以下描述為「CMP組合物」，亦稱為「CMP研磨漿」、「拋光組合物」及其類似物，其適用於自基板之含介電質之表面移除介電材料。研磨漿適用於CMP加工含有圖案化介電材料之區域的基板之表面，包括藉由稱作拋光、塊體移除及類似者之移除加工過程。較佳的研磨漿可適用於藉由圖案化介電材料之較高移除速率與較低溝槽損耗及較高平坦化效率組合來塊體移除圖案化介電材料。 如所描述之研磨漿包括液體載劑、分散於液體載劑中之研磨粒子、環糊精及能夠與環糊精形成複合物之烷基胺化合物。研磨漿可視情況包括其他化學材料、添加劑或諸如界面活性劑、催化劑、氧化劑、抑制劑、pH調節劑以及其他之少量成分。 CMP組合物包括環糊精。環糊精為由多個糖分子所組成之公認的化合物族且形成為三維筒狀或環圈結構，此等化合物有時被稱作環寡糖。環糊精由藉由單元之間的1-4鍵(參見下圖)連接的α-D-葡萄哌喃糖苷分子單元組成。適用於如描述之拋光研磨漿中的環糊精形式包括α (alpha)-環糊精，其為6員環；β (beta)-環糊精，其為7員環；及γ (gamma)-環糊精，其為8員環：環糊精可以使所需量之環糊精-烷基胺複合物在組合物中存在，尤其相對於不含有環糊精之其他相同研磨漿，影響研磨漿之效能特性(諸如平坦化效率、介電材料之移除速率或兩者)的有效量存在於CMP組合物中。 根據本發明，已識別當環糊精存在於CMP研磨漿中以供加工圖案化介電質時，該研磨漿亦含有如本文所描述之烷基胺化合物，由於環糊精之存在可改良圖案化介電質移除速率。換言之，烷基胺可適用於改良平坦化效率，但當單獨使用時(不存在環糊精)烷基胺亦可顯著降低圖案化介電質之移除速率。已發現存在於研磨漿中之環糊精允許由烷基胺提供之經改良平坦化效率，同時防止圖案化介電質移除速率之顯著減小。環糊精可允許烷基胺起作用以改良平坦化效率，但可防止烷基胺引起圖案化介電質移除速率之顯著減小。因此，根據較佳組合物實施例，環糊精可以在研磨漿(其亦含有烷基胺)用於介電材料之CMP移除步驟中時，則該加工過程之移除速率相對於使用相同但並不含有環糊精之研磨漿的相同加工過程之移除速率有所增大的量而包括於組合物中。 環糊精在CMP組合物中之特定量可視諸如經加工之特定基板及研磨漿中之其他成分類型及量(諸如研磨粒子、烷基胺、催化劑、氧化劑、抑制劑等之類型及量)的因素而定。在某些適用實施例中，環糊精可以按組合物之總重量計約0.01重量百分比至約2重量百分比環糊精之範圍內的量而存在於研磨漿中，(例如)約0.02重量百分比至約1.5重量百分比。此等量為使用CMP組合物之點，且對於CMP濃縮組合物而言將更高。 烷基胺化合物(或僅簡稱「烷基胺」)存在於研磨漿中時可為任何類型，將形成環糊精-烷基胺複合物(參見下文)，且將同時產生可對加工基板之含有介電質表面有效的CMP組合物。可較佳地選擇烷基胺以產生含有烷基胺、環糊精及環糊精-烷基胺複合物，且呈現有用或有利的加工特性組合(諸如平坦化效率及所需圖案化介電質之高移除速率的所需組合)的研磨漿。 在考慮用於加工含有介電質之基板表面之CMP組合物之成分選擇中包括的是，包括某些含有烷基之化合物(例如，含氮含烷基界面活性劑)之某些類型的化學材料可在CMP加工期間抑制移除諸如氧化矽(例如，TEOS)之介電材料。因此，某些類型之烷基胺可包括於如描述之研磨漿中以改良在加工含有介電質之基板表面中的平坦化效率。但若烷基胺亦造成圖案化介電質之移除速率顯著減小則不需要將烷基胺包括在研磨漿中來改良平坦化效率。如所描述，將環糊精與烷基胺包括在研磨漿中可使烷基胺提供對平坦化效率之所需改良，而烷基胺不引起介電質移除速率之顯著減小。舉例而言，在亦存在環糊精時，可藉由更低量之烷基胺獲得平坦化效率之給定改良。 較佳烷基胺化合物可以產生平坦化效率之所需改良的量包括於如本文所描述之亦含有環糊精之研磨漿中，同時亦不引起圖案化介電質之移除速率的非所要減小。在例示性實施例中，烷基胺可以相對於其他相同但並不含有烷基胺與環糊精之組合的研磨漿超過25%、15%、10%或較佳5%的不減小圖案化介電質之移除速率的量而存在於亦含有環糊精之研磨漿中。 烷基胺包括烷基(識別為式I中之R1
)，該烷基意指在飽和時具有通式Cn
H2n + 1
之烴基，除此之外其可視情況包括一些不飽和量，例如，1、2或3個碳-碳雙鍵、取代基或雜原子。烷基包括可為直鏈或分支鏈之烴鏈。烷基可為取代或非經取代的；例如烷基可視情況含有一或多個非氫取代基，諸如鹵原子、羥基等，而非碳鍵合氫原子。烷基亦可包括雜原子(氧、硫、氮)，且該基團可為帶電或不帶電的。較佳的烷基為不帶電的，不必含有雜原子或取代基，且可為飽和的或含有不超過較小不飽和度，例如，1、2或3個碳-碳雙鍵。 烷基胺化合物為相對較低分子量之不為「聚合物」或「寡聚物」的分子，如化學技術中大體瞭解彼等術語。此外，烷基胺不必且較佳地不含有一或多個酸基。因此，烷基胺化合物不同於美國專利公開案2012/0270400中所描述之「聚合組合物」，彼等聚合物為至少1,000公克每莫耳之分子量且含有側鏈酸基或多個側鏈酸基。與專利公開案中所描述之聚合組合物相比，當前所描述之烷基胺化合物為被視為非聚合物及非寡聚物化合物之相對較小分子類型。烷基胺之分子量可低於1,000公克每莫耳，例如小於900、800、700或500公克每莫耳。為處於此分子量範圍內，烷基(例如式I中之R1
)可含有少於75個碳原子，例如不超過50、40、30或20個碳原子。當前所描述之烷基胺亦不需要且可不包括存在如美國專利公開案2012/0270400中所描述之酸性基(例如，羧酸基) (如聚合物主鏈之側鏈)。 烷基具有使基團變得位於環糊精分子之打開的、大體上疏水性的內部空間內的化學結構以形成如描述之烷基胺-環糊精複合物，例如，當烷基胺分子與環糊精分子一起存在於研磨漿中時。為形成複合物，烷基可較佳為相對地直鏈或非高度分支鏈，從而使得基團為立體的且在熱力學上能夠位於環狀環糊精化合物之疏水性的內部中。當位於環糊精分子之內部空間處時，咸信烷基(亦實質上疏水性的)與環糊精分子之疏水性的內部結合而在兩個分子之間不具有共價或離子化學鍵。 烷基亦可為使得烷基胺化合物在液體載劑中具有可溶性程度的酮，從而使得所需量(濃度)之烷基胺化合物溶解於CMP組合物中(作為濃縮物或在使用點處)，且在運輸、儲存及使用期間具有適用的穩定性。較高長烷基與較低長烷基相比可較少溶於水性介質(亦即水性載劑)。 烷基胺化合物之胺基可為一級胺、二級胺、三級胺或四級胺。胺基可在中性至低的pH下(諸如在(若存在)pH低於7之研磨漿中)帶正電。在使用期間，胺基之pKa可高於研磨漿之pH，以使得胺基在使用期間為研磨漿中之陽離子，例如高於4、高於5，或高於8或9，例如對於初始烷基胺化合物而言，處於約9至約11之範圍內。 能夠與研磨漿中之環糊精形成複合物，且具有如描述之良好效能特性的烷基胺之一些非限制性實例包括具有式I結構之化合物：其中： n為整數，諸如1或2，較佳為1， X為N+
， R1
為不帶電的、直鏈或分支鏈的、飽和或不飽和(例如，含有1、2或3個碳-碳雙鍵)之含有5個至約75個碳原子的烷基， R2
、R3
及R4
可獨立地選自： 氫， 芳基或環烷基，其可經取代或未經取代，可視情況包括雜原子，且含有少於12個碳原子，及 直鏈或分支鏈、飽和或不飽和烷基，其可經取代或未經取代，可視情況包括雜原子，且含有少於12個碳原子，且 其中R2
、R3
及R4
中之兩者或三者可形成飽和或不飽和之可經取代或未經取代，可視情況包括雜原子之環結構，該環及視情況選用之取代基含有少於12個碳原子。 在式I中，R1 、
R2
、R3及R4中之每一者可為經取代、帶電、飽和或不飽和的，且可含有雜原子的烷基。在使用CMP加工過程期間，由於研磨漿pH，X原子在研磨漿中將為帶陽離子電荷之，例如X原子在使用期間存在於研磨漿中時將為N+
。「經取代」基團(例如，經取代烷基)係指其中碳鍵合氫原子被非氫原子(例如，鹵原子)或諸如胺、氫氧化物等之官能基替換的基團。在某些實施例中，n為1或2。當n為1時，化合物為取決於存在X原子為帶陽離子電荷之氮離子(N+
)的單陽離子型。 根據某些實施例，烷基胺可如式I中所描述，其中： X為N+
