中，出於碳計數之目的，尾基之習知命名包括R基團所附著之羰基。因此，舉例說明，C12肌胺酸酯係指肌胺酸月桂醯基酯，且C18肌胺酸酯係指(例如)肌胺酸十八醯基酯或肌胺酸油醯基酯。
當尾基為烯基(其中雙鍵不在尾基之端處)時，烯基可具有E組態或Z組態，或可為E異構物與Z異構物之混合物。腐蝕抑制劑可為單一化合物，或可為具有陰離子首基及C8-C20脂族尾基之兩種或兩種以上化合物之混合物或為具有C7-C19脂族R基團的如本文中所描述之兩種或兩種以上肌胺酸衍生物之混合物，其限制條件為約75重量%或更多(例如，約80重量%或更多、約85重量%或更多、約90重量%或更多， 或約95重量%或更多)之該等化合物包含陰離子首基及C10-C14脂族尾基或為具有C9-C13脂族R基團之肌胺酸衍生物。將瞭解，取決於拋光組合物之pH，前述肌胺酸衍生物可以鹽(例如，金屬鹽、銨鹽或其類似者)之形式、酸之形式或作為其酸與鹽之混合物而存在。肌胺酸衍生物之酸或鹽形式或其混合物適合用於製備拋光組合物。
在一些實施例中，腐蝕抑制劑可為或包括陰離子界面活性劑，其包括(例如)適合之胺基酸衍生物，諸如胺基酸醯胺及/或脂肪酸胺基酸，特別是脂肪酸胺基酸胺。在一些實施例中，胺基酸衍生物呈肌胺酸之脂肪酸衍生物之形式，包括其鹽，亦即，如上文所描述之肌胺酸酯。肌胺酸酯之實例包括(例如)肌胺酸N-椰油醯基酯、肌胺酸N-月桂醯基酯、肌胺酸N-十八醯基酯、肌胺酸N-油醯基酯、肌胺酸N-肉豆蔻醯基酯、N-月桂醯基肌胺酸鉀、其鹽，或其任何組合。
在一些實施例中，胺基酸衍生物為呈脂肪酸胺基酸醯胺之形式的胺基酸醯胺，其為或包括甘胺酸衍生物，諸如(例如)脂肪酸胺基酸醯胺，諸如C8-C18甘胺酸(例如，C8-C18脂族甘胺酸，諸如C8-C16、C10-C14、C10-C12、C12-C16、C12-C18脂族甘胺酸等等)。實例包括N-月桂醯基甘胺酸、N-肉豆蔻醯基甘胺酸、N-十六醯基甘胺酸，或其組合。
在一些實施例中，胺基酸衍生物為呈脂肪酸胺基酸之形式的醯胺，其包含丙胺酸酯化合物，諸如C8-C18丙胺酸酯(例如，C8-C18脂族丙胺酸酯，諸如C8-C16、C10-C14、C10-C12、C12-C16、C12-C18脂族丙胺酸酯等等)，諸如丙胺酸N-月桂醯基酯、丙胺酸N-肉豆蔻醯基酯、N-椰油醯基丙胺酸鉀、任何其鹽，或其任何組合。在一些實施例中，胺基酸衍生物為呈脂肪酸胺基酸醯胺之形式的胺基酸醯胺，其包含麩胺酸化合物，諸如C8-C18麩胺酸(例如，C8-C18脂族麩胺酸，諸如C8-C16、C10-C14、C10-C12、C12-C16、C12-C18脂族麩胺酸等等)，諸如麩胺 酸N-月桂醯基酯、麩胺酸N-椰油醯基酯、N-椰油醯基麩胺酸鉀、其任何鹽，或其任何組合。
腐蝕抑制劑可為或包括其他陰離子界面活性劑，諸如磷酸酯、羥乙磺酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，硫酸酯等等中之一或多者。磷酸酯作為腐蝕抑制劑係理想的，此係因為其特徵為磷酸根(經由零個、一個或多個乙二醇單元而附著至脂族鏈之陰離子首基)。任何適合磷酸酯可用以抑制鈷腐蝕，該磷酸酯包括(例如)C8-C18脂族磷酸酯，諸如C8-C16、C10-C14、C10-C12、C12-C16、C12-C18脂族磷酸酯，例如，C18烯基磷酸酯，諸如油醇磷酸酯、油醇醚-3-磷酸酯、油醇醚-10-磷酸酯，或其任何組合。
在一些實施例中，腐蝕抑制劑可為或包括羧酸酯化合物。如本文中所定義，羧酸酯包括羧酸，此係由於：將瞭解，取決於拋光組合物之pH，此等化合物可以鹽(例如，金屬鹽、銨鹽，或其類似者)之形式、酸之形式或作為其酸與鹽之混合物而存在。此等化合物之酸或鹽形式或其混合物適合用於製備拋光組合物。可利用任何適合羧酸，包括(例如)C8-C18羧酸(例如，C8-C18脂族羧酸，諸如C8-C16、C10-C14、C10-C12、C12-C16、C12-C18脂族羧酸等等)，包括(例如)癸酸、十二酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、其任何鹽、其任何結構異構物，或其任何組合。如本文中所定義之結構異構物將被理解為係指具有相同實驗式但具有不同連接性之脂族基。舉例而言，3-乙基癸基為正十二烷基之結構異構物。
膦酸酯化合物為根據本發明之實施例的另一適合類型之所要腐蝕抑制劑(單獨地或結合其他者)。如本文中所定義，膦酸酯包括膦酸，此係由於：將瞭解，取決於拋光組合物之pH，此等化合物可以鹽(例如，金屬鹽、銨鹽，或其類似者)之形式、酸之形式或作為其酸與鹽之混合物而存在。此等化合物之酸或鹽形式或其混合物適合用於製備 拋光組合物。可利用任何適合膦酸，包括(例如)C8-C18膦酸酯(例如，C8-C18脂族膦酸酯，諸如C8-C16、C10-C14、C10-C12、C12-C16、C12-C18脂族膦酸酯等等)，諸如辛基膦酸、十四烷基膦酸、十六烷基膦酸、其任何結構異構物，或其任何組合。如本文中所定義的此等膦酸酯之結構異構物將被理解為係指脂族膦酸酯，其中具有相同實驗式但具有不同連接性之脂族基係可用的。舉例而言，膦酸3-乙基癸基酯為膦酸正十二烷基酯之結構異構物。
在一些實施例中，抑制劑可為或包括磺酸酯化合物。舉例而言，磺酸酯可為磺酸(在上文針對羧酸酯及膦酸酯所描述之相似鹽-酸形式下)、脂族磺酸酯，例如C8-C18磺酸酯(例如，C8-C16、C10-C14、C10-C12、C12-C16、C12-C18脂族磺酸酯等等)，包括(例如)1-十六烷磺酸酯、烯烴磺酸酯，或其組合。烯烴磺酸酯(例如，磺酸烯基酯)可具有任何適合烯基，例如，C8-C24烯基，諸如C10-C20烯基、C12-C18烯基、C14-C16烯基等等。在一些實施例中，磺酸酯可為非金屬複合鹽磺酸烷基酯或金屬鹽磺酸烷基酯，例如，C14-17第二烷基磺酸鹽或磺酸第二烷基酯之結構異構物，亦即，直鏈磺酸烷基酯。鹽可由非金屬錯離子(諸如銨、烷基銨)或任何適合金屬(諸如鉀、銫、鈉、鋰等等)形成。
