TWI774398B - 用於淺溝隔離應用的低淺盤氧化物cmp研磨組合物及其製造方法 - Google Patents

用於淺溝隔離應用的低淺盤氧化物cmp研磨組合物及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供淺溝隔離(STI)化學機械平坦化(CMP)研磨組合物、方法及使用彼的系統。該CMP研磨組合物包含塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子的研磨料，例如塗覆氧化鈰的氧化矽；及雙重化學添加物，以便提供可調的氧化物膜移除速率和可調的SiN膜移除速率；低氧化物溝淺盤效應；及高氧化物：SiN選擇性。雙重化學添加物包含至少一含矽酮化合物，該含矽酮化合物包含至少一(1)環氧乙烷和環氧丙烷(EO-PO)基團及在同一分子上的至少一經取代的伸乙二胺；及(2)至少一具有至少二，較佳地至少四羥基官能基的非離子有機分子。

Description

用於淺溝隔離應用的低淺盤氧化物CMP研磨組合物及其製造方法
相關申請案之相互參照
本案請求2020年3月29日申請的美國申請案第63/032,233號；及2020年6月29日申請的美國申請案第63/045,796號之權益。在此以引用的方式將該案之揭示內容併入本文。
本發明關於用於淺溝隔離(STI)製程的CMP化學研磨組合物及化學機械平坦化(CMP)方法。
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 layer)。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 )或HDP膜的研磨選擇性可調整。
在圖案化的STI結構的整體平坦化中，調整膜移除速率及調整氧化物溝淺盤效應是要考慮的兩個關鍵因素。較低的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))的不均勻溝氧化物損失將影響電晶體性能及裝置製造良率。嚴重的溝氧化物損失(高氧化物溝淺盤效應)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溝淺盤效應來降低溝氧化物損失。
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陷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。根據本發明的化學機械研磨漿料包括研磨料、水性介質及不會解離質子的有機多元醇，前述有機多元醇包括具有至少三在水性介質中不會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。
美國專利第6,984,588號揭示一種包含pH高於3的可溶性鈰化合物之化學機械研磨組合物以及一種在製造積體電路和半導體的期間以單一步驟優先於氮化矽膜層選擇性地研磨氧化矽過填充物之方法。
美國專利第6,544,892號揭示一種藉由化學機械研磨從製品的表面優先於氮化矽移除二氧化矽的方法，其包含使用研磨墊、水、研磨料粒子及兼具羧酸官能基和選自胺和鹵化物的第二官能基的有機化合物來研磨前述表面。
美國專利第7,247,082號揭示一種研磨組合物，其包含研磨料、pH調節劑、選擇性比率改進劑(improver)和水，其中該研磨料的含量為0.5至30重量%，該pH調節劑的含量為0.01至3重量%，該選擇性比率改進劑的含量為0.3至30重量%，並且水的含量為45至99.49重量%，其中重量%係以該研磨組合物的重量為基準計，並且其中該改進劑係一或更多選自由以下所組成的群組之化合物：甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二異丙胺、伸乙二胺、1,2 -二胺基丙烷、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、六亞甲基二胺、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、六氫吡嗪及六氫吡啶。
美國專利第8,778,203號揭示一種用於選擇性地移除基材表面上的目標材料的方法，該方法包含以下步驟：提供包含目標材料和非目標材料的基材；將氧氣溶解於研磨溶液中以達成預定的溶氧濃度(dissolved oxygen concentration)，該研磨溶液具有約5至約11的pH，其中該研磨溶液包含多數研磨料二氧化矽粒子，前述多數研磨料二氧化矽粒子中的至少一些係用氯化正-(三甲氧基甲矽烷基丙基)異硫脲鎓官能化；藉由對前述研磨溶液連續施加實質上純氧，使前述研磨溶液的預定溶氧濃度保持於約8.6 mg/L與約16.6 mg/L之間；將該研磨溶液置於研磨墊與該表面之間；將該研磨墊施於該表面上；及選擇性地移除預定厚度的目標材料；其中變化該研磨溶液的溶氧含量改變了在該移除步驟期間的目標材料與非目標材料的移除比率。
美國專利第6,914,001號揭示一種化學機械研磨方法，其包含：使半導體晶圓的表面與研磨墊的表面接觸；將含有研磨料粒子、移動速率加速劑及不同的第一和第二鈍化劑的水溶液供應至該研磨墊的表面與該半導體晶圓的表面之間的界面，其中該第一鈍化劑係陰離子、陽離子或非離子表面活性劑；及相對於該研磨墊的表面旋轉該半導體晶圓的表面以移除該半導體晶圓上的氧化物材料。
但是，那些先前揭示的淺溝隔離(STI)研磨組合物並未利用該氧化物對比於氮化物的可調的選擇性解決來自氧化膜去除速率調整、SiN 膜去除速率調整和氧化物溝淺盤效應減小及研磨的圖案化晶圓上更均勻的氧化物溝淺盤效應之壓力。
因此，從前文理應顯而易見本領域內仍然需要能夠提供以下各項之 STI 化學機械研磨的組合物、方法及系統：可調的氧化膜和 HDP 膜移除速率、可調的 SiN 膜移除速率及在 STI 化學和機械研磨(CMP)製程中研磨圖案化晶圓時橫越各種尺寸的氧化物溝特徵之降低的氧化物溝淺盤效應及更均勻的氧化物溝淺盤效應。
本發明提供可供使用相對低濃度的塗覆氧化鈰的無機氧化物研磨料調整氧化物膜和HDP膜移除速率、可調的SiN膜移除速率及於該研磨的圖案化晶圓上可調的TEOS：SiN選擇性和降低的氧化物溝淺盤效應用之STI CMP研磨組合物。
本發明的STI CMP研磨組合物藉由加入兩種化學添加物以便調整氧化物和SiN膜去除率並且降低用於包括酸性、中性和鹼性 pH 條件在內的寬範圍pH下的淺溝隔離(STI) CMP應用的化學機械研磨(CMP)組合物之氧化物溝淺盤效應來提供氧化物或HDP膜相對於氮化物膜的選擇性。
所揭示的用於淺溝隔離(STI) CMP應用之化學機械研磨(CMP)組合物具有使用塗覆氧化鈰的無機氧化物研磨料粒子及兩種適合的化學添加物氧化物膜和氮化物膜移除速率調整劑之獨特組合及氧化物溝淺盤效應降低劑。
其中之一添加物係含矽酮化合物，該含矽酮化合物包含至少一(1)環氧乙烷和環氧丙烷(EO-PO)基團及在同一分子上的至少一經取代的伸乙二胺基。
另一添加物係具有至少二羥基官能基的非離子有機分子。
在一態樣中，提供一種化學機械研磨組合物，其包含： 至少一塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子； 至少一含矽酮化合物，其包含選自由至少一環氧乙烷和環氧丙烷(EO-PO)基團及至少一經取代的伸乙二胺基所組成的群組中之至少其一； 至少一非離子有機分子，其具有至少二羥基官能基； 溶劑；視需要地 殺菌劑；及 pH調節劑； 其中該組合物具有2至12、3至10、4至9或5至7的pH。
在另一態樣中，提供一種對具有至少一包含氧化矽膜的表面的半導體基材進行化學機械研磨(CMP)之方法，該方法包含以下步驟： 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： 至少一塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子； 至少一含矽酮化合物，其包含選自由至少一環氧乙烷和環氧丙烷(EO-PO)基團及至少一經取代的伸乙二胺基所組成的群組中之至少其一； 至少一非離子有機分子，其具有至少二羥基官能基； 溶劑；視需要地 殺菌劑；及 pH調節劑； 其中該組合物具有2至12、3至10、4至9或5至7的pH； 使該半導體基材的表面與該研磨墊及該化學機械研磨組合物接觸；及 研磨該至少一包含二氧化矽膜的表面。
在又另一態樣中，提供一種對具有至少一包含氧化矽的表面的半導體基材進行化學機械研磨(CMP)之系統，該系統包含： 半導體基材； 該化學機械研磨(CMP)組合物，其包含： 至少一塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子； 至少一含矽酮化合物，其包含選自由至少一環氧乙烷和環氧丙烷(EO-PO)基團及至少一經取代的伸乙二胺基所組成的群組中之至少其一； 至少一非離子有機分子，其具有至少二羥基官能基； 溶劑；視需要地 殺菌劑；及 pH調節劑； 其中該組合物具有2至12、3至10、4至9或5至7的pH； 及 研磨墊； 其中使該至少一包含氧化矽膜的表面與該研磨墊及該化學機械研磨組合物接觸。
在一個具體實例中，該至少一含矽酮化合物具有以下一般分子結構(1)：
Figure 02_image001
