TWI827643B - 氧化物化學機械平坦化（ｃｍｐ）研磨組合物及研磨方法 - Google Patents

氧化物化學機械平坦化（ｃｍｐ）研磨組合物及研磨方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種用於淺溝隔絕層(STI)應用的化學機械平坦化研磨(CMP)組合物。該CMP組合物包括塗佈氧化鈰的無機金屬氧化物粒子作為研磨料，諸如塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子；選自於第一群在相同分子中含有多羥基官能基之非離子有機分子的化學添加劑；選自於第二群含有磺酸基團或磺酸鹽官能基及其組合之芳香族有機分子的化學添加劑；可溶於水的溶劑；及選擇性抗微生物劑及pH調整劑；其中該組合物具有pH 2至12，較佳為3至10及更佳為4至9。

Description

氧化物化學機械平坦化(CMP)研磨組合物及研磨方法
相關申請案之相互參照
本申請案主張2018年8月9日提出的美國臨時專利申請案案號62/716,784及美國臨時專利申請案案號62/716,769二者之利益，其係以參考之方式併入本文如若完整提出般。
發明領域
本申請案係關於一種氧化物或經摻雜的氧化物膜化學機械平坦化(CMP)組合物，及用以研磨氧化物或經摻雜的氧化物膜之化學機械平坦化(CMP)方法及系統。
在微電子裝置之製造中，一個重要步驟為研磨，特別是化學機械研磨/平坦化一表面以恢復所選擇的材料及/或平坦化該結構。
例如，可在SiO2層下沈積一SiN層以提供作為研磨停止層。此研磨停止的角色在淺溝隔絕層(STI)結構中特別重要。選擇性的特徵表示係氧化物研磨速率對氮化物研磨速率之比率。實施例有如與氮化矽(SiN)比較，增加二氧化矽(SiO2)的研磨選擇性速率。
在圖形化的STI結構之全域平面化中，增加氧化物膜移除速率、降低SiN膜移除速率及降低氧化物溝槽淺盤係要考慮的三個關鍵因素。較低的溝 槽氧化物損失將防止在毗連的電晶體間有電流漏泄。跨越晶片(在晶片內)不均勻的溝槽氧化物損失將影響電晶體性能及裝置製造產率。嚴重的溝槽氧化物損失(高氧化物溝槽淺盤)將造成差的電晶體隔離而產生裝置故障。因此，有需要藉由降低在氧化物或經摻雜的氧化物膜CMP研磨組合物中之氧化物溝槽淺盤來降低溝槽氧化物損失。
美國專利5,876,490揭示出一種包括研磨顆粒及具有正常應力效應的研磨組合物。該漿體進一步包括非研磨粒子，其將導致在凹處的研磨速率降低，同時該研磨顆粒維持在高程下的高研磨速率。此導致改良平坦化。更特別是，該漿體包含氧化鈰粒子及聚合物電解質，及可使用於淺溝隔絕層(STI)研磨應用。
美國專利6,964,923教導一種用於淺溝隔絕層(STI)研磨應用且包括氧化鈰粒子及聚合物電解質的研磨組合物。欲使用的聚合物電解質包括聚丙烯酸的鹽，此與在美國專利5,876,490中的那些類似。使用氧化鈰、氧化鋁、二氧化矽及氧化鋯作為研磨料。此聚電解質的分子量係300至20,000，但是整體來說，少於100,000。
美國專利6,616,514 B1揭示出一種藉由化學機械研磨，使用來從物體表面先於氮化矽移除第一物質之化學機械研磨漿體。根據本發明的化學機械研磨漿體包括一研磨料，其係煅燒氧化鈰粒子；一水性媒質；及一不解離出質子的有機多元醇，其中該有機多元醇包括一具有至少三個羥基而不會在該水性媒質中解離之化合物，或一從至少一種具有至少三個羥基而不會在該水性媒質中解離之單體形成的聚合物。該使用作為化學添加劑的多元醇包括甘露醇、甘露糖、木糖醇、山梨糖等等。此主張高氧化物：SiN選擇性之先述技藝係藉由在該研磨組合物中使用這些化學添加劑加上煅燒氧化鈰研磨料達成。但是，在此先述技藝中，於所列出的濃度下使用二種化學添加劑之研磨測試結果顯示出在pH 9.5 及1.0%煅燒氧化鈰及2.0%化學添加劑下具有非常低的氧化物移除速率。在此先述技藝中根本沒有列出圖形化的晶圓資料。
美國專利9,293,344 B2揭示出一種使用煅燒氧化鈰作為研磨料及可溶於水的聚合物作為化學添加劑之化學機械研磨漿體，此可溶於水的聚合物係使用一包括具有雙鍵的羧酸及鹽之至少一種的單體來製備。此漿體係使用來藉由化學機械研磨先於氮化矽從物體表面移除介電膜的第一物質。根據本發明之化學機械研磨漿體包括研磨料、水性媒質及可溶於水的有機聚合物。
美國專利7,091,164 B2揭示出一種使用氧化鈰/或氧化鈦作為研磨料及含有羧酸基團與親電子官能基的化學添加劑之化學機械研磨漿體。這些化學添加劑主要為胺基酸或胺基酸衍生物。在此先述技藝中達成約5：1的氧化物：SiN選擇性。在此先述技藝中所列出的pH範圍係6至約11。