在一個實施例中，腐蝕抑制劑包含兩性界面活性劑、基本上由兩性界面活性劑組成或由兩性界面活性劑組成。兩性界面活性劑可為任何適合兩性界面活性劑。舉例而言，兩性界面活性劑可為十二亞胺基二丙酸鈉或甜菜鹼，諸如C12-C14-烷基二甲基-甜菜鹼。適合之兩性界面活性劑可購自(例如)Rhodia(例如，MIRATAINETM H2C-HA)及Sigma-Aldrich(例如，EMPIGENTM BB)。替代地，兩性界面活性劑可為任何適合兩性界面活性劑，其中兩性界面活性劑不包括十二亞胺基二丙酸鈉及甜菜鹼中之一或多者。
在一些實施例中，拋光組合物或其他含抑制劑組合物實質上無芳 族唑，諸如苯并三唑(BTA)。如本文中所使用，「實質上無」芳族唑(諸如BTA)意謂含抑制劑組合物含有以該組合物之重量計的0重量%，或不含有諸如BTA之此芳族唑或含有無效或非實質量之此芳族唑。無效量之實例為低於臨限量之量以達成使用諸如BTA之此芳族唑之預期目的。非實質量可(例如)低於約0.01重量%。
腐蝕抑制劑可具有任何適合分子量。在一些實施例中，可選擇所要腐蝕抑制劑以具有自約60g/mol至約500g/mol之分子量，諸如自約60g/mol至約450g/mol、自約60g/mol至約400g/mol、自約60g/mol至約350g/mol、自約60g/mol至約300g/mol、自約60g/mol至約250g/mol、自約60g/mol至約200g/mol、自約60g/mol至約150g/mol、自約60g/mol至約100g/mol、自約100g/mol至約500g/mol、自約100g/mol至約450g/mol、自約100g/mol至約400g/mol、自約100g/mol至約350g/mol、自約100g/mol至約300g/mol、自約100g/mol至約250g/mol、自約100g/mol至約200g/mol、自約100g/mol至約150g/mol、自約150g/mol至約500g/mol、自約150g/mol至約450g/mol、自約150g/mol至約350g/mol、自約150g/mol至約300g/mol、自約150g/mol至約250g/mol、自約200g/mol至約500g/mol、自約200g/mol至約450g/mol、自約200g/mol至約400g/mol、自約200g/mol至約350g/mol、200g/mol至約300g/mol等等。
表1概述根據本發明之實施例的代表性腐蝕抑制劑之實例。
Figure TWI611049BD00001
Figure TWI611049BD00002
腐蝕抑制劑可以任何適合量包括於組合物中。舉例而言，在一些實施例中，抑制劑係以約0.0025重量%或更多之量而存在，例如，約0.004重量%或更多、約0.005重量%或更多、約0.01重量%或更多、約0.05重量%或更多、約0.075重量%或更多、約0.1重量%或更多，或約0.25重量%或更多。替代地，或另外，腐蝕抑制劑可以約1重量%或更少之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.75重量%或更少、約0.5重量%或更少、約0.25重量%或更少，或約0.1重量%或更少。因此，腐蝕抑制劑可以在由前述端點中之任何兩者界限之範圍內的濃度存在於拋光組合物中。較佳地，腐蝕抑制劑係以約0.004重量%至約0.25重量%之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.004重量%至約0.2重量%、約0.004重量%至約0.010重量%、約0.004重量%至約0.008重量%、約0.005重量%至約0.15重量%、約0.006重量%至約0.010重量%、約0.0075重量%至約0.1重量%、約0.01重量%至約0.1重量%、或約0.05重量%至約0.1重量%等等。
速率加速劑
拋光組合物可包含適合之速率加速劑。速率加速劑為改良藉由拋光組合物自基板移除材料之速率的物質或物質組合。速率加速劑可為或包括(例如)陽離子速率加速劑、兩性離子速率加速劑、陰離子速率加速劑，或其任何組合。在一些實施例中，速率加速劑包含陰離子速 率加速劑、由陰離子速率加速劑組成或基本上由陰離子速率加速劑組成。舉例而言，在一些實施例中，速率加速劑可包括膦酸、N-雜環化合物，或其組合。
在一些實施例中，速率加速劑可選自具有下式之化合物：NR1R2R3，其中R1、R2及R3係獨立地選自氫、羧基烷基、經取代之羧基烷基、羥基烷基、經取代之羥基烷基及胺基羰基烷基，其中R1、R2及R3中無一者或其中之一者為氫；二羧基雜環；雜環基烷基-α-胺基酸；N-(醯胺基烷基)胺基酸；未經取代之雜環；烷基-經取代之雜環；經取代之-烷基-經取代之雜環；及N-胺基烷基-α-胺基酸。
速率加速劑可為選自本文中所敍述之化合物之種類的任何適合速率加速劑。在較佳實施例中，速率加速劑為亞胺二乙酸、2-[雙(2-羥基乙基)胺基]-2-(羥基甲基)-1,3-丙二醇、二羥乙甘胺酸、二吡啶甲酸、組胺酸、[(2-胺基-2-側氧基乙基)胺基]乙酸、咪唑、N-甲基咪唑、離胺酸，或其組合。
在一較佳實施例中，速率加速劑包含膦酸、基本上由膦酸組成或由膦酸組成。膦酸可為任何適合膦酸。較佳地，膦酸為胺基三(亞甲基膦酸)或1-羥基亞乙基-1,1,-二膦酸。適合膦酸可購自(例如)Italmatch Chemicals(例如，DEQUESTTM 2000及DEQUESTTM 2010)。替代地，膦酸可為任何適合膦酸，其中膦酸不包括胺基三(亞甲基膦酸)及1-羥基亞乙基-1,1,-二膦酸中之一或多者。
在另一較佳實施例中，速率加速劑包含N-雜環化合物、基本上由N-雜環化合物組成或由N-雜環化合物組成。N-雜環化合物可為任何適合N-雜環化合物。較佳地，N-雜環化合物為吡啶甲酸、L-組胺酸、2-巰基-1-甲基咪唑，或咪唑。替代地，N-雜環化合物可為任何適合N-雜環化合物，其中N-雜環化合物不包括吡啶甲酸、2-巰基-1-甲基咪唑及咪唑中之一或多者。