(1)， 其中 a及a’各自獨立地介於0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中a及a’中之至少其一不為0； b及c各自獨立地介於0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0； n及m可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12、1至8、1至5或2至4； 在該分子側鏈上的R’及R”基團可為相同或不同，並且係各自獨立地選自由以下所組成的群組：氫；–(CH2 )p CH3 烷基，而且p 介於1至12或2至5；-NH2 ；-NH(CH2 )q -NH2 基團，而且q 介於1至12或2至5；環氧乙烷(EO)和環氧丙烷(PO)重複基團-(EO)e -(PO)d -OH，而且d和e各自獨立地介於1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5；-COOH、-COOM、-COOR1 、-R1 COOH、-R1 COOM、- R1 COOR2 、-SO3 H；-R1 SO3 H；-SO3 M；膦酸；選自鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的磷酸鹽；選自苯甲基、二苯甲基或其他芳族部分的芳族基團；含氟有機基團-(CF2 )s CF3 ，而且s介於1至12或2至5；其中R1 及R2 各自獨立地為–(CH2 )m ，而且m 介於1至12，或–(C6 H4 )n -，而且n 介於1至4；M係選自鈉、鉀或銨。
該至少一具有一般分子結構(1)的含矽酮化合物之實例包括但不限於： (a)
Figure 02_image003
； 其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5； b及c可為相同或不同，並且係各自獨立地選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0； 而且 e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12； (b)
Figure 02_image005
； 其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10及0至5； b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5； 而且 e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12； 及 (c)
Figure 02_image007
， 其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5； b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5。
在另一具體實例中，該至少一含矽酮化合物具有以下一般分子結構(2)：
Figure 02_image009
(2)； 其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5； e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12。
在另一具體實例中，該至少一含矽酮化合物具有以下一般分子結構(3)：
Figure 02_image011
(3)； 其中 R’及R” 可為相同或不同，並且係各自獨立地選自由以下所組成的群組：氫；–(CH2 )p CH3 烷基，而且p 介於1至12或2至5；-NH2 ；-NH(CH2 )q -NH2 基團，而且q 介於1至12或2至5；環氧乙烷(EO)和環氧丙烷(PO)重複基團-(EO)e -(PO)d -OH，而且d和e各自獨立地選自由1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5所組成的群組；-COOH；-COOM；-COOR1 ；-R1 COOH；-R1 COOM；- R1 COOR2 ；-SO3 H；-SO3 M；-R1 SO3 H；膦酸；選自鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的磷酸鹽；苯甲基；二苯甲基；其中R1 及R2 係各自獨立地選自由以下所組成的群組：–(CH2 )m ，而且m 介於1至12，及–(C6 H4 )n ，而且n 介於1至4；並且M係選自由鈉、鉀及銨所組成的群組；並且 x、y及z可為相同或不同，並且係各自獨立地選自1至12；n-1為2至13。
該溶劑包括，但不限於，去離子(DI)水、蒸餾水及含醇有機溶劑。
該殺菌劑包括，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。
能降低該研磨組合物的pH之適合的pH調節劑包括，但不限於，硝酸、硫酸、酒石酸、琥珀酸、檸檬酸、蘋果酸、丙二酸、各種脂肪酸、氫氯酸、磷酸、各種聚羧酸及其混合物。能提高該研磨組合物的pH之適合的pH調節劑包括，但不限於，氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化氨、氫氧化四乙基銨、有機氫氧化季銨化合物；伸乙二胺、六氫吡嗪、聚乙烯亞胺、改質聚乙烯亞胺及其他可用以將pH往更具鹼性方向調節的化學試劑。
該經研磨的氧化矽膜(簡言之氧化物膜)可為化學氣相沉積(CVD)膜、電漿強化CVD (PECVD)膜、高密度沉積CVD (HDP)膜或旋塗氧化物膜(spin on oxide film)。
上文揭示的基材可另外包含氮化矽表面。該SiO2 ：SiN的移除選擇性可根據相關的 STI CMP 應用要求調整。
在圖案化STI結構的整體平坦化中，調整SiN移除速率，降低橫越各種尺寸的氧化物溝特徵的氧化物溝淺盤效應，調整氧化物膜移除速率，及使用較低濃度的塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子作為研磨料是要考慮的關鍵因素。
較低的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)的不均勻溝氧化物損失將影響電晶體性能及裝置製造良率。嚴重的溝氧化物損失(高氧化物溝淺盤效應)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溝淺盤效應來降低溝氧化物損失。
本文引用的所有參考文獻，包括出版物、專利申請案及專利均以引用的方式併入本文，其程度如同各自參考文獻被單獨地並具體地指示為藉由引用併入本文並在此完整闡述。
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本文描述的具體實例包括發明人已知之用於實施本發明的最佳方式。當閱讀前述說明時，那些具體實例的變型對於普通熟悉此技藝者而言將變得顯而易見。發明人期望熟練的技術人員適當地採用此變型，並且發明人希望以不同於本文具體描述的方式來實踐本發明。因此，本發明包括適用法律所允許的後附申請專利範圍所述的標的所有修飾及等同物。此外，除非本文另行指明或與上下文明顯矛盾，否則本發明涵蓋上述元件在其所有可能的變型的任何組合。
在所有此組合物中，其中參考包括零下限的重量百分比範圍討論該組合物的特定組分，應當理解，該組合物的各個具體實例中可存有或沒存有此組分，而且在存有此組分的情況下，其可以使用此組分的組合物之總重量為基準計低至0.00001重量百分比的濃度存在。
本發明關於使用化學添加物和塗覆氧化鈰的複合粒子作為研磨料之用於淺溝隔離(STI) CMP應用的化學機械研磨(CMP)組合物。
更明確地說，所揭示的用於淺溝隔離(STI) CMP應用的化學機械研磨(CMP)組合物具有使用塗覆氧化鈰的無機氧化物研磨料粒子及兩類型化學添加物作為用於氧化物膜移除速率調整、氧化物溝淺盤效應降低及氮化物移除速率調整的雙重化學添加物之獨特組合。
相同 STI CMP 研磨組合物中使用的雙重化學添加物提供達成理想的氧化物膜移除速率、可調的 SiN 移除速率及高度可調的氧化物：SiN選擇性、降低的侵蝕作用、SiN 損失、降低總缺陷數之益處，並且更重要的是，提供顯著降低的氧化物溝淺盤效應及改善研磨圖案晶圓時的過度研磨窗口穩定性(over polishing window stability)。
在一態樣中，提供一種化學機械研磨組合物，其包含： 至少一塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子； 至少一含矽酮化合物，其包含選自由至少一環氧乙烷和環氧丙烷(EO-PO)基團及至少一經取代的伸乙二胺基所組成的群組中之至少其一； 至少一非離子有機分子，其具有至少二羥基官能基； 溶劑；視需要地 殺菌劑；及 pH調節劑； 其中該組合物具有2至12、3至10、4至9或5至7的pH。
塗覆二氧化鈰的無機氧化物粒子係具有無機氧化物粒子作為核心粒子且其表面塗覆氧化鈰粒子的複合粒子。
塗覆氧化鈰的無機金屬氧化物粒子的平均粒徑(藉由光散射測得的MPS)介於10 nm至1,000 nm、15 nm至800 nm，較佳的平均粒徑介於20 nm至500 nm，更佳的平均粒徑介於50 nm至250 nm。該氧化鈰粒子比該核心粒子更小。該氧化鈰粒子介於5 nm至40 nm。
該塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子包括，但不限於，塗覆氧化鈰的膠態氧化矽、塗覆氧化鈰的氧化鋁、塗覆氧化鈰的二氧化鈦、塗覆氧化鈰的氧化鋯或任何其他塗覆氧化鈰的無機金屬氧化物粒子。
較佳的塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子係塗覆氧化鈰的膠態氧化矽粒子。該塗覆氧化鈰的膠態氧化矽粒子具有氧化矽粒子作為核心粒子且其表面塗覆氧化鈰粒子。
在一些具體實例中，這些塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子的濃度介於0.01重量%至20重量%、0.05重量%至10重量%或0.1重量%至5重量%。
在一些其他具體實例中，這些塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子的濃度介於0.01重量%至2重量%、0.025重量%至1.0重量%或0.05重量%至0.5重量%。
該第一化學添加物包含該含矽酮化合物。
在一具體實例中，該至少一含矽酮化合物具有以下一般分子結構(1)：
Figure 02_image001