美國專利申請案2019/0062593 A1揭示出一種化學機械研磨漿體，其使用0.5至30重量百分比範圍的細長、彎曲或結狀二氧化矽粒子作為研磨料、及陽離子聚合物(二烯丙基烷基胺鹽、氯化二烯丙基烷基銨)或含有羧酸基團與親電子官能基的混合共聚物化學添加劑。此研磨漿體給予好的氧化物：SiN選擇性。
但是，先前揭示出的那些淺溝隔絕層(STI)研磨組合物無法在相同研磨製程中滿足氧化物膜移除速率、抑制SiN膜移除速率及降低氧化物溝槽淺盤之重要性，及在經研磨的圖形化晶圓上一起擁有更均勻的氧化物溝槽淺盤與高氧化物對氮化物選擇性。
因此，應該容易地從前述明瞭除了高二氧化矽移除速率和高二氧化矽對氮化矽選擇性外，於技藝中，對可在STI化學及機械研磨(CMP)製程中提供增加的氧化物膜移除速率、降低的SiN膜移除速率、及降低的氧化物溝槽淺盤、 及在研磨經圖形化的晶圓時跨越多種尺寸的氧化物溝槽構形有更均勻的氧化物溝槽淺盤之STI化學機械研磨的組合物、方法及系統仍然有需求。
提供此「發明內容」以便在下列進一步描述出的「實施方式」中以簡化形式引進概念選擇。此概述不意欲認定為所主張的主題之關鍵構形或基本構形，且不意欲使用來限制所主張的主題之範圍。
如在下列描述及如由接下來的申請專利範圍所定義，所描述出之具體實例包含提供一在研磨經圖形化的晶圓時增加氧化物膜移除速率、抑制SiN膜移除速率、增加TEOS：SiN選擇性及降低氧化物溝槽淺盤之氧化物或經摻雜的氧化物膜研磨組合物。
本發明之氧化物或經摻雜的氧化物膜CMP研磨組合物亦藉由在該化學機械研磨(CMP)組合物中引進二種不同型式的化學添加劑作為氧化物膜移除速率提升試劑、SiN膜移除速率抑制試劑及氧化物溝槽淺盤降低劑，而在包括酸性、中性及鹼性pH條件的寬pH範圍下對淺溝隔絕層(STI)CMP應用提供高氧化物對氮化物選擇性。
所揭示出之用於氧化物或經摻雜的氧化物膜CMP研磨應用之化學機械研磨(CMP)組合物具有一獨特組合，其使用塗佈氧化鈰的無機氧化物作為研磨顆粒及合適的化學添加劑作為氧化物溝槽淺盤降低劑、氧化物膜移除速率提升試劑及氮化物抑制試劑。
此外，本發明揭示出該主題之系統及方法的數個特定態樣。
態樣1：一種化學機械平坦化(CMP)組合物，其包含：a.一研磨料；b.一由包含複數個羥基官能基的有機化合物組成之第一添加劑；c.一由包含磺酸鹽或磺酸官能基的芳香族有機化合物組成之第二添加劑； d.一溶劑。
態樣2：如態樣1之CMP組合物，其中該研磨料係選自於由塗佈氧化鈰的無機氧化物、塗佈氧化鈰的有機聚合物粒子及其組合所組成之群。
態樣3：如態樣2之CMP組合物，其中該研磨料係一選自於由下列所組成之群的塗佈氧化鈰的無機氧化物：塗佈氧化鈰的膠體氧化矽、塗佈氧化鈰的高純度膠體氧化矽、塗佈氧化鈰的氧化鋁、塗佈氧化鈰的氧化鈦、塗佈氧化鈰的氧化鋯及其組合。
態樣4：如態樣1-3之任一態樣的CMP組合物，其中該研磨料的範圍係該CMP組合物之0.05至10重量百分比，以該組合物的總重量為基準。
態樣5：如態樣1-4之任一態樣的CMP組合物，其中該包含磺酸鹽或磺酸官能基之芳香族有機化合物包含該磺酸鹽或磺酸官能基直接鍵結至芳香環，或經由烷基橋接基團連結至芳香環。
態樣6：如態樣1-5之任一態樣的CMP組合物，其中該溶劑係選自於由水、醚及醇所組成之群。
態樣7：如態樣1-6之任一態樣的CMP組合物，更包含抗微生物劑及pH調整劑之至少一種。
態樣8：如態樣1-7之任一態樣的CMP組合物，其中該組合物包含pH範圍3至10。
態樣9：如態樣1-8之任一態樣的CMP組合物，其中該組合物包含pH範圍4.5至7.5。
態樣10：如態樣1-9之任一態樣的CMP組合物，其中該第一添加劑具有下列通用分子結構：
Figure 108128418-A0305-02-0008-1
 其中n係選自於2至5,000；及R1、R3及每個R2的具體來源各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯及有機胺基團。
態樣11：如態樣10之CMP組合物，其中R1、R2及R3係氫。
態樣12：如態樣10之CMP組合物，其中n係選自於3至12。
態樣13：如態樣10之CMP組合物，其中該第一添加劑係選自於由下列所組成之群：核糖醇、木糖醇、內消旋-赤藻糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、艾杜糖醇及其組合。