， R1
為不帶電的、直鏈或分支鏈的、飽和或不飽和之較佳未經取代且較佳不含有雜原子，且含有5個至約40個碳原子的烷基，且 各R2
、R3
及R4
獨立地為氫或具有1至6個碳原子的烷基(例如，飽和烷基，例如飽和直鏈烷基)。 在其他實施例中，烷基胺可如式I中一樣，其中X為N+
；R1
為含有5至30個碳原子之直鏈、飽和、不帶電烷基；且R2
、R3
及R4
可如描述，例如，獨立地選自氫及含有少於12個碳原子(諸如1至6個或1至3個碳原子)的烷基。在尤其此等實施例中，R2
、R3
及R4
中之每一者可為氫。 在某些實施例中，R1
為唯一的烷基或為R1
至R4
基團之任何非氫基團中之最大烷基。R1
可視為與環糊精分子結合以形成環糊精-烷基胺複合物的烷基胺化合物中之烷基。舉例而言，R1
可含有5至75個碳原子，例如6至40、50或60個碳原子，或7至15或20個碳原子；R1
可視情況包括一或多個雜原子沿其碳主鏈或作為經取代之基團代替氫原子附著至碳主鏈；且R1
可為飽和或不飽和(例如，在主鏈中可含有1、2或3個碳-碳雙鍵)、直鏈或分支鏈。為促進R1與環糊精分子之疏水性內部結合，R1可較佳為飽和或大部分飽和之不帶電直鏈烷基，例如具有5至20，例如6至18，例如7至18個碳原子之直鏈烷基。 在某些實施例中，R2
、R3
及R4
中之每一者獨立地為氫或含有比R1
更少之碳原子，例如不超過8、10、12或20個碳原子，例如1至10個碳原子，1至8個、1至6個或1至4個碳原子之直鏈或分支鏈烷基。在一些實施例中，R2
、R3
及R4
皆為氫。 在某些實施例中，烷基胺可選自：戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷胺、十二烷胺、N-月桂醯基肌胺酸、第三辛胺、N-甲基-N-辛胺、二己胺、N-(第二丁基)-N-丙胺、N,N-二甲基癸胺、在其結構內含有此等官能基的較大分子，及其組合。 與描述為適用的或較佳的烷基胺化合物相比，某些其他烷基胺化合物未有效提供如描述之(例如能夠提供改良之平坦化效率而不顯著減小圖案化介電質之移除速率)較佳的CMP組合物。此等物質之實例包括二氯化N,N,N',N',-五甲基-N-動物脂-1,3-丙烷二銨，及諸如1,6-二胺基己烷、1,8-二胺基辛烷及1,12-二胺基十二烷的若干二胺。 烷基胺可以在加工含有介電質之基板表面時有效提供研磨漿之所需加工效能特性(諸如改良之平坦化效率)的量而包括於研磨漿中。舉例而言，烷基胺可以相比於並不含有相同類型及量之烷基胺的其他相同研磨漿改良平坦化效率的量而包括於研磨漿中。當環糊精亦存在於研磨漿中時，研磨漿之圖案化介電質移除速率亦可較高，(例如)不因為烷基胺之存在而實質上降低。 在特定研磨漿中所使用之烷基胺的量可視諸如經加工(例如，拋光)之特定基板及研磨漿中之其他成分的因素而定。在某些適用實施例中，烷基胺可在使用點(亦即，在CMP加工期間)以按組合物之總重量計約0.001至約0.5重量百分比烷基胺之範圍內的量(例如，按組合物之總重量計約0.01至約0.5重量百分比烷基胺)而存在於研磨漿中。此等量適用於在使用點處之CMP組合物，例如，「使用組合物」意指在在用於CMP加工期間之研磨漿中；較高量之烷基胺將存在於CMP濃縮組合物中。 相對於環糊精，烷基胺之量可為使所需量之複合物形成於研磨漿中的量。烷基胺相對於環糊精之適用量可大致為環糊精與烷基胺之化學計算量(亦即，此等兩種化合物之大致均等莫耳量)的量。舉例而言，烷基胺與環糊精之莫耳比可介於0.5至1.5莫耳烷基胺每莫耳環糊精 (例如，0.75至1.25莫耳烷基胺每莫耳環糊精，或約0.9至1.1莫耳烷基胺每莫耳環糊精)之範圍內。 或者，根據其中烷基胺包括兩個烷基取代基(例如，式I之R1
及R2
均為烷基)之某些實施例，烷基胺與環糊精之莫耳比可不同，例如在約2莫耳環糊精每莫耳烷基胺(具有兩個烷基取代基)之範圍內，且更一般化地，1莫耳環糊精每莫耳烷基胺至3莫耳環糊精每莫耳烷基胺，例如1.5莫耳環糊精每莫耳烷基胺至2.5莫耳環糊精每莫耳烷基胺。 在如描述之研磨漿中，具有至少一個含有5個或多於5個碳原子的取代基(式I之R1
)之烷基胺可與α-環糊精、β-環糊精或γ-環糊精形成複合物。在不受理論限制之情況下，烷基胺化合物之烷基可與單一環糊精分子結合以形成「複合物」。烷基可位於環狀(筒狀、環)環糊精分子之疏水性的內部空間，而烷基與環糊精之間未形成化學鍵(共價或離子)。如此定位之烷基胺分子與環糊精分子結合在本文中被稱作「環糊精-烷基胺複合物」或簡稱「複合物」。複合物將包括含有遠離環糊精分子延展之胺基的烷基胺之部分。 將存在於研磨漿中之複合物之量將視研磨漿中烷基胺之量、研磨漿中環糊精之量、研磨漿中其他成分之量及類型，及烷基胺(尤其烷基)之化學特性及其在研磨漿之該等條件下與環糊精化合物結合且形成複合物之傾向(亦即，烷基胺與環糊精分子，及複合物之間的均衡常數)而定。較佳地，較高量之烷基胺將與環糊精錯合，例如，至少50%、70%、80%、90%或更多之烷基胺將為具有烷基胺之複合物的部分。未錯合之烷基胺的存在情況可具有產生不穩定研磨粒子的效應，(諸如)藉由在使用或儲存期間(以沈降形式)促使研磨粒子之非所要聚結及粒度增大。如描述之組合物較佳在儲存及使用期間為穩定的，且因此，較佳以複合物形式包括高百分比之烷基胺化合物。視需要且較佳地，環糊精之量可為化學計量過量(例如，至少1%、3%或5%過量環糊精每烷基胺化合物(以莫耳計))以避免存在未錯合之烷基胺化合物的量。 一般而言，在拋光含有介電質之基板表面時，複合物可以有效提供研磨漿之所需加工效能特性的量存在，此類特性包括所需平坦化效率及所需圖案化介電質移除速率。可視諸如經加工之特定基板及研磨漿中之其他成分(諸如研磨粒子)的因素選擇特定量之複合物。在某些適用實施例中，烷基胺-環糊精複合物可以介於按組合物之總重量計約0.001重量百分比至約2.5重量百分比之複合物(例如，按組合物之總重量計約0.01重量百分比至約0.5重量百分比之複合物)之範圍內的量存在於研磨漿中。此等量係指在使用點處在CMP組合物中複合物之量；相應較高濃度之複合物將存在於CMP濃縮物中。 如描述之研磨漿可包括任何適用類型或適用量之研磨粒子。較佳研磨漿包括可有效地拋光或平坦化基板(諸如圖案化介電質)的介電區(例如，基板表面之圖案化氧化區域)之粒子。較佳研磨粒子之實例包括氧化鈰(例如，CeO2
)、氧化鋯(例如，ZrO2
)、二氧化矽(各種形式中之任一者)或此等物質之組合的粒子，較佳地此類粒子在存在於如描述之具有酸性pH之研磨漿中時具有陽離子電荷。 因為該等漿料可特別適用於拋光圖案化介電質，所以該等粒子並不需要包括，且可較佳不包括，出於自基板表面移除金屬材料(諸如銅、銀、鎢或另一金屬)的目的所包括之任何大量之研磨粒子。因此，較佳的研磨漿之研磨粒子可由或可基本上由帶陽離子電荷之氧化鈰粒子、氧化鋯粒子、二氧化矽粒子或此等物質之組合組成，且可較佳地不包括用於拋光或平坦化金屬基板表面之任何多於非大量之任何粒子，此等粒子包括已知適用於拋光金屬表面之某些類型之金屬氧化物，例如氧化鋁粒子。此類研磨漿除基於氧化鈰、基於二氧化矽或基於氧化鋯之粒子外可含有按研磨漿總重量計不大於0.1重量百分比之研磨粒子，例如，除基於氧化鈰、基於二氧化矽或基於氧化鋯之粒子外可含有按研磨漿總重量計小於0.05重量百分比或0.01重量百分比之研磨粒子。換言之，此類研磨漿除基於氧化鈰、基於二氧化矽或基於氧化鋯之粒子外可含有按研磨漿中之研磨粒子總重量計不大於0.5重量百分比之研磨粒子，例如，除基於氧化鈰、基於二氧化矽或基於氧化鋯之粒子外可含有按研磨漿中之研磨粒子總重量計小於0.1重量百分比、0.05重量百分比或0.01重量百分比之研磨粒子。此等量在使用點處用於CMP組合物；較高濃度之研磨粒子將存在於經稀釋供CMP加工使用之CMP濃縮組合物中。 較佳的膠狀研磨粒子存在於酸性pH之CMP組合物中時具有正電荷或「ζ電位」。CMP研磨漿中粒子上之電荷通常被稱作ζ電位(或動電位)。粒子之ζ電位係指圍繞粒子之離子的電荷與CMP組合物之本體溶液(例如，液體載劑及溶解於其中之任何其他組分)的電荷之間的電位差。