(1)， 其中 a及a’各自獨立地介於0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中a及a’中之至少其一不為0； b及c各自獨立地介於0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0； n及m可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12、1至8、1至5或2至4； R及R’可為相同或不同，並且係各自獨立地選自由以下所組成的群組：氫；–(CH2 )p CH3 ，而且p 介於1至12或2至5；-NH2 ；-NH(CH2 )q -NH2 ，而且q 介於1至12或2至5；環氧乙烷(EO)和環氧丙烷(PO)重複基團-(EO)e -(PO)d -OH，而且d和e各自獨立地選自由1至50、1至40、1至30、1至20、1至10及1至5所組成的群組；-COOH；-COOM；-COOR1 ；-R1 COOH；-R1 COOM；- R1 COOR2 ；-SO3 H；-SO3 M；-R1 SO3 H；膦酸；選自鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的磷酸鹽；苯甲基；二苯甲基；其中R1 及R2 係各自獨立地選自由以下所組成：–(CH2 )m ，而且m 介於1至12，及–(C6 H4 )n -，而且n 介於1至4；並且M係選自由鈉、鉀或銨所組成的群組。
該至少一具有一般分子結構(1)的含矽酮化合物之實例包括但不限於： (a)
Figure 02_image003
其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5； b及c可為相同或不同，並且係各自獨立地選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0； 而且 e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12； (b)
Figure 02_image005
其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10及0至5； b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5； 而且 e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12； 及 (c)
Figure 02_image007
其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5； b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5。
在另一具體實例中，該至少一含矽酮化合物具有以下一般分子結構(2)：
Figure 02_image009
(2)； 其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5； e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12。
然而，在另一具體實例中，該至少一含矽酮化合物具有以下一般分子結構(3)：
Figure 02_image011
(3)； 其中 R’及R”可為相同或不同，並且係各自獨立地選自由以下所組成的群組：氫；–(CH2 )p CH3 ，而且p 介於1至12或2至5；-NH2 ；-NH(CH2 )q -NH2 ，而且q 介於1至12或2至5；環氧乙烷(EO)和環氧丙烷(PO)重複基團-(EO)e -(PO)d -OH，而且d和e各自獨立地選自由1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5所組成的群組；-COOH；-COOM；-COOR1 ；-R1 COOH；-R1 COOM；- R1 COOR2 ；-SO3 H；-SO3 M；-R1 SO3 H；膦酸；選自鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的磷酸鹽；苯甲基；二苯甲基；其中R1 及R2 係各自獨立地選自由以下所組成的群組：–(CH2 )m ，而且m 介於1至12，及–(C6 H4 )n ，而且n 介於1至4；並且M係選自由鈉、鉀及銨所組成的群組；並且 x、y及z可為相同或不同，並且係各自獨立地選自1至12；n-1為2至13。
該STI CMP組合物含有0.0001重量%至2.0重量%、0.001重量%至1.0重量%、或0.0025重量%至0.25重量%的至少一含矽酮表面潤濕化合物，該含矽酮表面潤濕化合物包含選自由至少一環氧乙烷和環氧丙烷(EO-PO)基團及至少一經取代的伸乙二胺基所組成的群組中之至少其一作為主要用以調整氧化物膜移除速率及SiN 膜移除速率並且降低氧化物溝淺盤效應的化學添加物。
該第二化學添加物包含至少一具有至少二羥基官能基的非離子有機分子。
在一具體實例中，該第二化學添加物具有以下所示的一般結構：
Figure 02_image019
(a)。
在該一般分子結構(a)中，n係選自2至5,000、3至12或4至6。
在這些一般分子結構中；R1 、R2 及R3 基團可為相同或不同的原子或官能基。
R1 、R2 及R3 可獨立地選自由以下所組成的群組：氫、烷基Cn H2n+1 ，n為1至12，較佳地1至6，更佳地1至3；烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺類及其組合；其中，R1 、R2 及R3 中的至少其二為氫原子。
在另一具體實例中，該化學添加物具有以下所示的一般結構：
Figure 02_image021
(b)。
在此結構中，一個-CHO官能基係位於該分子的一端作為該末端官能基；n係選自2至5,000、3至12或4至7。
R1 及R2 中各者皆可獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺類及其組合所組成的群組。
在又一具體實例中，該第二化學品添加物具有選自由(c)、(d)或(e)所組成的群組之分子結構；
Figure 02_image023
(c)，                                                 (d)，
Figure 02_image025
(e)。
在這些一般分子結構中：R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R9 、R10 、R11 、R12 、R13 及R14 可為相同或不同的原子或官能基。
其可獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺類及其組合所組成的群組；其中，其至少其二或更多者，較佳地四或更多者，為氫原子。
然而，在另一具體實例中，該化學添加物含有至少一六員環結構組元，該至少一六員環結構組元與至少一含有該分子單元結構中的多羥基官能基之多元醇分子單元鍵合，或與至少一含有該分子單元結構中的多羥基官能基之多元醇分子單元的多元醇分子單元和至少一六員環多元醇鍵合。多元醇係含有羥基的有機化合物。
該化學添加物的一般分子結構如(f)所示：
Figure 02_image027
(f)。
在結構(f)中，一般分子結構(f)中R1 至R5 群組中的至少一R為具有(i)所示的結構之多元醇分子單元：
Figure 02_image029
(i)； 其中n及m可為相同或不同並且其係各自獨立地選自 1至5，較佳地1至4，更佳地1至3，最佳地1至2；R6 至R9 可為相同或不同的原子或官能基；R6 、R7 、R8 及R9 各自係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺及其組合所組成的群組；並且其中至少其二為氫原子；並且 R1 至R5 群組中剩下的各個R可獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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(ii)所示的結構之六員環多元醇所組成的群組：
Figure 02_image031
(ii)； 其中該結構(ii)藉由從(ii)的R11 至R14 中移除一個R通過氧碳鍵連接到結構(f)，並且剩下的R10 至R14 各者係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺及其組合所組成的群組。
在一些具體實例中，該一般分子結構(f)的R1 至R9 群組中眾多R中之至少其二、至少其四或至少其六為氫原子。因此，該化學添加物在其分子結構中含有至少二、至少四或至少六羥基官能基。
該第二化學品添加物可選自由(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)及其組合所組成的群組。
該第二種化學添加物的實例包含麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇(maltotritol)、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、半乳糖醇、艾杜糖醇(iditol)、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、內消旋赤蘚糖醇(meso-erythritol)、β-乳糖、阿拉伯糖及其組合。較佳的化學添加物為麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、半乳糖醇、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。更佳的化學添加物為麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、半乳糖醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其組合。