速率加速劑(用於鈷或其他金屬)可以任何適合濃度存在於拋光組合物中。在一些實施例中，速率加速劑可以約0.05重量%或更多之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.075重量%或更多、約0.1重量%或更多、約0.15重量%或更多、約0.2重量%或更多、約0.25重量%或更多、約0.5重量%或更多，或約0.75重量%或更多。替代地，或另外，速率加速劑可以約8重量%或更少之濃度存在於拋光組合物中，例如，約7重量%或更少、約6重量%或更少、約5重量%或更少、約4重量%或更少、約3重量%或更少、約2重量%或更少，或約1重量%或更少因此，速率加速劑可以在由前述端點中之任何兩者界限之範圍內的濃度存在於拋光組合物中。
較佳地，速率加速劑係以約0.05重量%至約5重量%之濃度為存在於拋光組合物中，例如，約0.05重量%至約3重量%、0.2重量%至約1重量%，或約0.1重量%至約2重量%。
CMP組合物之其他組分
在一些實施例中，拋光組合物包含氧化金屬(諸如但不限於鈷)之氧化劑。氧化劑可為在拋光組合物之pH下具有足夠量值之氧化潛能以使鈷氧化的任何適合氧化劑。在一較佳實施例中，氧化劑為過氧化氫。適合氧化劑之其他實例包括過氧硫酸鹽(例如，過氧硫酸銨)、鐵鹽(例如，硝酸鐵)、無機過氧化物、有機過氧化物，及其組合。無機過氧化物包括過碳酸鈉、過氧化鈣及過氧化鎂。氧化劑可包含適合氧化劑之前述實例中之一或多者、基本上由適合氧化劑之前述實例中之一或多者組成或由適合氧化劑之前述實例中之一或多者組成。
拋光組合物可包含任何適合量之氧化劑。舉例而言，氧化劑可以約0.1重量%至約5重量%之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.2重量%至約5重量%、約0.3重量%至約5重量%，或約0.3重量%至約3重量%。在一些實施例中，氧化劑係以約0.2重量%至約2重量%之濃度存 在於拋光組合物中，(例如，約0.3重量%至約1.8重量%，或約0.6重量%至約1.2重量%。
拋光組合物視情況進一步包含環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物。在不希望受到理論束縛之情況下，咸信，環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物充當介電移除之遏止劑。詳言之，咸信，環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物充當黑金剛石(BD)移除之遏止劑。
環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物可為任何適合環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物。舉例而言，環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物可為以伯羥基封端之雙官能嵌段共聚物界面活性劑適合之環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物可購自(例如)BASF Corporation(例如，PLURONICTM系列產品，包括PLURONICTM F108)。替代地，環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物可為任何適合環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物，其中環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物不包括以伯羥基封端之雙官能嵌段共聚物界面活性劑。
環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物可以任何適合濃度存在於拋光組合物中。舉例而言，環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物可以約0.001重量%或更多之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.005重量%或更多、約0.0075重量%或更多、約0.01重量%或更多、約0.05重量%或更多，或約0.1重量%或更多。替代地，或另外，環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物可以約1重量%或更少之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.75重量%或更少、約0.5重量%或更少、約0.25重量%或更少，或約0.1重量%或更少。因此，環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物可以在由前述端點中之任何兩者界限之範圍內的濃度存在於拋光組合物中。較佳地，環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物係以約0.005重量%至約0.1重量%之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.0075重量%至約0.1重量%、約0.01重量%至約0.1重量%，或約0.05重量%至約0.1重量%。
拋光組合物視情況進一步包含聚合穩定劑。聚合穩定劑可為任何適合穩定劑。較佳地，聚合穩定劑為聚丙烯酸。替代地，聚合穩定劑可為任何適合穩定劑，其中聚合穩定劑不包括聚丙烯酸。聚合穩定劑可以任何適合濃度存在於拋光組合物中。舉例而言，聚合穩定劑可以約0.01重量%至約1重量%之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.025重量%至約0.5重量%，或約0.025重量%至約0.1重量%。較佳地，聚合穩定劑係以約0.025重量%至約0.075重量%之濃度存在於拋光組合物中，例如，約0.05重量%。