ζ電位通常視水性介質之pH而定。對於給定CMP組合物，該等粒子之等電點定義為ζ電位為零時之pH。由於pH自等電點升高或降低，因此表面電荷(且因此ζ電位)相對應地減少或增加(至負ζ電位值或正ζ電位值)。可使用購自Dispersion Technologies，Inc(Bedford Hills，NY)之模型DT-1202聲學(Acoustic)及電-聲光譜儀(Electro-acoustic spectrometer)獲得諸如CMP組合物之分散液之ζ電位。 根據本發明之某些實施例，當該等粒子存在於組合物中時，CMP組合物中之研磨粒子(例如，氧化鈰研磨粒子)之ζ電位可為正極，諸如ζ電位為至少20毫伏(mV)，較佳地，ζ電位介於20 mV至70 mV之範圍內。特定ζ電位可受研磨漿之pH影響，且可在基於將使用CMP組合物之CMP加工類型之適用範圍內經選擇。在適用範圍之下部末端處的ζ電位(例如，20 mV至40 mV)對於涉及選擇性移除介電質(例如，氧化矽)之CMP加工過程而言可為較佳的。在適用範圍之下部末端處的ζ電位(例如，50 mV至70 mV)對於涉及移除諸如氧化矽(例如，TEOS)之塊狀介電材料之CMP加工過程而言可為較佳的。 適用於加工介電材料之氧化鈰粒子在CMP技術中為熟知的且為可商購的。實例包括被稱為濕法氧化鈰、煅燒氧化鈰及摻雜金屬之氧化鈰以及其他之類型。同樣地，適用於拋光介電材料之氧化鈰粒子在CMP技術中為熟知的且為可商購的。實例包括摻雜金屬之氧化鋯及無金屬摻雜之氧化鋯以及其他。在摻雜金屬之氧化鋯中為摻雜鈰之氧化鋯、摻雜鈣之氧化鋯、摻雜鎂之氧化鋯及摻雜釔之氧化鋯，且摻雜元素重量百分比較佳地介於0.1重量百分比至25重量百分比之範圍內。 供本發明說明書之研磨漿中使用之某些較佳的氧化鈰粒子包括描述於申請人於2015年3月申請之待審之題為「Polishing Composition Containing Ceria Abrasive」的美國臨時專利申請案第14/639,564號中的彼等粒子。較佳的CMP組合物可含有如彼臨時申請案中所描述之研磨粒子，包括帶陽離子電荷之濕法氧化鈰粒子。在其中，基於大小、組合物、製備之方法、粒度分佈或其他機械或實體屬性，描述研磨漿可含有單個類型之研磨粒子或多個不同類型的研磨粒子。該描述及本說明書提及含有「第一」研磨粒子之組合物，其意謂組合物至少含有此「第一」類型之研磨粒子，且可視情況含有(但不要求含有)不同於「第一」研磨粒子之額外研磨粒子。 可藉由各種不同方法製造氧化鈰研磨粒子。舉例而言，氧化鈰研磨粒子可為經沈澱之氧化鈰粒子或經縮合-聚合之氧化鈰粒子，包括膠態氧化鈰粒子。 作為再一個特定實例，氧化鈰研磨粒子(例如，作為第一研磨粒子)可為根據以下方法製得之濕法氧化鈰粒子。合成濕法氧化鈰粒子之第一步可為將氧化鈰前驅體溶解於水中。氧化鈰前驅體可為任何適合之氧化鈰前驅體，且可包括具有任何適合電荷之鈰離子(例如，Ce3 +
或Ce4 +
)之鈰鹽。合適之氧化鈰前驅體包括(例如)硝酸鈰III、硝酸鈰IV銨、碳酸鈰III、硫酸鈰IV及氯化鈰III。較佳地，氧化鈰前驅體為硝酸鈰III。 可增大氧化鈰前驅體溶液之pH以形成非晶形Ce(OH)3
。可增加溶液之pH至任何合適的pH，例如至約10或更大之pH，例如，約10.5或更大之pH、約11或更大之pH或約12或更大之pH。通常，溶液將具有約14或更小之pH，例如，約13.5或更小之pH、或約13或更小之pH。可使用任何適合的鹼來增大溶液之pH。合適之鹼包括(例如)KOH、NaOH、NH4
OH及氫氧化四甲銨。諸如乙醇胺及二乙醇胺之有機基質亦為合適的。隨著pH增大及非晶形Ce(OH)3
形成，溶液將變為白色且混濁。 通常，將氧化鈰前驅體溶液混合若干小時，諸如約1小時或更長時間，例如約2小時或更長時間、約4小時或更長時間、約6小時或更長時間、約8小時或更長時間、約12小時或更長時間、約16小時或更長時間、約20小時或更長時間、約24小時或更長時間。通常，將溶液混合約1小時至約24小時，例如，約2小時、約8小時或約12小時。當混合完成時，可將溶液轉移至加壓容器中並加熱。 可接著將氧化鈰前驅體溶液加熱至任何適合的溫度。舉例而言，可將溶液加熱至約50℃或更高，例如約75℃或更高、約100℃或更高、約125℃或更高、約150℃或更高、約175℃或更高或約200℃或更高之溫度。可替代地或另外，可將溶液加熱至約500℃或更低，例如約450℃或更低、約400℃或更低、約375℃或更低、約350℃或更低、約300℃或更低、約250℃或更低、約225℃或約200℃或更低之溫度。因此，可將溶液加熱至由前述端點中之任何兩者限定之範圍內的溫度。舉例而言，可將溶液加熱至約50℃至約300℃，例如，約50℃至約275℃，約50℃至約250℃，約50℃至約200℃，約75℃至約300℃，約75℃至約250℃，約75℃至約200℃，約100℃至約300℃，約100℃至約250℃，或約100℃至約225℃之溫度。 氧化鈰前驅體溶液典型地加熱若干小時。舉例而言，可將溶液加熱約1小時或更長時間，例如，約5小時或更長時間、約10小時或更長時間、約25小時或更長時間、約50小時或更長時間、約75小時或更長時間、約100小時或更長時間或約110小時或更長時間。可替代地或另外，可將溶液加熱約200小時或更短時間，例如約180小時或更短時間、約165小時或更短時間、約150小時或更短時間、約125小時或更短時間、約115小時或更短時間或約100小時或更短時間。因此，可將溶液加熱達由前述端點中之任何兩者限定之時間段。舉例而言，可將溶液加熱約1小時至約150小時，例如，約5小時至約130小時、約10小時至約120小時、約15小時至約115小時或約25小時至約100小時。 在加熱之後，可過濾氧化鈰前驅體溶液以分離所沈澱之氧化鈰粒子。可用過量水沖洗所沈澱之粒子以移除未反應之氧化鈰前驅體。可在各沖洗步驟之後過濾所沈澱之粒子及過量水之混合物以移除雜質。在充分沖洗後，可乾燥氧化鈰粒子以供額外加工，例如燒結，或可直接地再分散氧化鈰粒子。 視情況可在再分散之前將氧化鈰粒子乾燥且燒結。術語「燒結」及「煅燒」在本文中可互換使用以指代在下文所描述之條件下之氧化鈰粒子之加熱。燒結氧化鈰粒子影響其所得結晶度。不希望受任何特定理論束縛，咸信在高溫下燒結氧化鈰粒子且持續延長時間段減少粒子之晶格結構中之瑕疵。可使用任何適合的方法來燒結氧化鈰粒子。作為一實例，氧化鈰粒子可乾燥且隨後可在高溫下燒結。可在室溫下或在高溫下進行乾燥。特定言之，可在約20℃至約40℃，例如約25℃、約30℃或約35℃之溫度下進行乾燥。可替代地或另外，可在約80℃至約150℃，例如約85℃、約100℃、約115℃、約125℃或約140℃之高溫下進行乾燥。在氧化鈰粒子已乾燥之後，其可經碾磨形成粉末。可使用任何適合的碾磨材料(諸如氧化鋯)進行碾磨。 可在任何適合的烘箱中且在任何適合的溫度下燒結氧化鈰粒子。舉例而言，可在約200℃或更高，例如約215℃或更高、約225℃或更高、約250℃或更高、約275℃或更高、約300℃或更高、約350℃或更高，或約375℃或更高之溫度下燒結氧化鈰粒子。替代地或另外，可在約1000℃或更低，例如約900℃或更低，約750℃或更低，約650℃或更低，約550℃或更低，約500℃或更低，約450℃或更低，或約400℃或更低之溫度下燒結氧化鈰粒子。因此，可在由前述端點中之任何兩者限定之溫度下燒結氧化鈰粒子。舉例而言，可在約200℃至約1000℃，例如約250℃至約800℃、約300℃至約700、℃約325℃至約650℃、約350℃至約600℃、約350℃至約550℃、約400℃至約550℃、約450℃至約800℃、約500℃至約1000℃，或約500℃至約800℃之溫度下燒結氧化鈰粒子。 可將氧化鈰粒子燒結達任何適合的時間長度。舉例而言，氧化鈰粒子可燒結約1小時或更長時間，例如約2小時或更長時間，約5小時或更長時間，或約8小時或更長時間。