以下列出第二化學添加物的一些例子：
Figure 02_image033
D-山梨糖醇；及
Figure 02_image035
半乳糖醇。
Figure 02_image037
麥芽糖醇，及
Figure 02_image039
乳糖醇。
較佳的第二型化學添加物為D-山梨糖醇、半乳糖醇、麥芽糖醇及乳糖醇。
該STI CMP組合物也含有0.001重量%至2.0重量%、0.0025重量%至1.0重量%或0.05重量%至0.5重量%的至少一具有至少二羥基官能基的非離子有機分子，該非離子有機分子主要用作SiN膜移除速率和氧化物膜移除速率調整劑及氧化物溝淺盤效應降低劑。
該溶劑包括，但不限於，去離子(DI)水、蒸餾水及含醇有機溶劑。
較佳的溶劑係去離子水。
該STI CMP組合物可含有0.0001重量%至0.05重量%；較佳地0.0005重量%至0.025重量%，更佳地0.001重量%至0.01重量%的殺菌劑。
該殺菌劑包括，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-酮或2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的活性成分。
該STI CMP組合物可含有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佳化pH值。
能降低該研磨組合物的pH之適合的pH調節劑包括，但不限於，硝酸、硫酸、酒石酸、琥珀酸、檸檬酸、蘋果酸、丙二酸、各種脂肪酸、氫氯酸、磷酸、各種聚羧酸及其混合物。能提高該研磨組合物的pH之適合的pH調節劑包括，但不限於，氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化氨、氫氧化四乙基銨、有機氫氧化季銨化合物；伸乙二胺、六氫吡嗪、聚乙烯亞胺、改質聚乙烯亞胺及其他可用以將pH往更具鹼性方向調節的化學試劑。
該組合物的pH係於2至12、3至10、4至9或5至7的範圍內。
該STI CMP組合物含有0重量%至1重量%、0.01重量%至0.5重量%或0.1重量%至0.25重量%的pH調節劑。
在另一態樣中，提供一種以淺溝隔離(STI)製程使用上述化學機械研磨(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，提供一種以淺溝隔離(STI)製程使用上述化學機械研磨(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。
該經研磨的氧化矽膜可為化學氣相沉積(CVD)膜、電漿強化CVD (PECVD)膜、高密度沉積CVD (HDP)膜或旋塗氧化物膜(spin on oxide film)。
上文揭示的基材可另外包含氮化矽表面。該SiO2 ：SiN的移除選擇性可根據該STI CMP 應用要求調整。
提出以下非限制性實施例以進一步說明本發明。 實施例 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
塗覆氧化鈰的氧化矽粒子(大小不一)由日本的JGCC股份有限公司來提供。該塗覆氧化鈰的氧化矽粒子具有介於約20奈米(nm)至500奈米(nm)的平均粒徑(MPS)。該MPS係藉由光散射來測量。塗覆於該核心氧化矽粒子表面上的氧化鈰粒子具有較小的尺寸。舉例來說，對於具有約120奈米(nm)的平均粒徑之塗覆氧化鈰的氧化矽粒子，該氧化鈰粒子尺寸為＞13 nm。
所用的含矽酮化合物係來自加拿大，安大略省，多倫多市，M4H 1G5，Wicksteed大道225號的Siltech公司之矽酮胺Silamine® 系列及矽酮聚醚Silsurf® 系列。
Silamine® 系列(矽酮胺)包括Silamine® C-100及其衍生物、Silamine® C-50、Silamine® AS、Silamine C® -300，並且該Silsurf® 系列(矽酮聚醚)包括Silsurf® A008-AC-UP、Silsurf® A208、Silsurf® CR 1115、Silsurf® E608、Silsurf® J208-6。
所使用的具有至少二，較佳地至少四羥基官能基的非離子有機分子為麥芽糖醇、D-果糖、半乳糖醇、D-山梨糖醇，並且其他化工原料係由密蘇里州，聖路易斯的Sigma-Aldrich公司或由賓州，阿倫敦的Evonik Industries公司提供。
TEOS：原矽酸四乙酯
研磨墊：研磨墊，IC1010，及其他墊子係用於CMP期間，由DOW股份有限公司提供 參數 一般
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：研磨設備的壓盤旋轉速度，以rpm (每分鐘轉數)為單位
SF：組合物流量，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設備的下壓力為3.1 psi。
SiN移除速率：在指定的下壓力下測得的SiN移除速率。在列出的實施例中，該CMP設備的下壓力為3.1 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股份有限公司供應的IC1000墊子。
該IC1000墊子係藉由於7磅下壓力下在調理器上調理該墊子18分鐘而磨合(broken in)。為了驗證該設備設定及該墊子磨合，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，95051，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；93 rpm，壓頭速度：87 rpm，膜壓力：3.1 psi DF，漿料流動速率；200 ml/min。
該組合物係用於由加州，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。以3種不同尺寸的間距結構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。
從該STI CMP研磨組合物獲得的TEOS：SiN選擇性：(TEOS的移除速率)/(SiN的移除速率)是可調的。
在以下工作實施例中，包含0.2重量%的塗覆氧化鈰的氧化矽、0.0001重量%至0.05重量%的殺菌劑、0.15重量%的D-山梨糖醇及去離子水的STI研磨組合物係於 pH 5.35 下製備作為對照組。
該研磨加工組合物使用0.2 重量%的塗覆氧化鈰的氧化矽、0.15 重量%的D-山梨糖醇、不同重量%的Silamine® 化合物作為另一類型化學添加物、介於0.0001 重量%至0.05 重量%的殺菌劑及去離子水在相同pH條件下製備。 實施例1
在實施例1中，用於氧化物研磨的研磨組合物如表1所示。
對照組1使用0.2 重量%的塗覆氧化鈰的氧化矽、介於0.0001 重量%至0.05 重量%的殺菌劑、0.15 重量%的D-山梨糖醇及去離子水來製造。藉由將不同重量%的Silamine化合物加到該對照組樣品中來製造加工組合物。該樣品的pH 值為 5.35。 表1. 雙重化學添加物對膜RR (Å/min.)及HDP：SiN選擇性的影響
組合物 TEOS RR (Å/min) HDP RR (Å/min.) LPCVD SiN RR (Å/min) HDP：SiN選擇性
對照組1 (0.2% 塗覆氧化鈰的氧化矽+ 0.15% D-山梨糖醇) 3319 3358 33 102：1
比較組1 (對照組1 + 0.01% Silamine® AS) 2065 2827 24 118：1
比較組2 (對照組1 + 0.0075% Silamine® C-100) 2967 3251 29 112：1
測試不同膜的移除速率(以Å/min表示的RR)。將結果列於表 1 中並且描繪於圖1。結果如表1和圖1所示，在該研磨組合物中加入Silamine® 有效地抑制了LPCVD SiN膜的移除速率並且提高了HDP：SiN研磨選擇性。
添加0.01 重量% Silamine® AS之後，使HDP：SiN 研磨選擇性從102：1提高至118：1。
添加0.0075 重量% Silamine® C-100之後，使HDP：SiN 研磨選擇性從102：1 提高至112：1。 實施例2
在實施例 2 中，以與實施例 1中使用的相同研磨組合物用於氧化物圖案化晶圓研磨及100μm和200μm氧化物溝淺盤效應與過度研磨時間的關係。將結果顯示於表2並且描繪於圖2和圖3中。
結果如表2、圖2和圖3所示，與僅使用塗覆氧化鈰的氧化矽研磨料和0.15重量% D-山梨糖醇之對照組樣品相比，添加0.01 重量%的Silamine® AS以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物使隨著在100μm和200μm間距特徵上的不同過度研磨時間而變的氧化物溝淺盤效應降低了。 表2. 雙重添加物研磨組合物對於溝淺盤效應(Å)與過度研磨時間(秒)的影響
組合物 過度研磨時間(秒) 100um間距淺盤效應 200um間距淺盤效應
對照組1 0 371 527
60 486 713
120 586 814
比較組1 0 377 537
60 436 600
120 507 689
比較組2 0 228 357
60 259 398
120 364 504
與僅使用塗覆氧化鈰的氧化矽研磨料和0.15重量% D-山梨糖醇之對照組樣品相比，添加0.0075 重量%的Silamine® C-100以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物使隨著在100μm和200μm間距特徵上的不同過度研磨時間而變的氧化物溝淺盤效應顯著降低了。
測試分別添加0.01 重量%的Silamine® AS或添加0.0075 重量%的Silamine® C-100以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物對於該氧化物溝淺盤化速率之影響並且將結果列於表3。 表3. 在pH 5.35下的雙重添加物對於氧化物淺盤化速率的影響