理想地，在鈷為基板之實施例中，化學機械拋光組合物具有自約3至約8.5之pH。雖然不希望受到任何特定理論束縛，但咸信，在高於8.5之pH下，氧化鈷表面變得帶負電荷，且抑制劑較不有效，此係因為陰離子氧化物表面電荷排斥陰離子抑制劑分子。由於關於在pH低於3下之鈷溶解的相對表面不穩定性，用於鈷之拋光組合物之pH理想地不低於3。然而，取決於基板，其他pH係可能的。舉例而言，用於銅之拋光組合物可具有自約3至約7之pH，且用於鎢之拋光組合物可具有自約2至約4之pH。在一些實施例中，拋光組合物視情況包含如已知為輔助達成所要pH之氫氧化銨或其他緩衝劑。
拋光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，陰離子聚合錯合劑)、螯合劑、殺生物劑、防垢劑、分散劑等等。
當存在時，殺生物劑可為任何適合殺生物劑且可以任何適合量存在於拋光組合物中。適合殺生物劑為異噻唑啉酮殺生物劑。殺生物劑在拋光組合物中之量通常為約1ppm至約50ppm，較佳地為約10ppm至約30ppm。
CMP組合物之製備
可藉由任何適合技術來製備拋光組合物，其中許多技術為熟習此 項技術者所知。可以批次製程或連續製程來製備拋光組合物。通常，可藉由以任何次序組合拋光組合物之組分來製備拋光組合物。如本文中所使用之術語「組分」包括個別成分(例如，研磨劑、速率加速劑、腐蝕抑制劑、氧化劑等等)以及成分(例如，研磨劑、速率加速劑、腐蝕抑制劑、氧化劑等等)之任何組合。
舉例而言，可將研磨劑分散於水中。接著可藉由能夠將組分併入至拋光組合物中之任何方法來添加及混合速率加速劑及腐蝕抑制劑。可在製備拋光組合物期間之任何時間添加氧化劑。可在使用之前製備拋光組合物，其中恰好在使用之前(例如，在使用之前約1分鐘內，或在使用之前約1小時內，或在使用之前約7天內)將一或多種組分(諸如氧化劑)添加至拋光組合物。亦可藉由在拋光操作期間將組分混合於基板之表面處來製備拋光組合物。
可將拋光組合物供應為包含研磨劑、速率加速劑、腐蝕抑制劑、氧化劑、水等等之單封裝系統。替代地，可將研磨劑作為水中之分散液供應於第一容器中，且可將速率加速劑、腐蝕抑制劑、氧化劑及如所要之其他成分以無水形式或作為水中之溶液或分散液供應於第二容器中。理想地與拋光組合物之其他組分分離地供應氧化劑，且在即將使用之前(例如，在使用之前1週或1週內，在使用之前1天或1天內，在使用之前1小時或1小時內，在使用之前10分鐘或10分鐘內，或在使用之前1分鐘或1分鐘內)例如由終端使用者將之與拋光組合物之其他組分進行組合。第一或第二容器中之組分可呈無水形式，而另一容器中之組分可呈水性分散液形式。此外，適合的是使第一及第二容器中之組分具有不同pH值，或替代地具有實質上相似或甚至相等pH值。拋光組合物之組分之其他兩容器或三容器或三容器以上組合在一般技術者之知識範圍內。
本發明之拋光組合物亦可被提供為意欲在使用之前運用適當量之 水進行稀釋的濃縮物。在此實施例中，拋光組合物濃縮物可包含一定量之研磨劑、速率加速劑、腐蝕抑制劑及如所要之其他成分，其中具有或不具有氧化劑，該等量係使得在運用適當量之水及氧化劑(若其尚未以適當量而存在)來稀釋該濃縮物後，拋光組合物之每一組分就將以在上文針對每一組分之所敍述之適當範圍內的量存在於拋光組合物中。舉例而言，研磨劑、速率加速劑、腐蝕抑制劑及如所要之其他成分可各自以比上文針對每一組分所敍述之濃度大約2倍(例如，約3倍、約4倍，或約5倍)之量的濃度而存在，使得當運用相等體積之水(例如，分別為2倍相等體積之水、3倍相等體積之水，或4倍相等體積之水)以及適合量之氧化劑來稀釋濃縮物時，每一組分將以在上文針對每一組分所闡述之範圍內的量存在於拋光組合物中。此外，如一般技術者將理解，濃縮物可含有存在於最終拋光組合物中的適當分率之水，以便確保其他組分至少部分地或完全地溶解於濃縮物中。
拋光基板之方法
在另一態樣中，本發明提供一種拋光基板之方法，其包含下者、由下者組成或基本上由下者組成：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光組合物；(iv)使基板與拋光墊及化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對於基板移動拋光墊及化學機械拋光組合物以研磨基板之至少一部分以拋光基板。拋光組合物包含下者、由下者組成或基本上由下者組成：(a)研磨劑，其包含陰離子粒子；(b)速率加速劑；(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物(例如，脂肪酸胺基酸醯胺)、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合；(d)氧化劑；及(e)水性載劑，如本文中所描述。
詳言之，本發明進一步提供一種拋光基板之方法，其包含：(i)提供基板，其中基板包含鈷層；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光 組合物；(iv)使基板與拋光墊及化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對於基板移動拋光墊及化學機械拋光組合物以研磨鈷層之至少一部分以拋光基板。拋光組合物包含下者、由下者組成或基本上由下者組成：(a)研磨劑，其包含陰離子粒子；(b)速率加速劑；(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物(例如，脂肪酸胺基酸醯胺)、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合；(d)氧化劑；及(e)水性載劑，如本文中所描述。