可替代地或另外，可將氧化鈰粒子燒結約20小時或更短時間，例如約18小時或更短時間、約15小時或更短時間、約12小時或更短時間或約10小時或更短時間。因此，可將氧化鈰粒子燒結達由前述端點之任何兩者限定之時間段。舉例而言，可將氧化鈰粒子燒結達約1小時至約20小時，例如，約1小時至約15小時、約1小時至約10小時、約1小時至約5小時、約5小時至約20小時或約10小時至約20小時。 亦可在各種溫度下燒結氧化鈰粒子且持續上文所描述之範圍內之各種時間長度。舉例而言，氧化鈰粒子可在區鍋爐中燒結，該區鍋爐使氧化鈰粒子暴露於一或多種溫度持續各種時間長度。作為一實例，可在約200℃至約1000℃之溫度下燒結氧化鈰粒子約1小時或更長時間，且接著可在約200℃至約1000℃之範圍內之不同溫度下燒結約1小時或更長時間。 在乾燥、碾磨及視情況燒結等之後，氧化鈰粒子可再分散於適合的液體載劑(例如水性載劑，特別是水)中。若燒結氧化鈰粒子，則在燒結完成之後再分散氧化鈰粒子。可使用任何適合的加工過程來再分散氧化鈰粒子。通常，藉由使用適合的酸降低氧化鈰粒子及水之混合物之pH來再分散氧化鈰粒子。隨著pH降低，氧化鈰粒子之表面產生陽離子ζ電位。此陽離子ζ電位在氧化鈰粒子之間產生排斥力，該排斥力促使其再分散。可使用任何適合的酸來降低混合物之pH。合適的酸之實例包括氫氯酸及硝酸。高度水溶性且具有親水性官能基之有機酸亦為適合的。適合的有機酸包括(例如)乙酸以及其他酸。具有多價陰離子之酸，諸如H3
PO4
及H2
SO4
一般並非較佳。可將混合物降低至任何合適的pH。舉例而言，混合物之pH可降低至約2至約5，例如，約2.5、約3、約3.5、約4或約4.5。通常，混合物之pH不會降低至低於約2。 可研磨再分散之氧化鈰粒子以減小其粒徑。較佳地，可在再分散的同時研磨氧化鈰粒子。可使用任何適合的研磨材料，諸如氧化鋯進行研磨。亦可使用音波處理或濕噴程序進行研磨。在研磨之後，可過濾氧化鈰粒子以移除任何其餘大型粒子。舉例而言，可使用具有約0.3 µm或更大，例如，約0.4 µm或更大或約0.5 µm或更大之孔徑的過濾器來過濾氧化鈰粒子。 某些較佳的研磨粒子(例如，第一研磨粒子)可具有約40 nm至約100 nm之中值粒徑。粒子之粒徑為包含粒子之最小球體之直徑。可使用各種已知及合適的技術中之任一者來量測粒徑。舉例而言，可使用盤式離心機，亦即藉由不同的離心沈降(DCS)來量測粒徑。適合的盤式離心機粒徑量測儀器為市售的，諸如購自CPS Instruments (Prairieville, LA)，例如CPS盤式離心機型號DC24000UHR。除非另外規定，否則本文中所報導及主張之中值粒徑值係基於盤式離心機量測。 較佳的氧化鈰研磨粒子(例如，第一研磨粒子)可具有約40 nm或更大，例如約45 nm或更大、約50 nm或更大、約55 nm或更大、約60 nm或更大、約65 nm或更大、約70 nm或更大、約75 nm或更大或約80 nm或更大之中值粒徑。可替代地或另外，氧化鈰研磨粒子可具有約100 nm或更小，例如約95 nm或更小、約90 nm或更小、約85 nm或更小、約80 nm或更小、約75 nm或更小、約70 nm或更小或約65 nm或更小之中值粒徑。因此，氧化鈰研磨粒子可具有由前述端點之任何兩者限定之範圍內之中值粒徑。舉例而言，氧化鈰研磨粒子(例如，第一研磨粒子)可具有約40 nm至約100 nm，例如約40 nm至約80 nm，約40 nm至約75 nm，約40 nm至約60 nm，約50 nm至約100 nm，約50 nm至約80 nm，約50 nm至約75 nm，約50 nm至約70 nm，約60 nm至約100 nm，約60 nm至約80 nm，或約60 nm至約85 nm或約65 nm至約75 nm之中值粒徑。較佳的研磨粒子(例如，第一研磨粒子)可具有約60 nm至約80 nm之中值粒徑，例如約65 nm之中值粒徑、約70 nm之中值粒徑或約75 nm之中值粒徑。 研磨粒子(例如，第一研磨粒子)可存在於任何適用之濃度(例如，每總重量之濃度)的CMP組合物中。適用濃度(例如，在使用點處)之例示性範圍可為約0.005重量百分比至約2重量百分比之CMP組合物。舉例而言，第一研磨粒子可以約0.005重量百分比或更多，例如，約0.0075重量百分比或更多、約0.01重量百分比或更多、約0.025重量百分比或更多、約0.05重量百分比或更多、約0.075重量百分比或更多、約0.1重量百分比或更多或約0.25重量百分比或更多之濃度存在於CMP組合物中。可替代地或另外，第一研磨粒子可以約2重量百分比或更低，例如，約1.75重量百分比或更低、約1.5重量百分比或更低、約1.25重量百分比或更低、約1重量百分比或更低、約0.75重量百分比或更低、約0.5重量百分比或更低或約0.25重量百分比或更低之濃度存在於CMP組合物中。因此，研磨粒子(例如，第一研磨粒子)可以由前述端點中之任何兩者限定之範圍內的濃度存在於CMP組合物中。舉例而言，研磨粒子(例如，第一研磨粒子)可以按研磨漿總重量計約0.005重量百分比至約2重量百分比，例如，約0.005重量百分比至約1.75重量百分比、約0.005重量百分比至約1.5重量百分比、約0.005重量百分比至約1.25重量百分比、約0.005重量百分比至約1重量百分比、約0.01重量百分比至約2重量百分比、約0.01重量百分比至約1.5重量百分比、約0.05重量百分比至約2重量百分比、約0.05重量百分比至約1.5重量百分比、約0.1重量百分比至約2重量百分比、約0.1重量百分比至約1.5重量百分比，或約0.1重量百分比至約1重量百分比之濃度存在於CMP組合物中。此等濃度可為CMP組合物在使用點漿化時之濃度；較高濃度可包括於CMP濃縮物中。 某些較佳的研磨漿類型可含有此範圍中之低端處，諸如按CMP組合物總重量計約0.1重量百分比至約0.5重量百分比，例如約0.15重量百分比至約0.4重量百分比、約0.15重量百分比至約0.35重量百分比或約0.2重量百分比至約0.3重量百分比的第一研磨粒子。更佳地，研磨漿可含有約0.1重量百分比至約0.3重量百分比，例如，約0.1重量百分比、約0.15重量百分比、約0.2重量百分比、約0.25重量百分比之濃度的第一研磨粒子。 較佳的第一研磨粒子可具有至少約300 nm之粒徑分佈。粒徑分佈係指最大粒子粒徑與最小粒子粒徑之間的差值。舉例而言，第一研磨粒子可具有至少約315 nm，例如至少約320 nm、至少約325 nm、至少約330 nm、至少約340 nm、至少約350 nm、至少約355 nm、至少約360 nm、至少約365 nm、至少約370 nm、至少約375 nm或至少約380 nm之粒徑分佈。較佳地，第一研磨粒子具有至少約320 nm，例如至少約325 nm、至少約335 nm或至少約350 nm之粒徑分佈。第一研磨粒子亦可較佳地具有約不大於500 nm，例如約475 nm或更小、約450 nm或更小、約425 nm或更小或約415 nm或更小之粒徑分佈。因此，研磨粒子(例如，第一研磨粒子)可具有由前述端點中之任何兩者限定之範圍內之粒徑分佈。舉例而言，研磨粒子可具有約315 nm至約500 nm，例如約320 nm至約480 nm、約325 nm至約475 nm、約335 nm至約460 nm或約340 nm至約450 nm之粒徑分佈。 如所描述之第一研磨粒子可具有任何適合的最大粒徑及任何合適的最小粒徑，較佳的粒子具有至少約300 nm之粒徑分佈。舉例而言，研磨粒子可具有約1 nm至約50 nm，例如約1 nm至約40 nm、約1 nm至約30 nm、約1 nm至約25 nm，約1 nm至約20 nm、約5 nm至約25 nm或約10 nm至約25 nm之最小粒徑。較佳地，第一研磨粒子具有約10 nm至約30 nm，例如約15 nm、約20 nm或約25 nm之最小粒徑。研磨粒子可具有約250 nm至約500 nm，例如約250 nm至約450 nm、約250 nm至約400 nm、約300 nm至約500 nm或約300 nm至約400 nm之最大粒徑。