組合物 P100淺盤效應(Å/秒) P200淺盤效應(Å/秒)
對照組1 3.4 4.1
比較組1 2 2.1
比較組2 2.6 2.8
如表3所示的結果，分別添加0.01 重量%的Silamine® C-100或0.0075 重量%的Silamine® C-100以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物使氧化物淺盤化速率顯著降低了。
測試分別添加0.01 重量%的Silamine® C-100或0.0075 重量%的Silamine® C-100以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物對於氧化物溝淺盤效應對過度研磨量的斜率之影響，並且將結果列於表4。 表4. 雙重添加物對於溝淺盤效應對過度研磨量的斜率之影響
組合物 P100淺盤效應/過度研磨量斜率 P200淺盤效應/過度研磨量斜率
對照組1 0.03 0.04
比較組1 0.02 0.03
比較組2 0.02 0.02
如表4所示的結果，分別添加0.01 重量%的Silamine® C-100或0.0075 重量%的Silamine® C-100以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物使氧化物淺盤效應對過度研磨量的斜率降低了。 實施例3
在實施例 3 中，以與實施例 1中使用的相同研磨組合物用於測試在該經研磨的TEOS和SiN晶圓上的總缺陷數。
將結果顯示於表5。 表5. 雙重添加物與單一添加物相比對總缺陷數之影響
組合物 TEOS 0.13 um LPD TEOS 0.07 um LPD LPCVD SiN 0.11 um LPD
對照組1 457 11388 220
比較組1 315 4986 142
比較組2 145 4910 119
如表5所示的結果，在該經研磨的TEOS和LPCVD晶圓上的總缺陷數隨著Silamine® 的添加而顯著地降低。 實施例4
在實施例4中，用於氧化物研磨的研磨組合物如表6所示。
對照組2使用0.2 重量%的塗覆氧化鈰的氧化矽、介於0.0001 重量%至0.05 重量%的殺菌劑、0.025 重量%的Silamine® C-100及去離子水在pH 5.35下製造。
該加工組合物(比較組3)使用0.2 重量%的塗覆氧化鈰的氧化矽、介於0.0001 重量%至0.05 重量%的殺菌劑、0.15 重量%的D-山梨糖醇、0.025 重量%的Silamine® C-100及去離子水在pH 5.35下製造。
測試不同膜的移除速率(以Å/min表示的RR)。測試雙重化學添加物，以Silamine® C-100及D-山梨糖醇為基礎的研磨組合物，相對於對照組樣品對該膜移除速率及HDP：SiN選擇性的影響並且列於表6。 表6. 雙重化學添加物對膜RR (Å/min.)及HDP：SiN選擇性的影響
組合物 HDP RR (Å/min.) LPCVD SiN RR (Å/min) HDP：SiN選擇性
對照組1 2710 40 68：1
對照組2 (0.2% 塗覆氧化鈰的氧化矽+ 0.025% Silamine® C-100) 2095 297 7：1
比較組3 (0.2% 塗覆氧化鈰的氧化矽+ 0.15% D-山梨糖醇 + 0.025% Silamine® C-100) 2147 26 83：1
如表6所示的結果， 使用0.025 重量% Silamine® C-100作為唯一的化學添加物之對照組2具有最高的LPCVD SiN膜移除速率，比使用D-山梨糖醇作為唯一的化學添加物之對照組1及使用雙重化學添加物，D-山梨糖醇和Silamine® C-100，之加工樣品所獲得的SiN 移除速率更高許多。 表7. 雙重添加物研磨組合物對於隨著過度研磨時間(秒)而變的氧化物溝淺盤效應(Å)之影響
組合物 過度研磨時間(秒) 100um間距淺盤效應 200um間距淺盤效應 1000um間距淺盤效應
對照組1 0 139 306 816
60 246 401 991
120 355 533 1128
對照組2 0 180 339 634
60 568 751 1101
120 880 1106 1507
比較組3 0 97 190 561
60 154 248 632
120 218 298 697
該以雙重化學添加物為基礎的研磨組合物比較組3有效地抑制了LPCVD SiN膜移除速率，並且使HDP：SiN研磨選擇性從對照組2的7：1及對照組1的68：1提高至83：1。
在實施例4中，以相同的研磨組合物用於氧化物圖案化晶圓研磨及100μm、200μm和1000μm 氧化物溝淺盤效應與過度研磨時間的關係，將結果顯示於表7並且描繪於圖4。
如表7及圖4所示的結果，當與該以單一化學添加物為基礎的對照組1及對照組2相比時，該以雙重化學添加物為基礎的加工樣品使隨著不同過度研磨時間而變的在不同尺寸的間距上的氧化物溝淺盤效應顯著降低了。
使用所有樣品來測試該氧化物溝淺盤化速率，並且將結果列於表8。
當與該對照組樣品獲得的氧化物溝淺盤化速率相比時，該以雙重化學添加物為基礎的研磨組合物比較組3使在不同尺寸的間距上的氧化物溝淺盤化速率顯著降低了。
測試氧化物溝淺盤效應對所有樣品的過度研磨量的斜率並且將結果列於表9。 表8. 在pH 5.35下的雙重添加物對於氧化物淺盤化速率的影響
組合物 P100淺盤效應(Å/秒) P200淺盤效應(Å/秒) P1000淺盤效應(Å/秒)
對照組1 1.8 1.9 2.6
對照組2 5.8 6.4 7.3
比較組3 1 0.9 1.1
測試氧化物溝淺盤效應對所有樣品的過度研磨量的斜率並且將結果列於表9。
如表9所示的結果，當與該對照組樣品的氧化物淺盤效應對過度研磨量的斜率相比時，該以雙重化學添加物為基礎的研磨組合物(比較組3)使氧化物淺盤效應對過度研磨量的斜率降低了。 表9. 雙重添加物對於溝淺盤效應對過度研磨量的斜率之影響
組合物 P100淺盤效應/過度研磨量斜率 P200淺盤效應/過度研磨量斜率 P1000淺盤效應/過度研磨量斜率
對照組1 0.06 0.06 0.07
對照組2 0.31 0.33 0.34
比較組3 0.05 0.04 0.05
實施例5
在實施例5中，用於氧化物研磨的研磨組合物如表10所示。
對照組4使用0.4 重量%的塗覆氧化鈰的氧化矽、0.275 重量% D-山梨糖醇、0.0001 重量%至0.05 重量%的殺菌劑及去離子水製造。該加工組合物比較組4及比較組5分別藉由將0.0125 重量%的Silsurf® E608或Silsurf® A208加於該對照組4製造。所有樣品皆具有5.35的pH。 表10. 移除速率(RR)(Å /min.)；移除速率(RR)選擇性 HDP：SiN和TEOS：SiN選擇性
組合物 HDP RR (Å/min.) TEOS RR (Å/min) PECVD SiN RR (Å/min) HDP：SiN選擇性 TEOS：SiN選擇性
對照組4 (0.4% 塗覆氧化鈰的氧化矽+ 0.275% D-山梨糖醇 ) 3400 3389 76 45：1 45：1
比較組4 (對照組4 + 0.0125% Silsurf® E608) 3075 2955 46 67：1 64：1
比較組5 (對照組4 + 0.0125% Silsurf® A208) 3024 2897 41 74：1 71：1
測試不同膜的移除速率(以Å/min表示的RR)。將結果列於表10中並且描繪於圖5。
結果如表10和圖5所示，在該研磨組合物中加入0.0125重量%的Silsurf® E608或Silsurf® A208有效地抑制了PECVD SiN膜移除速率並且提高了HDP：SiN及TEOS：SiN的研磨選擇性。
添加0.0125 重量% Silsurf® E608之後，使該HDP：SiN 研磨選擇性從45：1提高至67：1，並且該TEOS：SiN研磨選擇性從45：1提高至64：1。
添加0.0125 重量% Silsurf® A208之後，使HDP：SiN 研磨選擇性從45：1 提高至74：1，並且該TEOS：SiN研磨選擇性從45：1提高至71：1。 實施例6
在實施例6中，用於氧化物研磨的研磨組合物如表11所示。
該對照組樣品使用0.2 重量%的塗覆氧化鈰的氧化矽、0.28 重量%乳糖醇、0.0001 重量%至0.05 重量%的殺菌劑及去離子水製造。該加工樣品分別藉由將0.025 重量%的Silsurf® E608或0.025 重量% Silsurf® A208加於該對照組製造。所有樣品皆處於pH 5.35。 表11. 移除速率(RR)(Å /min.)；移除速率(RR)選擇性 HDP：SiN和TEOS：SiN選擇性
組合物 HDP RR (Å/min.) TEOS RR (Å/min) PECVD SiN RR (Å/min) HDP：SiN選擇性 TEOS：SiN選擇性
對照組5 (0.2% 塗覆氧化鈰的氧化矽+ 0.28% 乳糖醇) 2465 2614 63 39：1 41：1
比較組6 (對照組5 + 0.025% Silsurf® E608) 2065 2090 35 59：1 60：1
比較組7 (對照組5 + 0.025% Silsurf® A208) 1904 2005 26 73：1 77：1
測試不同膜的移除速率(以Å/min表示的RR)。將結果列於表11中並且描繪於圖6。
結果如表11和圖6所示，在該研磨組合物中加入Silsurf® E608或Silsurf® A208有效地抑制了PECVD SiN膜移除速率並且提高了HDP：SiN或TEOS：SiN的研磨選擇性。
添加0.025 重量% Silsurf® E608之後，使該HDP：SiN 研磨選擇性從39：1提高至59：1，並且該TEOS：SiN研磨選擇性從41：1提高至60：1。
添加0.025 重量% Silsurf® A208之後，使HDP：SiN 研磨選擇性從39：1 提高至73：1，並且該TEOS：SiN研磨選擇性從41：1提高至77：1。 實施例7