本發明之拋光方法及組合物可用於拋光任何適合基板。拋光方法及組合物特別可用於拋光包含鈷、基本上由鈷組成或由鈷組成之基板層。適合基板包括但不限於平板顯示器、積體電路、記憶體或硬磁碟、金屬、半導體、層間介電(ILD)裝置、微機電系統(MEMS)、鐵電體，及磁頭。基板可進一步包含至少一個其他層，例如，絕緣層。絕緣層可為金屬氧化物、多孔金屬氧化物、玻璃、有機聚合物、氟化有機聚合物，或任何其他適合高或低κ絕緣層，例如，黑金剛石(BD)。絕緣層可包含下者、基本上由下者組成或由下者組成：氧化矽、氮化矽或其組合。氧化矽層可包含任何適合氧化矽、基本上由任何適合氧化矽組成或由任何適合氧化矽組成，其中許多氧化矽在此項技術中係已知的。舉例而言，氧化矽層可包含四乙氧基矽烷(TEOS)、高密度電漿(HDP)氧化物、硼磷矽玻璃(BPSG)、高縱橫比製程(HARP)氧化物、旋塗式介電質(SOD)氧化物、化學氣相沈積(CVD)氧化物、電漿增強型原矽酸四乙酯(PETEOS)、熱氧化物，或未經摻雜之矽酸酯玻璃。基板可進一步包含金屬層。金屬可包含任何適合金屬、基本上由任何適合金屬組成或由任何適合金屬組成，其中許多金屬在此項技術中係已知的，諸如(例如)鈷、銅、鉭、氮化鉭、鎢、鈦、氮化鈦、鉑、釕、銥、鋁、鎳或其組合。
根據本發明，可藉由任何適合技術而運用本文中所描述之拋光組合物來平坦化或拋光基板。本發明之拋光方法特別適於結合化學機械拋光(CMP)設備而使用。通常，CMP設備包含：壓板，其在使用中時處於運動中且具有由軌道、線性或圓形運動引起之速度；拋光墊，其與壓板接觸且在運動中時隨著壓板而移動；及載體，其固持待藉由接觸拋光墊之表面且相對於拋光墊之表面移動而拋光的基板。基板之拋光係藉由如下方式而進行：將基板置放成與本發明之拋光組合物接觸且通常與拋光墊接觸，且接著運用拋光組合物且通常運用拋光墊來研磨基板(例如鈷，或本文中所描述之基板材料中之一或多者)之表面之至少一部分以拋光基板。根據本發明，可使用任何適合拋光條件以拋光基板。
可運用化學機械拋光組合物與任何適合拋光墊(例如，拋光表面)來平坦化或拋光基板。適合拋光墊包括(例如)編織及非編織拋光墊。此外，適合拋光墊可包含具有不同密度、硬度、厚度、可壓縮性、壓縮後就回彈能力及壓縮模數之任何適合聚合物。適合聚合物包括(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、聚胺甲酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚異三聚氰酸酯、其共形成產物，及其混合物。
理想地，CMP設備進一步包含原位拋光端點偵測系統，其中許多偵測系統在此項技術中係已知的。用於藉由分析自工件之表面反射之光或其他輻射來檢驗及監測拋光製程的技術在此項技術中係已知的。此等方法係在(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。理想地，檢驗或監測關於正被拋光之工件之拋光製程的進度使得能夠判 定拋光端點，亦即，判定何時終止關於特定工件之拋光製程。
以下實例進一步說明本發明，但當然不應被認作以任何方式限制其範疇。
實例1
此實例示範抑制劑組合物在侵襲性環境條件下之腐蝕抑制劑功效。詳言之，在鈷(Co)基板曝露於跨越一pH範圍之各種抑制劑溶液(與不存在抑制劑之對照溶液相比較)之後量測鈷(Co)基板之靜態蝕刻速率(SER)。靜態蝕刻為示範在經測試pH位準之水中之鈷溶解之量值的技術，且高值係不良的。硫酸鉀(K2SO4)亦包括於需要額外腐蝕性(亦即，在高於3之pH下)以提供所要侵襲性環境條件之溶液中。
自華盛頓吉格港之Silyb Wafer Services公司獲得藉由物理氣相沈積(PVD)而製備為具有2000Å之厚度的鈷晶圓，其運用鈦(Ti)上之鈷在矽上之二氧化矽(SiO2)上的沈積方案。將鈷晶圓剖切成2cm乘2cm正方形。
將鈷正方形曝露於經調整至四個不同pH(分別為3.0、5.0、7.0及9.0)之溶液中各達五分鐘。運用維持pH之侵襲性緩衝劑以及建立侵襲性條件所需要之硫酸鉀來製成溶液。將理解，硫酸鉀賦予侵襲性腐蝕性條件，此係因為其為引起大於200Å/min之靜態蝕刻速率之非鈍化鹽。
將每一測試溶液添加至50mL燒杯，其中稱重40公克之每一溶液(無過氧化氫)且置放於35℃下之水浴中。在每一溶液平衡至35℃之後，添加過氧化氫，且允許溶液再次平衡。表2中闡述用以建立腐蝕性條件以測試抑制劑之有效性的溶液，且表3中闡述與每一測試緩衝劑一起利用之不同腐蝕抑制劑。藉由緩衝劑濃縮溶液與抑制劑濃縮溶液之簡單混合來製成腐蝕抑制劑測試溶液。
Figure TWI611049BD00003
使用可購自加利福尼亞苗比達市之KLA-Tencor Corporation之OmniMap「RS-75」儀器以量測在曝露之前及之後的鈷厚度。使用厚度改變以計算靜態蝕刻速率(SER)，其係在表3中針對每一抑制劑(其中可溶)以Å/分鐘被報告為隨pH而變。
表3展示在曝露至各種pH位準之每一抑制劑溶液之後的PVD鈷正方形之SER。如表3中所展示，「NT」指示未經測試；「IS」指示不可溶；且「高」指示：樣本被腐蝕至高程度，但由於高腐蝕位準，儀器(亦即，上文所提及之「RS-75」)不提供精確讀數。將值與對照物進行比較，該等值出於比較目的而提供基線值。藉由通常平均化兩個資料點來達成表3中所闡述之平均SER值。
Figure TWI611049BD00004
Figure TWI611049BD00005
有效地遏止鈷蝕刻之抑制劑提供較低值，此係因為視需要而溶解較少鈷。如自表3中所闡述之資料顯而易見，即使在此實驗中所闡述之侵襲性條件下，肌胺酸酯亦理想地示範遠低於由對照物展示之結果的在所有pH下之低平均SER值，其中大多數值小於對照物之一半(例如，120或更低，其中許多值低得多)。另外，表3中所闡述之資料示範：在至少一些實施例中，BTA對於鈷為無效腐蝕抑制劑。
此外，如自表3中所闡述之資料顯而易見，含有具有高於十二個碳原子之脂族鏈長之羧酸酯基團的界面活性劑展示顯著鈷腐蝕抑制(與對照物相比較，SER縮減
Figure TWI611049BD00006