較佳地，第一研磨粒子具有約350 nm至約450 nm，例如約375 nm、約400 nm或約425 nm之最大粒徑。 CMP組合物可視情況含有額外研磨粒子(例如，第二研磨粒子，第三研磨粒子等)。額外研磨粒子可為(例如)與第一研磨粒子不同之金屬氧化物研磨粒子，諸如氧化鈦(例如，二氧化鈦)、氧化鍺(germania) (例如，二氧化鍺、氧化鍺(germanium oxide))、氧化鎂(magnesia) (例如，氧化鎂(magnesium oxide))、氧化鎳、其共同形成之產物或其組合之金屬氧化物研磨粒子。額外研磨粒子亦可為明膠、乳膠、纖維素、聚苯乙烯或聚丙烯酸酯之有機粒子。可替代地，CMP組合物可含有為具有約40 nm至約100 nm之中值粒徑及至少約300 nm之粒徑分佈之濕法氧化鈰粒子之第一研磨粒子，其中該CMP組合物不包括任何額外的(第二或第三)研磨粒子。 額外的研磨粒子亦可為氧化鈰(例如，二氧化鈰)之金屬氧化物研磨粒子，其與CMP組合物之第一研磨粒子相比為不同類型之氧化鈰，亦即不為濕法氧化鈰粒子之氧化鈰粒子，諸如煙霧狀氧化鈰粒子或煅燒氧化鈰粒子。替代地，CMP組合物可含有為具有約40 nm至約100 nm之中值粒徑及至少約300 nm之粒徑分佈之濕法氧化鈰粒子的第一研磨粒子，其中CMP組合物不包括任何額外的氧化鈰粒子。 當CMP組合物包括額外的研磨粒子(例如，第二研磨粒子、第三研磨粒子等)時，額外的研磨粒子可具有任何適合的中值粒徑。舉例而言，CMP組合物可包括第二研磨粒子，該等第二研磨粒子具有約1 nm至約60 nm，例如約1 nm至約55 nm、約1 nm至約50 nm、約1 nm至約40 nm、約1 nm至約35 nm、約1 nm至約30 nm、約1 nm至約25 nm、約1 nm至約20 nm、約5 nm至約50 nm、約5 nm至約35 nm或約15 nm至約30 nm之中值粒徑。可替代地，第二研磨粒子可具有約100 nm至約350 nm，例如約100 nm至約300 nm、約105 nm至約350 nm、約115 nm至約350 nm、約135 nm至約325 nm、約150 nm至約315 nm、約175 nm至約300 nm、約200 nm至約275 nm或約225 nm至約250 nm之中值粒徑。較佳地，額外的研磨粒子(例如，第二研磨粒子、第三研磨粒子等)可具有約1 nm至約35 nm之中值粒徑或約125 nm至約300 nm之中值粒徑。 除第一研磨粒子之外，額外研磨粒子(例如，第二研磨粒子，第三研磨粒子等，全部)可以任何合適的量存在於CMP組合物中。在某些研磨漿實施例中，額外的研磨粒子可以按研磨漿之總重量計約0.005重量百分比至約2重量百分比之濃度存在。舉例而言，額外的研磨粒子可以約0.005重量百分比或更多，例如，約0.0075重量百分比或更多、約0.01重量百分比或更多、約0.025重量百分比或更多、約0.05重量百分比或更多、約0.075重量百分比或更多、約0.1重量百分比或更多或約0.25重量百分比或更多之濃度存在於CMP組合物中。可替代地或另外，額外研磨粒子可按研磨漿之總重量計以約2重量百分比或更低，例如約1.75重量百分比或更低、約1.5重量百分比或更低、約1.25重量百分比或更低、約1重量百分比或更低、約0.75重量百分比或更低、約0.5重量百分比或更低或約0.25重量百分比或更低之濃度存在於CMP組合物中。因此，額外的研磨粒子可以由前述端點中之任何兩者所限定之範圍內的濃度而存在於CMP組合物中。舉例而言，較佳的CMP組合物可包括(除如所描述之第一研磨粒子的量外)按研磨漿總重量計約0.005重量百分比至約2重量百分比，例如，約0.005重量百分比至約1.75重量百分比、約0.005重量百分比至約1.5重量百分比、約0.005重量百分比至約1.25重量百分比、約0.005重量百分比至約1重量百分比、約0.01重量百分比至約2重量百分比、約0.01重量百分比至約1.75重量百分比、約0.01重量百分比至約1.5重量百分比、約0.05重量百分比至約2重量百分比、約0.05重量百分比至約1.5重量百分比、約0.1重量百分比至約2重量百分比，或約0.1重量百分比至約1.5重量百分比之濃度的第二研磨粒子。更佳地，按研磨漿之總重量計，額外研磨粒子可以約0.01重量百分比至約0.5重量百分比，例如約0.025重量百分比、約0.05重量百分比、約0.08重量百分比、約0.1重量百分比、約0.15重量百分比、約0.2重量百分比、約0.25重量百分比、約0.3重量百分比或約0.4重量百分比之濃度存在。 CMP組合物中所存在之第一研磨粒子及任何額外研磨粒子宜懸浮於CMP組合物中，更特定言之懸浮於CMP組合物之水性載劑中。當研磨粒子懸浮於CMP組合物中時，研磨粒子較佳為膠態穩定的。術語膠體係指研磨粒子於水性載劑中之懸浮液。膠態穩定性係指懸浮液隨時間推移之維持性。在本發明之上下文中，若當研磨粒子置於100 ml量筒中且允許不攪動地靜置2小時之時間段，量筒之底部50 ml中之粒子濃度([B]，以g/ml計)與圓筒之頂部50 ml中之粒子濃度([T]，以g/ml計)之間的差值除以研磨組合物中之粒子起始濃度([C]，以g/ml計)小於或等於0.5 (亦即，{[B]-[T]}/[C] ≤ 0.5)時，則認為研磨粒子為膠態穩定的。[B]-[T]/[C]之值宜小於或等於0.3且較佳地小於或等於0.1。 CMP組合物可展現低於約7之pH，例如自約1至約6。通常地，CMP組合物具有約2或更大之pH。此外，CMP組合物之pH通常約為6或更低。舉例而言，pH可在約1、2、3或3.5至約6之範圍內，例如約3.5之pH、約4之pH、約4.5之pH、約5之pH、約5.5之pH、約6之pH，或介於由此等pH值中之任兩者所定義之範圍內的pH。 CMP組合物可視情況包括pH調節劑，其可為任何合適的pH調節劑。舉例而言，pH調節劑可為無機鹼、烷基胺、醇胺、四級胺氫氧化物、氨水或其組合。特定言之，pH調節劑可為氫氧化鉀、三乙醇胺、氫氧化四甲銨(TMAH或TMA-OH)，或氫氧化四乙銨(TEAH或TEA-OH)。在某些較佳實施例中，pH調節劑可為三乙醇胺。 拋光組合物之pH可藉由包括酸性化合物實現或維持。合適之酸性pH調節劑可包括乙酸、硝酸、過氯酸、硫酸、磷酸、鄰苯二甲酸、檸檬酸、己二酸、草酸、丙二酸、順丁烯二酸及其他酸。合適之緩衝劑可包括磷酸酯、硫酸酯、乙酸酯、丙二酸酯、草酸酯、硼酸酯、銨鹽及類似者。 CMP組合物包括含有水(例如，去離子水)之水性載劑且可視情況含有一或多種水可混溶性有機溶劑。可使用之有機溶劑之實例包括醇，諸如丙烯醇、異丙醇、乙醇、1-丙醇、甲醇、1-己醇及類似者；醛，諸如乙醛及類似者；酮，諸如丙酮、二丙酮醇、甲基乙基酮及類似者；酯，諸如甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乳酸甲酯、乳酸丁酯、乳酸乙酯及類似者；醚，包括諸如二甲亞碸(DMSO)之亞碸、四氫呋喃、二噁烷、二乙二醇二甲醚及類似者；醯胺，諸如N,N-二甲基甲醯胺、二甲基咪唑啶酮、N-甲基吡咯啶酮及類似者；多元醇及上述者之衍生物，諸如乙二醇、丙三醇、二甘醇、二甘醇單甲醚及類似者；及含氮有機化合物，諸如乙腈、戊胺、異丙胺、咪唑、二甲胺及類似者。較佳地，水性載劑僅為不存在有機溶劑或僅具有微量有機溶劑之水，諸如小於0.1、0.05、0.01或0.005重量百分比有機溶劑。 CMP組合物可包括作為添加劑之額外成分。視情況選用之添加劑之實例包括非離子聚合物，諸如聚乙烯吡咯啶酮、聚乙二醇(例如，聚乙二醇)或聚乙烯醇(例如，2-羥乙基甲基丙烯酸與甲基丙烯酸之共聚物)、陽離子化合物、吡啶甲酸、功能化吡啶之N-氧化物(例如，吡啶甲酸N-氧化物)；澱粉；或此等物質中之兩者或多於兩者之組合。 聚乙烯吡咯啶酮可適用作添加劑，且可具有任何適合的分子量。舉例而言，作為添加劑之聚乙烯吡咯啶酮可具有約10,000克每莫耳(g/mol)至約1,000,000 g/mol，例如至多或約20,000 g/mol、30,000 g/mol、40,000 g/mol、50,000 g/mol或60,000 g/mol之分子量。 