在實施例 7 中，以與實施例6中使用的相同研磨組合物用於氧化物圖案化晶圓研磨。將100μm和200μm氧化物溝淺盤效應與過度研磨時間的關係顯示於表12並且描繪於圖7中。
結果如表12和圖7所示，與僅使用塗覆氧化鈰的氧化矽研磨料和0.28重量%乳糖醇之對照組樣品相比，添加0.025 重量%的Silsurf® E608以形成含乳糖醇之以雙重添加物為基礎的研磨組合物使隨著在100μm和200μm間距特徵上的不同過度研磨時間而變的氧化物溝淺盤效應降低了。 表12.  氧化物溝淺盤效應(Å)與過度研磨時間(秒)的關係
組合物 過度研磨時間(秒) 100um間距淺盤效應 200um間距淺盤效應
對照組5 0 477 677
60 522 789
120 611 894
比較組6 0 294 509
60 354 556
120 411 638
比較組7 0 340 527
60 436 545
120 446 662
結果如表12和圖7所示，與僅使用塗覆氧化鈰的氧化矽研磨料和0.28重量%乳糖醇之對照組樣品相比，添加0.025 重量%的Silsurf® E608以形成含乳糖醇之以雙重添加物為基礎的研磨組合物使隨著在100μm和200μm間距特徵上的不同過度研磨時間而變的氧化物溝淺盤效應降低了。
測試連同乳糖醇分別再添加0.025 重量%的Silsurf® E608或添加0.025 重量%的Silsurf® A208以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物對於該氧化物溝淺盤化速率之影響並且將結果列於表13。
結果如表13所示，連同0.28 重量% 乳糖醇分別再添加0.025 重量%的Silsurf E608或0.025 重量%的Silsurf® A208以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物使氧化物淺盤化速率降低了。 表13. 在pH 5.35下的氧化物溝淺盤化速率
組合物 P100淺盤化速率 (Å/秒) P200淺盤化速率 (Å/秒)
對照組5 1.1 1.8
比較組6 1 1.1
比較組7 0.9 1.1
測試連同0.28 重量% 乳糖醇分別再添加0.025 重量%的Silsurf® E608或添加0.025 重量%的Silsurf® A208以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物對於該氧化物溝損失速率之影響，並且將結果列於表14。
如表14所示的結果，連同0.28 重量% 乳糖醇分別再添加0.025 重量%的Silsurf® E608或0.025 重量%的Silsurf® A208以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物使氧化物溝損失速率降低了。
測試連同0.28 重量% 乳糖醇分別再添加0.025 重量%的Silsurf® E608或添加0.025 重量%的Silsurf® A208以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物對於該SiN損失速率之影響並且將結果列於表15。 表14. 在pH 5.35下的氧化物溝損失速率
組合物 P100溝損失速率(Å/秒) P200溝損失速率(Å/秒)
對照組5 2.5 2.9
比較組6 1.9 2.1
比較組7 1.6 1.8
如表15所示的結果，連同0.28 重量% 乳糖醇分別再添加0.025 重量%的Silsurf® E608或0.025 重量%的Silsurf® A208以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物使SiN損失速率降低了。 表15. 在pH 5.35下的SiN損失速率
組合物 P100 SiN損失速率(Å/秒) P200 SiN損失速率(Å/秒)
對照組5 0.9 1.0
比較組6 0.8 0.8
比較組7 0.6 0.6
測試連同0.28 重量% 乳糖醇分別再添加0.025 重量%的Silsurf® E608或添加0.025 重量%的Silsurf® A208以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物對於該氧化物溝對空白的比率之影響，並且將結果列於表16。
如表16所示的結果，連同0.28 重量% 乳糖醇分別再添加0.025 重量%的Silsurf® E608或0.025 重量%的Silsurf® A208以形成以雙重添加物為基礎的研磨組合物使氧化物溝對空白的比率降低了。
一般而言，該氧化物溝對空白的比率越低，該氧化物溝淺盤效應越低。 表16. 在pH 5.35下的氧化物溝對空白的比率
組合物 P100溝/空白比率 P200溝/空白比率
對照組5 0.06 0.07
比較組6 0.05 0.06
比較組7 0.05 0.06
實施例8
一般而言，抑制SiN膜的移除速率並提高HDP：SiN或TEOS：SiN的移除速率採降低侵蝕和溝淺盤效應的方式改善STI研磨性能。
與提高的下壓力相比，STI 研磨時的一些化學添加物在相對較低下壓力下抑制 SiN移除速率更多。重要的是選擇可提供抑制的SiN移除速率及在低和高的外加下壓力下具有高的HDP：SiN或TEOS：SiN移除速率選擇性之化學添加物以降低侵蝕和氧化物溝淺盤效應。
在實施例8中，對照組6使用0.2重量%的塗覆氧化鈰的氧化矽、0.28重量%麥芽糖醇及去離子水製造。該加工組合物比較組8、比較組9、比較組10及比較組11分別藉由將0.025重量%的Silsurf® E608、Silsurf® A208、Silsurf® J208-6或Silsurf® CR1115加於該對照組6製造。所有樣品皆處於pH 5.35。
在實施例8中，施加2.0psi下壓力來研磨HDP膜。施加 2.0psi和5.0psi下壓力來研磨 PECVD SiN 膜。
顯示不同膜的移除速率(RR)和不同下壓力下的 RR選擇性之研磨結果如表 17 和圖 8 所示。
結果如表 17 和圖 8 所示，四種 Silsurf® 型化學添加物相對於對照組樣品皆有效地抑制了PECVD SiN移除速率，尤其是在外加 5.0psi的高下壓力來研磨 PECVD SiN 膜的情況下。 表17. 膜RR；HDP：PECVD SiN的RR選擇性
組合物 HDP RR (Å/min.) @ 2.0psi PECVD SiN  RR (Å/min.)@ 2.0psi HDP：SiN選擇性@ 2.0psi PECVD SiN  RR (Å/min.)@ 5.0psi HDP@2.0psi：SiN選擇性@ 5.0psi
對照組6 (0.2% 塗覆氧化鈰的氧化矽+ 0.28% 麥芽糖醇 ) 1734 24 72：1 169 10：1
比較組8 (對照組6 + 0.025% Silsurf®   E608) 1486 19 78：1 65 23：1
比較組9 (對照組6 + 0.025% Silsurf®   A208) 1424 10 142：1 53 27：1
比較組10 (對照組6 + 0.025% Silsurf®   CR1115) 1232 16 77：1 51 24：1
比較組11 (對照組6 + 0.025% Silsurf® J208-6) 1474 18 72：1 49 30：1
這些Silsurf® 型化學添加物使在2.0psi下的HDP：在5.0psi下的SiN從不使用任何Silsurf® 型化學添加物之對照樣品的10：1提高至分別使用這些 Silsurf® 型之化學添加物的研磨組合物的23：1至30：1範圍。
以上列出的本發明的具體實例，包括加工實施例在內，是可由本發明完成的眾多具體實例之例示。預期該製程的眾多其他配置皆可使用，並且該製程中使用的材料可選自除具體揭示的那些材料之外的眾多材料。
圖1顯示使用對照組1、比較組1 和比較組2之HDP和SiN膜及HDP：SiN的移除速率(Å/min.)及移除速率選擇性。
圖2顯示使用對照組1、比較組1 和比較組2之100µm 氧化物溝淺盤效應(Å)與過度研磨時間(秒)的關係。
圖3顯示使用對照組1、比較組1 和比較組2之200µm 氧化物溝淺盤效應(Å)與過度研磨時間(秒)的關係。
圖4顯示使用對照組1、對照組2 和比較組3之氧化物溝淺盤效應(Å)與過度研磨時間(秒)的關係。
圖5顯示使用對照組4、比較組4 和比較組5之HDP：SiN膜及TEOS：SiN的移除速率(Å/min.)及移除速率選擇性。
圖6顯示使用對照組5、比較組6 和比較組7之HDP：SiN膜及TEOS：SiN的移除速率(Åmin.)和移除速率選擇性。
圖7顯示使用對照組5、比較組6 和比較組7之100 µm和200µm 氧化物溝淺盤效應(Å)與過度研磨時間(秒)的關係。
圖8顯示使用對照組6、比較組8 、比較組9、比較組10和比較組11之HDP於2.0psi下：SiN於5.0psi下的移除速率(Å/min.)及移除速率選擇性。

Claims (24)

  1. 一種化學機械研磨組合物，其包含：至少一塗覆氧化鈰的無機氧化物粒子；至少一含矽酮化合物，其包含選自由至少一環氧乙烷和環氧丙烷(EO-PO)基團及至少一經取代的伸乙二胺基所組成的群組中之至少其一；至少一非離子有機分子，其具有至少二羥基官能基；及溶劑；其中該組合物具有選自由2至12、3至10、4至9及5至7所組成的群組之pH；而且該至少一含矽酮化合物具有選自由以下各式所組成的群組之一般分子結構：(1)
    Figure 110119421-A0305-02-0052-1