70%)。具有至少十二個碳原子之鏈長的麩胺酸及肌胺酸酯主要在低pH(3及5)下有效。雖然不希望受到任何特定理論束縛，但咸信，此效應可歸因於陰離子首基與在此等pH位準下之正氧化鈷氫氧化物表面之間的電荷吸引。進一步咸信，氧化鈷之等電點判定(IEP)為約7至9，且因此，在大於9之pH下，此等抑制劑之作用將較不有效。雖然再次不希望受到任何特定理論束縛，但應注意，陰離子首基被吸引至低於約pH 9之陽離子鈷表面，從而允許陰離子界面活性劑之鈍化層形成於鈷表面上。
如自表3中所闡述之資料進一步顯而易見，磺酸酯及膦酸酯首基提供顯著腐蝕抑制，此暗示可相對地獨立於陰離子首基而達成抑制。烯烴磺酸鈉展示可能地歸因於可溶性問題之可變行為。觀測到磺酸酯 界面活性劑之低可溶性。在許多條件下，1-十六烷磺酸鈉鹽相比於其他莫耳/鏈長等效界面活性劑較不可溶。另外，烯烴磺酸鈉之臨界微胞濃度(<1mM)低於經測試肌胺酸酯之臨界微胞濃度(3至15mM)。低可溶性及臨界微胞濃度可能負責歸因於可用於鈷抑制之活性抑制劑之縮減的抑制功效之可變性。
將瞭解，許多實務應用並不要求在使用中曝露至此等侵襲性條件。因此，將理解，此實例之實驗中所闡述之條件可不指示類似於一些實施例之實際實務的常見條件。舉例而言，在半導體晶圓行業中，此實例中所闡述之侵襲性條件可不為典型的。
雖然不希望受到任何特定理論束縛，然而，對於侵襲性條件，缺乏胺之執行可指示陰離子首基係有益的。此暗示在陽離子界面活性劑與鈷表面之間存在可能的電荷排斥。此等分子之抑制機制被認為經由陰離子基團與鈷之表面的配位且接著進行疏水性尾之對準而發生，藉此保護鈷免於後續氧化。
根據一些實施例，特別是關於侵襲性條件，含有至少十四個碳原子之脂族鏈長的抑制劑可在一些實施例中可用於有效表面吸附及鈷腐蝕抑制。在一些實施例中，腐蝕抑制劑可被視為界面活性劑，此係因為其具有親水性首基及疏水性尾，從而致使其為表面活性的。在一些實施例中，特別是在此等侵襲性條件下，芳族基團單獨地並不提供鈷抑制，此係可能地歸因於較低量之疏水性特性或相對於長飽和脂族鏈之較不有效封裝。
實例2
此實例示範抑制劑組合物在相比於實例1之條件較不具侵襲性之環境條件下的腐蝕抑制劑功效。詳言之，如實例1中所闡述而進行SER實驗，惟硫酸鉀鹽不包括於該等溶液中之任一者中除外。
表4闡述在如實例1中先前所描述之相似測試程序及條件下(但沒 有添加硫酸鉀(K2SO4)鹽)的經選擇抑制劑溶液之SER。
Figure TWI611049BD00007
此等結果示範先前作為腐蝕抑制劑在實例1之侵襲性條件下無效之界面活性劑在不同的較不具侵襲性之條件下為有效的。實例包括N-月桂醯基(C12)肌胺酸酯及十二酸(C12)，其展示與無抑制劑對照物相比較顯著縮減之SER。另外，膦酸酯及磺酸酯示範低SER，其進一步支援首基要求之相對獨立性。然而，苯甲醯基甘胺酸仍無效，即使在較不侵襲性之條件下亦如此，此指示苯環單獨地對於抑制並非足夠的尾。另外，四級胺不能夠與在pH 9下之對照物進行區分，此係由於對照物上之總速率歸因於在鹼性pH下之鈷鈍化而低。
此等結果進一步示範在較具侵襲性之環境條件下的如實例1中所描述之某些鏈長要求在較不具侵襲性之環境條件下並非必要的。
實例3
此實例示範對各種肌胺酸酯抑制劑組合物在侵襲性條件下之腐蝕抑制劑功效的劑量相依性之作用。
詳言之，藉由將如實例1中所描述之小塊PVD鈷晶圓曝露至在35℃下之抑制劑組合物達5分鐘而執行SER實驗。抑制劑組合物呈pH為7之溶液形式，且包括40mM L-組胺酸、10mM硫酸鉀，及五個不同肌胺酸酯抑制劑中之一者，如圖1中所識別，圖1為靜態蝕刻速率(SER)(Y軸)相對於各種肌胺酸酯化合物之抑制劑濃度(μM)(X軸)的圖形。藉 由比較鈷晶圓在SER測試之前及之後的厚度而以Å/min為單位判定SER。在此等條件下無任何抑制劑之情況下，平均SER為414Å/min，如表3中所見。
參考圖1，將理解，具有如所測試之不同肌胺酸酯抑制劑之組合物係如下。組合物3A包括肌胺酸N-月桂醯基酯，其在脂族鏈中具有12個碳；組合物3B包括肌胺酸N-椰油醯基酯，其衍生自展現在脂族鏈中具有10個及20個碳之肌胺酸酯之混合物的天然產物；組合物3C包括肌胺酸N-肉豆蔻醯基酯，其在脂族鏈中具有14個碳；組合物3D包括肌胺酸N-十八醯基酯，其在脂族鏈中具有18個碳；且組合物3E包括肌胺酸N-油醯基酯，其在脂族鏈中具有18個碳。L-組胺酸(其為螯合劑及速率加速劑之實例)作為pH緩衝劑包括於每一抑制劑組合物中以增加腐蝕。如實例1中所解釋，硫酸鉀包括於每一抑制劑組合物中以提供侵襲性環境條件。藉由添加鹼而達成為7之pH。
如自圖1顯而易見，此等結果示範：在較低濃度下，含有小於十四個碳之肌胺酸酯可傾向於在侵襲性條件下失去其抑制性能力，如以約400Å/min之SER值所表明。另外，可看出，隨著肌胺酸N-月桂醯基酯之濃度增加，鈷SER縮減。另外，舉例而言，肌胺酸油醯基酯在200至300微莫耳之較低濃度下係有效的，而肌胺酸月桂醯基酯在400至750微莫耳之較高濃度下得到有效性，如在圖1中所見。此被認為反映較長鏈長材料在侵襲性環境條件(如實例1中所指示，其可不指示實務條件)下之較大有效性。具有較長鏈之十八醯基抑制劑在較低劑量位準(例如，小於300微莫耳)下係有效的，且較完全地保護鈷表面免於溶解。
因此，此等結果示範：尤其在侵襲性條件下，較長鏈陰離子界面活性劑可提供免於腐蝕之理想保護。此腐蝕抑制係在較低劑量要求下發生以提供所要鈍化，而諸如月桂醯基抑制劑之較短鏈陰離子界面活 性劑將需要較高劑量以得到相同抑制位準。雖然不希望受到任何特定理論束縛，但此可歸因於相對疏水性，此係由於針對較長脂族鏈界面活性劑之較強疏水性鏈締合。
實例4
此實例示範包括各種腐蝕抑制劑之拋光組合物提供有效鈷移除速率。
將鈷PDV基板製備為正方形(4cm乘4cm)。運用八種化學機械拋光(CMP)組合物(經識別為圖2中之組合物4A至4H)來拋光鈷基板。拋光組合物中之每一者含有0.5重量%陰離子膠態二氧化矽、1重量%過氧化氫、0.54重量%亞胺二乙酸、0.042重量% bis-tris、水，且在為7之pH下進行調配。二氧化矽為研磨劑，過氧化氫為氧化劑，且亞胺二乙酸係作為加速劑而存在，而bis-tris充當緩衝劑。拋光組合物在腐蝕抑制劑之存在方面彼此不同。組合物4A為對照物且不包括腐蝕抑制劑，組合物4A係出於比較目的而用作基線。剩餘組合物在每一組合物中包括352微莫耳之不同腐蝕抑制劑。特定言之，組合物4B包括肌胺酸N-椰油醯基酯。組合物4C包括肌胺酸N-月桂醯基酯。組合物4D包括肌胺酸N-油醯基酯。組合物4E包括肌胺酸N-十八醯基酯。組合物4F包括肌胺酸N-肉豆蔻醯基酯。組合物4G包括十二酸。組合物4H包括肉豆蔻酸。