當研磨漿包括作為添加劑之非離子聚合物時，且當非離子聚合物為聚乙二醇時，聚乙二醇可具有任何適合的分子量。舉例而言，聚乙二醇可具有約200 g/mol至約200,000 g/mol，例如約8000 g/mol、約100,000 g/mol之分子量。 一或多種添加劑可以任何合適的濃度存在於如所描述之CMP組合物中。較佳地，該等添加劑以約1 ppm至約500 ppm，例如約5 ppm至約400 ppm、約10 ppm至約400 ppm、約15 ppm至約400 ppm、約20 ppm至約400 ppm、約25 ppm至約400 ppm、約10 ppm至約300 ppm、約10 ppm至約250 ppm、約30 ppm至約350 ppm、約30 ppm至約275 ppm、約50 ppm至約350 ppm，或約100 ppm至約300 ppm之濃度存在於CMP組合物中。更佳地，該等添加劑以約1 ppm至約300 ppm，例如約1 ppm至約275 ppm、約1 ppm至約250 ppm、約1 ppm至約100 ppm、約1 ppm至約50 ppm、約10 ppm至約250 ppm、約10 ppm至約100 ppm，或約35 ppm至約250 ppm之濃度存在於CMP組合物中。 在特定實施例中，吡啶甲酸可包括於研磨漿中。吡啶甲酸之量可為任何所需量，諸如在1 ppm至1,000 ppm，例如100 ppm至約800 ppm，諸如250 ppm至750 ppm範圍內之量。 CMP組合物視情況可包括選自四級胺、陽離子聚乙烯醇、陽離子纖維素及其組合之陽離子聚合物，以及上文所述之添加劑中之一或多者(亦即，羧酸單體、磺化單體、或膦酸化單體與丙烯酸酯之陰離子共聚物；聚乙烯吡咯啶酮或聚乙烯醇；聚乙二醇；非離子聚合物；矽烷；功能化吡啶之N-氧化物；澱粉；及環糊精中之一或多者)。替代地，CMP組合物可包括不具有上文所描述之此等添加劑中之一或多者之陽離子聚合物。 陽離子聚合物可為含有四級胺基團或由四級胺單體組成之聚合物。舉例而言，陽離子聚合物可選自聚(乙烯基咪唑)、諸如聚(甲基丙烯醯氧基乙基三甲基銨)氯化物(聚MADQUAT)之聚(甲基丙烯醯氧基乙基三甲基銨)鹵化物、諸如聚(二烯丙基二甲基銨)氯化物(聚DADMAC)之聚(二烯丙基二甲基銨)鹵化物，及聚四級銨-2。較佳地，當陽離子聚合物為四級胺聚合物時，陽離子聚合物為聚(乙烯基咪唑)。 替代地，陽離子聚合物可為任何合適的陽離子聚乙烯醇或陽離子纖維素。較佳地，陽離子聚合物為陽離子聚乙烯醇。舉例而言，陽離子聚乙烯醇可為Nippon Gosei GOHSEFIMER K210™聚乙烯醇產品。 陽離子聚合物(例如，四級胺聚合物、陽離子聚乙烯醇、陽離子纖維素或其組合，全部)可以任何合適的濃度存在於CMP組合物中，例如約1 ppm至約250 ppm，例如約1 ppm至約100 ppm、約1 ppm至約50 ppm、約1 ppm至約40 ppm、約1 ppm至約25 ppm、約5 ppm至約225 ppm、約5 ppm至約100 ppm、約5 ppm至約50 ppm、約10 ppm至約215 ppm、約10 ppm至約100 ppm、約15 ppm至約200 ppm、約25 ppm至約175 ppm、約25 ppm至約100 ppm或約30 ppm至約150 ppm之濃度。 當陽離子聚合物為聚(乙烯基咪唑)時，陽離子聚合物可較佳以約1 ppm至約10 ppm，例如約2 ppm、約5 ppm、約6 ppm、約7 ppm、約8 ppm或約9 ppm之濃度存在於CMP組合物中。更佳地，當陽離子聚合物為聚(乙烯基咪唑)時，陽離子聚合物可較佳以約1 ppm至約5 ppm，例如約2 ppm、約3 ppm或約4 ppm之濃度存在於CMP組合物中。 CMP組合物亦可視情況包括羧酸。羧酸可為任何合適的羧酸，例如具有約1至約6，例如約2至約6，諸如約3.5至約5之pKa。適用之甲酸之實例包括乙酸、丙酸及丁酸。 羧酸可以任何合適的濃度存在於CMP組合物中。較佳地，羧酸以約10 ppm至約1000 ppm，例如約10 ppm至約500 ppm、約10 ppm至約250 ppm、約25 ppm至約750 ppm、約25 ppm至約500 ppm、約25 ppm至約250 ppm、約30 ppm至約250 ppm、約35 ppm至約350 ppm、約50 ppm至約425 ppm、約55 ppm至約400 ppm，或約75 ppm至約350 ppm之濃度存在於CMP組合物中。更佳地，羧酸可以約25 ppm至約150 ppm，例如約40 ppm、約50 ppm、約60 ppm、約75 ppm、約100 ppm或約125 ppm之濃度存在於CMP組合物中。 合乎需要地，CMP組合物之pH可在羧酸之pKa之約2單位之內。作為一實例，若CMP組合物之pH為約3.5，則羧酸之pKa較佳為約1.5至約5.5。 當CMP組合物包括陽離子聚合物時，且當該陽離子聚合物為四級胺聚合物時，CMP組合物較佳地亦包括羧酸。當CMP組合物包括陽離子聚合物，且陽離子聚合物係選自陽離子聚乙烯醇及陽離子纖維素時，CMP組合物視情況進一步包含羧酸。 CMP組合物可視情況包括諸如界面活性劑或流變控制劑的一或多種其他添加劑，其包括黏度增強劑及凝集劑(例如，高分子流變控制劑，諸如胺基甲酸酯聚合物)、分散劑、生物滅除劑(例如KATHON™ LX)或其類似物。界面活性劑之實例包括(例如)烷基胺、陰離子界面活性劑、陰離子聚電解質、非離子界面活性劑、兩性界面活性劑、氟化界面活性劑、其混合物。若其存在不對研磨漿之效能特性中之一或多者(諸如圖案化介電質之移除速率)產生不當負面作用，則此等添加劑或試劑可包括於研磨漿中。 可藉由以任何適用方式組合成分來製備CMP組合物，其中之許多實例為熟悉此技術者熟知的。CMP組合物可以批式法或連續法製備。大體而言，可藉由以任何次序組合其組分來製備CMP組合物，藉由適當混合以產生該等組分之均勻的混合物(研磨漿)。如本文所使用之術語「組分」包括單獨成分(例如，第一研磨粒子、烷基胺、環糊精、pH調節劑等)以及成分之任何組合。 舉例而言，可將包括環糊精及烷基胺之成分以所需濃度添加至水中。接著可調整(按需要)所得水溶液之pH且可將研磨粒子以所需濃度添加至溶液中。其他成分亦可在一定時間摻入至溶液中以允許該等成分之均勻的摻入。成分之添加次序可為任何導致形成有效量之複合物的次序。雖然成分之添加次序不受限制，但一系列步驟可在早期步驟中視情況允許烷基胺及環糊精組合而形成複合物，之後其他成分之大部分存在於組合物中。 CMP組合物可在其用於CMP方法中後或之前立即製備，其中一或多種組分在使用之後或之前不久(例如，在使用之前約1分鐘內、在使用之前約1小時內或在使用之前約7天內)添加至CMP組合物中。亦可藉由在CMP拋光操作期間或將研磨漿塗覆至基板之前立即在基板之表面混合該等組分來製備CMP組合物。 在替代實施例中，可將CMP組合物提供為經設計以運輸或商業地儲存，接著在使用前不久一次性經稀釋以供與適量之水性載劑(尤其水)一起使用的濃縮物(或「CMP濃縮物」或「CMP組合物濃縮物」)。在此等實施例中，CMP組合物濃縮物可包括第一研磨粒子、移除速率加速器、pH調節劑及水，該等物質呈在用適量水稀釋濃縮物之後，使得CMP組合物之各組分將以CMP組合物在使用點處(亦即，「使用組合物」)上文所指定之範圍內的量存在於經稀釋之CMP組合物中的量。此外，濃縮物在使用期間可含有存在於CMP組合物中之水性載劑(例如，水)之部分以確保其他組分至少部分或充分溶解於濃縮物中。 雖然可在使用之前或甚至之前不久很好地製備CMP組合物，但亦可藉由在使用點或接近使用點處混合CMP組合物之組分來製備CMP組合物。如本文所使用，術語「使用點」係指將CMP組合物塗覆於基板表面(例如，拋光墊或基板表面本身)之位置。當應藉由使用點混合來製備CMP組合物時，則CMP組合物之組分分別地儲存於兩個或多於兩個儲存器件中。 