     其中a及a’各自獨立地介於0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中a及a’中之至少其一不為0；b及c各自獨立地介於0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0； n及m可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12、1至8、1至5或2至4；R及R’可為相同或不同，並且係各自獨立地選自由以下所組成的群組：氫；-(CH2)pCH3烷基，而且p介於1至12或2至5；-NH2；-NH(CH2)q-NH2，而且q介於1至12或2至5；環氧乙烷(EO)和環氧丙烷(PO)重複基團-(EO)e-(PO)d-OH，而且d和e各自獨立地介於1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5；-COOH、-COOM、-COOR1、-R1COOH、-R1COOM、-R1COOR2、-SO3H；-R1SO3H；-SO3M；膦酸；選自鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的磷酸鹽；苯甲基、二苯甲基；其中R1及R2係各自獨立地選自由以下所組成的群組：-(CH2)m，而且m介於1至12，及-(C6H4)n-，而且n介於1至4；並且M係選自由鈉、鉀或銨所組成的群組：(2)
    Figure 110119421-A0305-02-0053-2
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(3)
    Figure 110119421-A0305-02-0054-3
     其中R’及R”可為相同或不同，並且係各自獨立地選自由以下所組成的群組：氫；-(CH2)pCH3烷基，而且p介於1至12或2至5；-NH2；-NH(CH2)q-NH2，而且q介於1至12或2至5；環氧乙烷(EO)和環氧丙烷(PO)重複基團-(EO)e-(PO)d-OH，而且d和e各自獨立地選自由1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5所組成的群組；-COOH；-COOM；-COOR1；-R1COOH；-R1COOM；-R1COOR2；-SO3H；-SO3M；-R1SO3H；膦酸；選自鈉鹽、鉀鹽或銨鹽的磷酸鹽；苯甲基；二苯甲基；其中R1及R2係各自獨立地選自由以下所組成的群組：-(CH2)m，而且m介於1至12，及-(C6H4)n，而且n介於1至4；並且M係選自由鈉、鉀及銨所組成的群組；並且x、y及z可為相同或不同，並且係各自獨立地選自1至12；n-1為2至13；及(4)(1)、(2)及(3)的組合。
  2. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該塗覆氧化鈰的無機金屬氧化物粒子係選自由塗覆氧化鈰的膠態氧化矽、塗覆氧化鈰的氧化鋁、塗覆氧化鈰的二氧化鈦、塗覆氧化鈰的氧化鋯粒子及其組合所組成的群組，其中該粒子係以0.01重量%至20重量%、0.025重量%至10重量%或0.05重量%至5重量%的範圍存於該組合物中。
  3. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該至少一具有一般分子結構(1)的含矽酮化合物係選自由以下所組成的群組：(a)
    Figure 110119421-A0305-02-0055-44
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；b及c可為相同或不同，並且係各自獨立地選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0；並且e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(b)
    Figure 110119421-A0305-02-0055-45
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10及0至5；b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5；並且 e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(c)
    Figure 110119421-A0305-02-0056-46
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5；及(d)其組合。
  4. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該至少一含矽酮化合物係以選自0.0001重量%至2.0重量%、0.001重量%至1.0重量%或0.0025重量%至0.25重量%的濃度存於該組合物中。
  5. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該至少一具有至少二羥基官能基的非離子有機分子具有選自由包含以下所組成的群組之一般分子結構：(a)
    Figure 110119421-A0305-02-0056-8
     其中n係選自2至5,000、3至12或4至6；R1、R2及R3基團可為相同或不同並且係各自獨立地選自由以下所組成的群組：氫；烷基CnH2n+1，n係選自由1至12、1至6及1至3所組成的群組；烷氧基；具有一或更多羥基的有機基團；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；有機胺類及其組合；其中，其至少其二為氫原子；(b)
    Figure 110119421-A0305-02-0057-10
     其中n係選自2至5,000、3至12或4至7；R1及R2可各自獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺類及其組合所組成的群組；(c)
    Figure 110119421-A0305-02-0057-11
     其中R1、R2、R3、R4及R5可為相同或不同並且可獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺類及其組合所組成的群組；其中其至少其二為氫原子；(d)
    Figure 110119421-A0305-02-0058-12
     其中R6、R7及R8可為相同或不同並且可獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺類及其組合所組成的群組；其中，其至少其二為氫原子；(e)
    Figure 110119421-A0305-02-0058-13
     其中R9、R10、R11、R12、R13及R14可為相同或不同並且可獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺類及其組合所組成的群組；其中，其至少其二為氫原子； (f)
    Figure 110119421-A0305-02-0059-14
     其中該一般分子結構(f)中R1至R5群組中的至少一R為具有(i)所示的結構之多元醇分子單元：
    Figure 110119421-A0305-02-0059-15
     其中n及m可為相同或不同並且係獨立地選自1至5、1至4、1至3或1至2；R6至R9可為相同或不同並且係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺及其組合所組成的群組；並且其中至少其二為氫原子；並且R1至R5群組中剩下的各個R可獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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(ii)所示的結構之六員環多元醇所組成的群組：
    Figure 110119421-A0305-02-0060-16
     其中該結構(ii)係藉由從(ii)的R11至R14中移除一個R通過氧碳鍵連接到結構(f)，並且剩下的R10至R14各者係獨立地選自由氫、烷基、烷氧基、具有一或更多羥基的有機基團、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、有機胺及其組合所組成的群組；(g)其組合；並且該非離子有機分子具有介於0.001重量%至2.0%重量%、0.0025重量%至1.0重量%或0.05重量%至0.5重量%的濃度。
  6. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該至少一非離子有機分子具有至少四羥基官能基。
  7. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該至少一非離子有機分子係：
    Figure 110119421-A0305-02-0060-17
    Figure 110119421-A0305-02-0061-18
  8. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該非離子有機分子係：
    Figure 110119421-A0305-02-0061-20
    Figure 110119421-A0305-02-0061-19
  9. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其中該溶劑係選自由去離子水、蒸餾水及含醇有機溶劑所組成的群組。
  10. 如請求項1之化學機械研磨組合物，其進一步包含一殺菌劑及一pH調節劑。
  11. 如請求項10之化學機械研磨組合物，其中該組合物包含0.0001重量%至0.05重量%的該殺菌劑，其中該殺菌劑包含5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或2-甲基--異噻唑啉-3-酮。