在可購自瑞士洛桑之Logitech International S.A.之化學扁平化及平坦化(CDP)拋光設備上拋光基板，其中將基板以10.3kPa(1.5psi)之下壓力抵靠著可購自密歇根密德蘭之Dow Chemical Company之IC1010拋光墊，運用80rpm壓板速度及75rpm頭速度，運用50mL/分鐘之漿料流動速率且使用3MTM A165金剛石墊調節器。
如圖2所展示，此等結果示範：對於特徵為小於或等於十二之脂族鏈長之陰離子界面活性劑，與對照物相比較，即使在腐蝕抑制劑為 固定的352微莫耳濃度之情況下，移除速率亦相對地相似。然而，觀測到，特徵為大於十二之脂族鏈長之肌胺酸酯具有較不有效之移除速率。咸信，鏈長在拋光條件下藉由鈷或氧化鈷表面處之較有效之締合而影響移除速率。如自圖2所見，與對照物(無抑制劑)相比較，在拋光不具有抑制劑或具有352微莫耳之肌胺酸N-月桂醯基酯(C12)、十二酸(C12)及肉豆蔻酸(C14)之組合物的情況下，移除速率不受影響。為C8、C10、C12、C14、C16、C18及C20肌胺酸酯之混合物的肌胺酸N-椰油醯基酯展示在352微莫耳濃度下之顯著抑制。在較長鏈腐蝕抑制劑(特別是肌胺酸N-油醯基酯、肌胺酸N-十八醯基酯或肌胺酸N-肉豆蔻醯酯為352微莫耳濃度)之情況下，移除速率抑制係幾乎完全的。
因此，此等結果展示鈷移除速率可受到腐蝕抑制劑影響，其中較短鏈長在固定濃度下較不有害於移除速率。肌胺酸椰油醯基酯(其為鏈長(C8-20)之混合物)示範中等移除速率，從而進一步支援鏈長對於鈷移除速率之重要性。含有較短長度之調配物示範較高鈷移除速率。在CMP應用中，需要具有適當腐蝕保護，但其可以在較高腐蝕抑制劑濃度下之鈷移除速率為代價而出現。平衡抑制劑減低腐蝕速率及鈷移除速率之影響將為調配物及應用特定的。
實例5
此實例示範包括各種腐蝕抑制劑之拋光組合物提供有效鈷移除速率。
將鈷PDV基板製備為正方形(4cm乘4cm)。運用兩種化學機械拋光(CMP)組合物(在圖3中經識別為組合物5A至5B)來拋光鈷基板。拋光組合物中之每一者含有0.5重量%陰離子膠態二氧化矽、0.6重量%過氧化氫、0.6重量%亞胺二乙酸、0.04重量% bis-tris及水，且在為7.1之pH下進行調配。組合物5A包括肌胺酸N-油醯基酯，而組合物5B包括肌胺酸N-月桂醯基酯。使用如實例4中所描述之儀器來拋光基 板。圖3中展示結果。
此等結果示範鈷化學機械拋光移除速率亦可隨抑制劑濃度而變。詳言之，此等結果指示兩種不同肌胺酸酯之效應：肌胺酸N-油醯基酯(其為C18單不飽和肌胺酸酯)相對於肌胺酸N-月桂醯基酯(其為C12飽和肌胺酸酯)。肌胺酸N-油醯基酯被發現為在100微莫耳之濃度下抑制鈷層移除速率，且在200微莫耳下在甚至更大程度上抑制鈷層移除速率。肌胺酸N-月桂醯基酯需要在其防止鈷在CMP實驗中被移除之前達到約750微莫耳之濃度。可看出，可經由抑制劑選擇(例如，鏈長)及濃度來調變鈷CMP移除速率及腐蝕行為以達成最佳效能。
實例6
此實例示範在實例1中先前所描述之測試程序及條件下之經選擇抑制劑溶液在pH 7下的靜態蝕刻速率，但其中經添加之硫酸鉀(K2SO4)鹽之濃度為0.02mM。將無抑制劑或具有不同濃度之BTA之溶液與含有肌胺酸N-月桂醯基酯之溶液進行比較。表5中闡述經測試抑制劑溶液。
Figure TWI611049BD00008
結果示範BTA單獨地在減輕鈷靜態蝕刻速率上為無效的，即使其濃度比肌胺酸N-月桂醯基酯之有效劑量大10倍亦如此。
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)係特此以引用之方式併入，該引用程度就如同各參考文獻被個別地及特定地指示為以引用之方式併入且全文闡述於本文中一般。
除非本文中另有指示或與上下文明顯矛盾，否則在描述本發明之 上下文中(尤其是在以下申請專利範圍之上下文中)的術語「一(a/an)」及「該」及「至少一者」及相似指示物之使用應被認作涵蓋單數及複數兩者。除非本文中另有指示或與上下文明顯矛盾，否則後接一或多個項目之清單的術語「至少一者」(例如，「A及B中之至少一者」)之使用應被認作意謂選自所列項目之一個項目(A或B)或所列項目中之兩者或兩者以上之任何組合(A及B)。除非另有提及，否則術語「包含」、「具有」、「包括」及「含有」應被認作開放式術語(亦即意謂「包括但不限於」)。除非本文中另有指示，否則本文中的值範圍之敍述僅僅意欲充當個別地提及屬於該範圍內之各單獨值之速記方法，且各單獨值併入至本說明書中，就如同其在本文中被個別地敍述一般。除非本文中另有指示或另有與上下文明顯矛盾，否則本文中所描述之所有方法可以任何適合次序執行。除非另有主張，否則本文中所提供之任何及所有實例或例示性語言(例如，「諸如」)之使用僅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被認作指示為實踐本發明所必需之任何未主張要素。
本文中描述本發明之較佳實施例，包括為本發明人所知的用於實行本發明之最佳模式。對於一般技術者而言，在閱讀前述描述後，彼等較佳實施例之變化就可變得顯而易見。本發明人期望熟習此項技術者在適當時使用此等變化，且本發明人意欲以不同於本文中特定地所描述之方式實踐本發明。因此，本發明包括此處隨附之申請專利範圍中所敍述之主題的所有修改及等效者，如適用法律所准許。此外，除非本文中另有指示或另有與上下文明顯矛盾，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。

Claims (28)