為將包含於儲存器件中之組分混合以在使用點或接近使用點處產生CMP組合物，該等儲存器件通常具備自各儲存器件引導至CMP組合物之使用點(例如，壓板、拋光墊或基板表面)之一或多個流動管線。術語「流動管線」指自個別儲存容器流至其中所儲存之組分之使用點之路徑。該一或多個流動管線可各自直接引導至使用點，或在使用超過一個流動管線之情況下，兩個或多於兩個流動管線可在任何位置處合併成引導至使用點之單一流動管線。此外，在到達該等組分之使用點之前，一或多個流動管線中之任一者(例如，個別流動管線或合併流動管線)可首先引導至其他器件(例如，泵送器件、量測器件、混合器件等)中之一或多者。 CMP組合物之組分可獨立地遞送至使用點(例如，組分遞送至基板表面，之後在拋光程序期間混合)，或該等組分可在遞送至使用點之前緊接著組合。若組分在到達使用點之前小於10秒，較佳在到達使用點之前小於5秒，更佳在到達使用點之前小於1秒，或甚至與組分傳遞至使用點同時組合(例如，該等組分在使用點處之分配器(諸如基板或拋光墊)處組合)，則組分「緊接著在傳遞至使用點之前」組合。若組分在使用點5公尺內，諸如在使用點1公尺內，或甚至在使用點10 cm內(例如，在使用點1 cm內)組合，則組分亦「緊接著在遞送至使用點之前」組合。 在CMP組合物之兩種或多於兩種組分在到達使用點之前組合時，則該等組分可在流動管線中組合且在不使用混合器件之情況下傳遞至使用點。替代地，流動管線中之一或多者可引導至混合器件中以促進組分中之兩者或多於兩者之組合。可使用任何適合的混合器件 舉例而言，混合器件可為該等組分中之一或多者流動穿過之噴嘴或噴口(例如，高壓噴嘴或噴口)，替代地，混合器件可為容器型混合器件，其包括：一或多個入口，藉由該等入口將CMP組合物中之兩種或多於兩種組分引導至容器型混合器件中；及至少一個出口，經由該出口使混合的組分離開以直接或經由裝置之其他元件(例如，經由一或多個流動管線)遞送至使用點。混合器件可包括單個腔室或多於一個腔室，各腔室具有至少一個入口及至少一個出口，其中在各腔室中組合兩種或多於兩種組分。若使用容器型混合器件，則混合器件較佳地包括混合機構以均一地攪拌及組合該等組分，較佳地不產生過度發泡體或空氣截流。混合機構一般為此項技術中已知的且包括攪拌器、摻合器、攪動器、槳式隔板、氣體鼓泡器系統、振動器等。 如所描述之CMP組合物可適用於拋光任何合適的基板，且可特別適用於拋光包括含介電(例如，含氧化矽)表面之基板，尤其具有包括藉由介電材料之槽面分離之凸起介電區的圖案化介電之區域的一個基板。例示性基板包括待加工用作平板顯示器、積體電路、記憶體或硬磁碟、層間介電質(ILD)器件、微機電系統(MEMS)、3D NAND器件或類似者或經歷淺槽隔離(STI)步驟之任何基板之組件的彼等。基板可為大體上CMP及半導體技術中之晶圓大小，如200毫米晶圓、300毫米晶圓或諸如450毫米晶圓之更大晶圓。 對於任何類型之基板，基板表面包括置放於亦包括表面結構或構形之底層上的介電材料之連續但結構化(不平坦、不光滑的)層。此介電層表面之結構化、非平面區域被稱為「圖案化介電」。其由置放於底層之不均勻結構上之介電材料產生以填充存在於底層之槽或洞。為確保完成所有槽或洞等之填充且完全覆蓋於含有槽或洞等之底層之表面上，以盈餘量沈積介電材料。介電材料將符合底層之不均勻構形，產生表徵為藉由槽分離之凸起面的經沈積連續性介電表面。凸起面將為活性拋光及材料移除之位置，意謂自該位置移除大部分介電材料。圖案化介電材料亦表徵為被稱為「梯級高度」，其為相對於在鄰近槽處之介電材料之高度的凸起部位之介電材料之高度。 CMP組合物特別較適合用於平坦化或拋光已進行淺溝槽隔離(STI)或類似方法之基板，由此將介電質塗佈於結構化底層上以產生圖案化介電材料之區域。對於已進行淺槽隔離之基板，通常梯級高度可在1,000埃至7,000埃之範圍內。 所描述之CMP組合物亦適用於平坦化或拋光為工序內3D NAND快閃記憶體器件之基板。在此類基板中，底層由包括溝槽、洞或具有較高縱橫比(諸如至少10:1、30:1、60:1或80:1之縱橫比)之其他結構的半導體材料製成。當藉由介電材料塗佈具有此較高縱橫比之結構的表面時，所得圖案化介電質將展現較高梯級高度，諸如實質上大於7,000埃，例如大於10,000埃、20,000埃、30,000埃或40,000埃，或更高之梯級高度。 基板之介電層可包含任何合適的介電材料、基本上由任何合適的介電材料組成或由任何合適的介電材料組成，其中之許多為熟知的，包括各種形式之氧化矽及基於氧化矽之介電材料。舉例而言，包括氧化矽之介電層或基於氧化矽之介電層可包含，由以下各者構成或基本上由以下各者中之任何一或多者組成：四乙氧基矽烷(TEOS)、高密度電漿(HDP)氧化、磷矽酸鹽玻璃(PSG)、硼磷矽玻璃(BPSG)、較高縱橫比加工過程(HARP)氧化、旋塗式介電質(SOD)氧化、化學氣相沈積(CVD)氧化、電漿增強型四乙基鄰矽酸鹽(PETEOS)、熱氧化或未摻雜矽酸鹽之玻璃(USG)。 在過去，已製備需要圖案化介電之平坦化之基板的一些實例以在圖案化介電材料之活性拋光區域下之位置處包括氮化矽層(例如，「氮化矽帽」或「墊」)，例如在結構化半導體層之接點表面上之「帽」。氮化矽經設計以在到達氮化矽層後使拋光及在活性區域下的介電材料之移除停止。氮化矽層用於以意欲減小溝槽損耗及最終構形中之凹陷之方式來停止拋光步驟中之材料之移除。然而，此步驟為加工程序增加顯著的成本且仍可不完全地預防凹陷。 根據本說明書之方法，基板可包括位於介電拋光及移除步驟之既定端部之部位處之氮化矽墊。在其他實施例中，基板不需要且可視情況及較佳地不包括安置於自活性區域移除介電之步驟之端點之部位處的氮化矽「墊」或「帽」。 根據可藉由如所描述之方法使用研磨漿加工之基板之此等及其他實施例，基板亦可包括例如在介電層上方之氮化矽層。當加工具有凸起及更低(例如，溝槽)構件之介電基板時，氮化矽層可置放於凸起及更低介電材料上以保護溝槽區域且改良CMP加工期間之平坦化效率。 可藉由任何適合的技術用本文所描述之CMP組合物平坦化或拋光基板，尤其使用化學機械拋光(CMP)設備之CMP加工。通常，CMP裝置包括：壓板，其在使用時處於運動中且具有由軌道、線性及/或圓周運動產生之速度；拋光墊，其與壓板接觸且在運動時隨壓板移動；及載體，其固持待藉由接觸且相對於拋光墊表面移動而拋光之基板。拋光藉由將基板放置與如所描述之CMP組合物，及通常拋光墊接觸，接著移除基板表面之至少部分(例如,圖案化介電材料)來進行。 可用化學機械CMP組合物與任何適合的拋光墊(例如，拋光表面)平坦化或拋光基板。適合之拋光墊包括(例如)編織及非編織拋光墊。此外，合適之拋光墊可包括具有不同密度、硬度、厚度、可壓縮性、在壓縮後反彈之能力及壓縮模數之任何適合的聚合物。適合的聚合物包括(例如)聚氯乙烯、聚氟乙烯、耐綸、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚醯胺、聚胺脂、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成產物及其混合物。 根據較佳的方法，平坦化及拋光圖案化介電以減小在凸起面(具有h0之初始高度)與溝槽(具有t0之初始溝槽厚度)之間的梯級高度。為有效地及有效率地實現此平坦化，該加工過程應包括圖案化介電材料之凸起面之較高移除速率，以及溝槽之介電材料之實質上較低移除速率。較佳地，該加工過程亦導致高平坦化效率，視情況以及較低的溝槽損耗及良好的自動停止行為。 在CMP拋光或平坦化期間，自凸起面及自溝槽以較小量移除介電材料。在拋光期間，將凸起面之高度減小至最終與溝槽之高度基本地水平。舉例而言，此可意謂梯級高度經減小至小於1,000埃，例如小於900埃、500埃、300埃或250埃。降低凸起面之高度移除溝槽之間的凸起面之圖案，有效地移除圖案且將圖案轉換至平坦化介電質之區域，亦即，「毯覆式」介電質或「毯覆式氧化」意指介電材料之實質上平坦化區域。 