  12. 如請求項10之化學機械研磨組合物，其中該組合物包含0重量%至1重量%的該pH調節劑，該pH調節劑用於酸性pH條件時係選自由硝酸、硫酸、酒石酸、琥珀酸、檸檬酸、蘋果酸、丙二酸、各種脂肪酸、氫氯酸、磷酸、各種聚羧酸及其混合物所組成的群組；或該pH調節劑用於鹼性pH條件時係選自由氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化氨、氫氧化四乙基銨、有機氫氧化季銨化合物；伸乙二胺、六氫吡嗪、聚乙烯亞胺、改質聚乙烯亞胺及其組合所組成的群組。
  13. 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氧化鈰的膠態氧化矽；選自由以下所組成的群組中之至少其一：(a)
    Figure 110119421-A0305-02-0062-47
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；b及c可為相同或不同，並且係各自獨立地選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0；而且e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(b)
    Figure 110119421-A0305-02-0063-22
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10及0至5；b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5；而且e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(c)
    Figure 110119421-A0305-02-0063-48
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5；及(d)
    Figure 110119421-A0305-02-0063-24
     其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；及(e)其組合；選自由半乳糖醇、D-山梨糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇及其組合所組成的群組中之至少其一；去離子水；並且pH為4至9。
  14. 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氧化鈰的膠態氧化矽；選自由以下所組成的群組中之至少其一：(a)
    Figure 110119421-A0305-02-0064-26
     其中a係選自0至10或0至5；b及c可為相同或不同，並且係各自獨立地選自0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0；而且 e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(b)
    Figure 110119421-A0305-02-0065-29
     其中a係選自0至10及0至5；b係選自1至10或1至5；而且e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(c)
    Figure 110119421-A0305-02-0065-31
     其中a係選自0至10或0至5；b係選自1至10或1至5；及(d)
    Figure 110119421-A0305-02-0066-32
     其中a係選自0至10或0至5；e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；及(e)其組合；選自由半乳糖醇、D-山梨糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇及其組合所組成的群組中之至少其一；去離子水；並且pH為4至9。
  15. 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氧化鈰的膠態氧化矽；選自由以下所組成的群組中之至少其一：(a)
    Figure 110119421-A0305-02-0066-33
     其中 a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；b及c可為相同或不同，並且係各自獨立地選自f0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0；而且e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(b)
    Figure 110119421-A0305-02-0067-49
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10及0至5；b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5；而且e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(c)
    Figure 110119421-A0305-02-0067-36
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；b係選自1至50、1至40、1至30、1至20、1至10或1至5； 及(d)
    Figure 110119421-A0305-02-0068-37
     其中a係選自0至50、0至40、0至30、0至20、0至10或0至5；e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；及(e)其組合；選自由半乳糖醇、D-山梨糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇及其組合所組成的群組中之至少其一；殺菌劑，其包含5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮；去離子水；並且pH為5至7。
  16. 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氧化鈰的膠態氧化矽；選自由以下所組成的群組中之至少其一：(a)
    Figure 110119421-A0305-02-0069-38
     其中a係選自0至10或0至5；b及c可為相同或不同，並且係各自獨立地選自0至10或0至5；其中b及c中之至少其一不為0；而且e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(b)
    Figure 110119421-A0305-02-0069-39
     其中a係選自0至10及0至5；b係選自1至10或1至5；而且e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；(c)
    Figure 110119421-A0305-02-0070-40
     其中a係選自0至10或0至5；b係選自1至10或1至5；及(d)
    Figure 110119421-A0305-02-0070-41
     其中a係選自0至10或0至5；e及d可為相同或不同，並且各自獨立地介於1至12；及(e)其組合；選自由半乳糖醇、D-山梨糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇及其組合所組成的群組中之至少其一；殺菌劑，其包含5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮或2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮；去離子水；並且pH為5至7。
  17. 一種對具有至少一包含氧化矽膜的表面的半導體基材進行化學機械研磨(CMP)之方法，該方法包含以下步驟：提供該半導體基材；提供研磨墊；提供請求項1至16中任一項之化學機械研磨(CMP)組合物；使該半導體基材的表面與該研磨墊及該化學機械研磨組合物接觸；及研磨該至少一包含二氧化矽膜的表面。
  18. 如請求項17之方法，其中該氧化矽膜係高密度電漿沉積的原矽酸四乙酯(TEOS)(HDP)膜。
  19. 如請求項17之方法，其中該半導體基材另外包含氮化矽(SiN)表面。
  20. 如請求項17之方法，其中該氧化矽膜係高密度電漿沉積的原矽酸四乙酯(TEOS)(HDP)膜；該半導體基材另外包含氮化矽表面；並且HDP的移除速率/SiN的移除速率為
    Figure 110119421-A0305-02-0071-42
    70、80、90、100、110或120。
  21. 一種對具有至少一包含氧化矽的表面的半導體基材進行化學機械研磨(CMP)之系統，該系統包含：a.半導體基材；b.請求項1至16中任一項之化學機械研磨(CMP)組合物；c.研磨墊，其中使該至少一包含氧化矽膜的表面與該研磨墊及該化學機械研磨組合物接觸。
  22. 如請求項21之系統，其中該氧化矽膜係高密度電漿沉積的原矽酸四乙酯(TEOS)(HDP)膜。
  23. 如請求項21之系統，其中該半導體基材另外包含氮化矽表面。
  24. 如請求項21之系統，其中該氧化矽膜係高密度電漿沉積的原矽酸四乙酯(TEOS)(HDP)膜；該半導體基材另外包含氮化矽表面；並且HDP的移除速率/SiN的移除速率為
    Figure 110119421-A0305-02-0072-43
    70、80、90、100、110或120。
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