  1. 一種抑制含有金屬之基板之腐蝕的方法，該方法包含：使該基板與包含抑制劑之水性組合物接觸，該抑制劑包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其任何組合，其中該抑制劑係以自約0.004重量%至約0.010重量%之量而存在。
  2. 如請求項1之方法，其中該金屬為鈷。
  3. 如請求項1之方法，其中該金屬為含鈷合金。
  4. 如請求項1之方法，其中該基板為半導體晶圓。
  5. 如請求項1之方法，其中該抑制劑具有自約60g/mol至約500g/mol之分子量。
  6. 如請求項1之方法，其中該胺基酸衍生物為胺基酸醯胺。
  7. 如請求項6之方法，其中該胺基酸醯胺為肌胺酸N-椰油醯基酯、肌胺酸N-月桂醯基酯、肌胺酸N-十八醯基酯、肌胺酸N-油醯基酯、肌胺酸N-肉豆蔻醯基酯、N-月桂醯基甘胺酸、N-肉豆蔻醯基甘胺酸、N-十六醯基甘胺酸、麩胺酸N-月桂醯基酯、麩胺酸N-椰油醯基酯、N-椰油醯基麩胺酸鉀、N-月桂醯基肌胺酸鉀、丙胺酸N-月桂醯基酯、丙胺酸N-肉豆蔻醯基酯、N-椰油醯基丙胺酸鉀、麩胺酸N-椰油醯基酯、其任何鹽，或其任何組合。
  8. 如請求項1之方法，其中該抑制劑為胺基酸衍生物，且該胺基酸衍生物為肌胺酸衍生物。
  9. 如請求項8之方法，其中該抑制劑為肌胺酸N-椰油醯基酯、肌胺酸N-月桂醯基酯、肌胺酸N-十八醯基酯、肌胺酸N-油醯基酯、 肌胺酸N-肉豆蔻醯基酯，或其任何組合。
  10. 如請求項1之方法，其中該抑制劑為羧酸酯，且該羧酸酯為癸酸、十二酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、其任何鹽、其任何結構異構物，或其任何組合。
  11. 如請求項1之方法，其中該抑制劑為膦酸酯，且該膦酸酯為十四烷基膦酸、十六烷基膦酸、其任何鹽、其任何結構異構物，或其任何組合。
  12. 如請求項1之方法，其中該抑制劑為磺酸酯，且該磺酸酯為1-十六烷磺酸酯、烯烴磺酸酯，或其組合。
  13. 如請求項1之方法，其中該抑制劑為磺酸酯，且該磺酸酯為金屬鹽磺酸C14-17第二烷基酯。
  14. 一種化學機械拋光組合物，其包含：(a)研磨劑，(b)速率加速劑，(c)腐蝕抑制劑，其包含兩性界面活性劑、磺酸酯、膦酸酯、羧酸酯、胺基酸衍生物、磷酸酯、羥乙磺酸酯、硫酸酯、磺基丁二酸酯、磺基肉桂酸酯，或其組合，(d)氧化劑，及(e)水性載劑，其中該抑制劑係以自約0.004重量%至約0.010重量%之量而存在。
  15. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中該氧化劑為使鈷氧化之化合物。
  16. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中該胺基酸衍生物為胺基酸醯胺。
  17. 如請求項16之化學機械拋光組合物，其中該胺基酸醯胺為肌胺 酸N-椰油醯基酯、肌胺酸N-月桂醯基酯、肌胺酸N-十八醯基酯、肌胺酸N-油醯基酯、肌胺酸N-肉豆蔻醯基酯、N-月桂醯基甘胺酸、N-肉豆蔻醯基甘胺酸、N-十六醯基甘胺酸、麩胺酸N-月桂醯基酯、麩胺酸N-椰油醯基酯、N-椰油醯基麩胺酸鉀、N-月桂醯基肌胺酸鉀、丙胺酸N-月桂醯基酯、丙胺酸N-肉豆蔻醯基酯、N-椰油醯基丙胺酸鉀、麩胺酸N-椰油醯基酯、其任何鹽，或其任何組合。
  18. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中該抑制劑為胺基酸衍生物，且該胺基酸衍生物為肌胺酸衍生物。
  19. 如請求項18之化學機械拋光組合物，其中該抑制劑為肌胺酸N-椰油醯基酯、肌胺酸N-月桂醯基酯、肌胺酸N-十八醯基酯、肌胺酸N-油醯基酯、肌胺酸N-肉豆蔻醯基酯，或其任何組合。
  20. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中該抑制劑為羧酸酯，且該羧酸酯為癸酸、十二酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、其任何鹽、其任何結構異構物，或其任何組合。
  21. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中該抑制劑為膦酸酯，且該膦酸酯為十四烷基膦酸、十六烷基膦酸、其任何鹽、其任何結構異構物，或其任何組合。
  22. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中該抑制劑為磺酸酯，且該磺酸酯為1-十六烷磺酸酯、烯烴磺酸酯，或其組合。
  23. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中該抑制劑為磺酸酯，且該磺酸酯為金屬鹽磺酸C14-17第二烷基酯。
  24. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中陰離子粒子為氧化鋁粒子、二氧化矽粒子，或其組合。
  25. 如請求項24之化學機械拋光組合物，其中該研磨劑包含二氧化矽粒子，且其中該等二氧化矽粒子為膠態二氧化矽粒子。
  26. 如請求項25之化學機械拋光組合物，其中該等膠態二氧化矽粒子為陰離子膠態二氧化矽粒子。
  27. 如請求項14之化學機械拋光組合物，其中該研磨劑包含膠態二氧化矽粒子，該抑制劑包含肌胺酸N-椰油醯基酯、肌胺酸N-月桂醯基酯、肌胺酸N-十八醯基酯、肌胺酸N-油醯基酯、肌胺酸N-肉豆蔻醯基酯，或其任何組合，且該拋光組合物之pH為約3至約8.5。
  28. 一種拋光基板之方法，其包含：(i)提供基板，其中該基板包含鈷層；(ii)提供拋光墊；(iii)提供如請求項14之化學機械拋光組合物；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該鈷層之至少一部分以拋光該基板。
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