取決於經加工之基板，在開始CMP加工之步驟之前量測，初始梯級高度可為至少1,000埃、2,000埃或5,000埃，且可實質上更大，諸如大於7,000埃，或至少10,000埃、20 000埃、30,000埃或40,000埃。 根據本文所描述之基板之CMP平坦化之較佳加工過程，圖案化介電質可經加工以藉由圖案化介電質之CMP加工來平坦化表面少於5分鐘，例如少於3分鐘、2分鐘或1分鐘之時間。此可針對具有包括至少7,000埃或10,000埃，例如20,000埃、30,000埃或40,000埃之初始梯級高度之圖案化介電質的基板來完成。在達成小於1,000埃，例如小於900埃、500埃、300埃或250埃之經減小(藉由拋光)之梯級高度(亦即，「剩餘」梯級高度)後，該表面被視為有效地平坦化。 根據某些加工過程及如所描述之研磨漿，使用含有烷基胺(單獨或與環糊精)之研磨漿的加工過程之平坦化效率可相對於其他不含有烷基胺之相同研磨漿經改良；烷基胺(單獨或與環糊精組合)可改良平坦化效率。根據某些加工過程及研磨漿，可相對於不含有烷基胺之研磨漿增大平坦化效率(歸因於烷基胺之存在)，而介電材料之移除速率相對於不含有烷基胺之研磨漿可實質上不減小。當烷基胺在研磨漿中存在時，例如在足夠高含量時，將造成圖案化介電質移除速率之減小，環糊精之存在(及環糊精與烷基胺之錯合)使得使用較低量之烷基胺以達成平坦化效率之所需改良，或另外防止移除速率之減小。在烷基胺與環糊精錯合且對移除速率呈現降低之有害作用時，可考慮以不同方式包括較大量之烷基胺以改良平坦化效率。可在移除速率與平坦化效率之間的某處得到平衡點，且在錯合烷基胺時平坦化效率之增益較大且移除速率之減小極小。在一些點處，烷基胺之量可達到最大，然而即使藉由錯合，由於錯合需要之大量環糊精可負面影響移除速率。 在CMP研磨漿及CMP程序中所需高活性移除速率及良好平坦化效率兩者以供加工含介電質之基板。每一者分別為合乎需要的，但若可獲得改良而實質上不降低圖案化介電材料之移除速率則平坦化效率之改良尤其為合乎需要的。 根據使用如所描述之研磨漿的某些加工過程，可相對於其他不含有烷基胺之相同研磨漿減小溝槽損耗且可改良平坦化效率。根據較佳的加工過程及研磨漿，溝槽損耗之量將出現在拋光至平坦化期間(例如藉由小於1,000埃，例如小於900埃、500埃、300埃或250埃之「剩餘」梯級高度所定義)，或對於給定量之加工時間，可藉由烷基胺在如所描述之研磨漿中的存在來減小；亦即，使用含有烷基胺化合物之研磨漿，如所描述之加工過程之溝槽損耗將實質上小於(例如，至少10%小於)使用相同加工過程藉由類似但不含有烷基胺之研磨漿加工相同基板將另外出現之溝槽損耗的量。 降低溝槽損耗亦將以經改良平坦化效率反映，其係指梯級高度減小(埃)除以加工過程之溝槽損耗(埃)。根據本說明書之較佳加工過程，可藉由如所描述之烷基胺化合物之存在改良平坦化效率，亦即，當加工類似基板且使用相同加工過程條件及設備時，使用含有烷基胺之如所描述之研磨漿，如所描述之加工過程之平坦化效率將實質上大於(例如至少比其大10%)使用類似加工過程及其他相同但不含有烷基胺之研磨漿將出現之平坦化效率。如所描述之加工之所需程度之平坦化效率(梯級高度減小除以槽損耗)可為至少2.0，較佳至少3.0，諸如至少約3.5。替代地，平坦化效率可計算為1減(經移除溝槽材料之量)/(經移除活性材料之量)的值。作為較佳加工過程之單一實例，可在基於藉由5000 Å輸入梯級高度對STI介電圖案進行50秒拋光的CMP加工過程中獲得至少0.7，例如至少0.80、0.85或0.87之平坦化效率。 在此等相同加工過程中，圖案化介電質之移除速率相對於使用其他相同但不含有烷基胺(或不含有烷基胺或環糊精)之研磨漿的相同加工程序可實質上不減小。烷基胺化合物可以在平坦化效率上產生所需改良，同時亦不造成圖案化介電質之移除速率的顯著非所要減小的量(例如以圖案化介電質之移除速率相對於其他相同但不含有烷基胺及環糊精之相同研磨漿減少小於25%、15%、10%或5%的量)包括於研磨漿(具有環糊精)中。 實例： 包括含有環糊精-烷基胺複合物之基於氧化鈰之研磨漿的如所描述之方法及組合物可適用於CMP加工經圖案化之塊狀氧化矽材料。實例研磨漿及加工過程之優勢符合3D NAND行業之需求，此係由於環糊精-烷基胺複合物在用作組合物添加劑時維持絕對較高之圖案氧化移除速率，同時同步促進平坦化效率。另外，含有複合物及研磨粒子(例如，基於氧化鈰之粒子)之研磨漿可適用或宜作為其他加工應用之PE增強之添加劑，在需要塊體(例如，氧化矽)拋光的情況下，即使可容許略微降低的移除速率，但由於自此複合物之PE增強可為顯著的，所以且比替代性PE增強劑更好。 本發明係基於環糊精-烷基胺複合物可包括於CMP組合物中之發現以在塊體移除圖案化介電材料中提供改良之平坦化效率，及可接受地低水平之移除速率減小。在實例加工過程中，環糊精-烷基胺複合物用於保護經圖案化TEOS表面之溝槽材料，從而在藉由基於氧化鈰之研磨漿的CMP期間增強PE。在不受理論限制之情況下，在墊表面微凸體不易於達到溝槽時，陽離子烷基胺化合物之庫侖吸引力，以及環糊精之氫鍵在CMP加工之初始階段期間有效地堆積且遮蔽溝槽。此導致形成減緩溝槽中之底層氧化矽之侵蝕的保護層，由此增強平坦化效率。實驗結果展示相比於使用無複合物之相同研磨漿的加工過程，在IC1010(來自Dow)及R200-01(可購自卡巴特微電子(Cabot Microelectronics))拋光墊兩者上之200-mm及300-mm拋光平台處維持增強型PE。實例 1
在實例1中，拋光「對照研磨漿」為如申請者待審之專利申請案14/639,564中所描述之基於氧化鈰之研磨漿。不認為該研磨漿(含有氧化鈰粒子及吡啶甲酸)為先前熟知、可商購或在任何公佈之專利申請案中所描述。「對照研磨漿」(包括如存在於「對照研磨漿歷史」曲線中)包括氧化鈰粒子(0.3%)、吡啶甲酸(500 ppm)及具有約4.0之pH。對照研磨漿之氧化鈰粒子具有100奈米之平均粒徑。 所使用之拋光工具為Mirra；下壓力壓強為每平方英吋3磅；研磨漿流動速率為每分鐘150毫升。圖案化晶圓包括2微米之初始梯級高度且由TEOS (「圖案化晶圓」)組成。在圖1之圖例中指示對圖案化晶圓之拋光時間以秒計。 梯級高度為在定時拋光之後最終量測的梯級高度。原始梯級高度為20,000 Å。 如圖1所示，在添加烷基胺(單獨)或添加環糊精-烷基胺複合物之相同研磨漿旁邊繪製使用無下墊(200 mm)之較硬墊的對照研磨漿之PE以說明藉由烷基胺或藉由複合物之平坦化效率的增強。在約5000 Å溝槽損耗時，具有複合物之研磨漿具有約1000 Å較低梯級高度剩餘。儘管在此實例中在存在及不存在與環糊精之錯合下改良程度類似，但使用複合物之研磨漿中所需之烷基胺之量為單獨具有烷基胺之研磨漿中之量的20%。由於烷基胺亦可降低較高位準之移除速率，所以在最小化所需烷基胺之量時維持移除速率之較好選項為複合物。 不存在與添加環糊精-烷基胺複合物至研磨漿相關之顯著速率減小。 經由HRP自溝槽之中心至凸起構件自構件邊緣300微米的距離量測梯級高度。藉由F5x光學量測自構件之邊緣附近的位置至構件之中心的梯級高度(在絕對較大10-mm構件之CMP期間由於構件捨入為非零值)，且將此等值(F5x構件捨入及HRP梯級高度)加一起以得到自溝槽之中心至步驟之中心的構件的最終經繪製之梯級高度。實例 2
在實例2中，拋光「對照研磨漿」為如實例1中所描述。對照2研磨漿為可購自卡巴特微電子之D7295研磨漿。對照3研磨漿為可購自卡巴特微電子之D6720研磨漿。含有氧化鈰及吡啶甲酸之對照2及3研磨漿類似於對照研磨漿，但確實不含有環糊精-烷基胺複合物。本發明研磨漿(空心紅色方塊及實心紅色方塊)為本文所描述之對照研磨漿加複合物。 所使用之拋光工具為Mirra；下壓力壓強為每平方英吋3磅；研磨漿流動速率為每分鐘150毫升。圖案化晶圓包括0.5微米之初始梯級高度且由TEOS (「圖案化晶圓」)組成。 如圖2所示，在含有氧化鈰粒子及無複合物之三種研磨漿旁邊繪製使用較硬IC1010墊或IC1000 X、Y穿孔墊(圖2中之紅色空心方塊)之含有複合物之本發明研磨漿的PE。結果藉由含有複合物之實例展示在平坦化效率上之改良。