態樣14：如態樣1-13之任一態樣的CMP組合物，其中該第一添加劑具有下列通用分子結構：
Figure 108128418-A0305-02-0008-2
 其中n係選自於2至5,000；及R2及每個R1的具體來源各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯及有機胺基團。
態樣15：如態樣14之CMP組合物，其中n係選自於3至12。
態樣16：如態樣14之CMP組合物，其中R1及R2係氫及n係選自於3至4。
態樣17：如態樣1-16之任一態樣的CMP組合物，其中該第一添加劑具有選自於由下列所組成之群的通用分子結構：
Figure 108128418-A0305-02-0009-3
Figure 108128418-A0305-02-0009-4
Figure 108128418-A0305-02-0009-5
 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13及R14各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯及有機胺基團，其限制為在每個結構中的R1至R14之至少二個具體來源係氫。
態樣18：如態樣17之CMP組合物，其中該第一添加劑係選自於由下列所組成之群：D-(-)-果糖、脫水山梨糖醇、蔗糖、β-乳糖、D-核糖、肌醇、葡萄糖及其組合。
態樣19：如態樣1-17之任一態樣的CMP組合物，其中該第一添加劑具有下列通用分子結構：
Figure 108128418-A0305-02-0010-6
 其中R1至R5各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯及有機胺。
態樣20：如態樣19之CMP組合物，其中R1至R5之至少一個係具有下列結構的多元醇分子單元：
Figure 108128418-A0305-02-0010-7
 其中n及m各自獨立地選自於1至5，及R6至R9各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯及有機胺。
態樣21：如態樣20之CMP組合物，其中n及m各自獨立地選自於1至3。
態樣22：如態樣20之CMP組合物，其中R1至R5之至少一個係具有下列結構的六員環多元醇：
Figure 108128418-A0305-02-0011-8
 其中R10、R11、R12、R13及R14各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸或鹽、經取代的有機羧酸或鹽、有機羧酸酯及有機胺。
態樣23：如態樣22之CMP組合物，其中R1至R9之至少二個係氫原子。
態樣24：如態樣22之CMP組合物，其中R1至R9之至少六個係氫原子。
態樣25：如態樣19之CMP組合物，其中該第一添加劑係選自於由麥芽糖醇、乳糖醇及麥芽三糖醇(maltotritol)所組成之群。
態樣26：如態樣1-25之任一態樣的CMP組合物，其中該第一添加劑的範圍係0.005至1.0重量百分比，以該組合物的總重量為基準。
態樣27：如態樣1-26之任一態樣的CMP組合物，其中該第二添加劑具有下列通用分子結構：
Figure 108128418-A0305-02-0011-9
 其中R係選自於包含下列之群：氫、鈉離子、鉀離子及銨離子；及R’係在相對於該磺酸或磺酸鹽基團的α、間或對-位置處連接之烷基，及其包含CnH2n+1結構，其中n係選自於1至18。
態樣28：如態樣27之CMP組合物，其中該第二添加劑係選自於由下列所組成之群：4-十二烷基苯磺酸或其銨、鈉或鉀鹽；4-甲基苯磺酸或其銨、鈉或鉀鹽；及其組合。
態樣29：一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含氧化矽膜的表面之半導體基材的方法，其包含：a.讓該至少一個包含氧化矽的表面與一CMP研磨墊及如態樣1至28之任一態樣的CMP組合物接觸；及b.研磨該最少一個包含二氧化矽的表面。
態樣30：如態樣29之方法，其中該氧化矽膜係選自於由下列所組成之群：化學氣相沈積(CVD)、電漿輔助CVD(PECVD)、高密度沈積CVD(HDP)及旋壓氧化矽膜。
態樣31：如態樣30之方法，其中該氧化矽膜係SiO2膜。
態樣32：如態樣31之方法，其中該半導體基材進一步包含一氮化矽表面；及該步驟(b)包含在氧化矽：氮化矽移除選擇性大於60下研磨該最少一個包含二氧化矽的表面。
圖1.化學添加劑在膜RR(埃/分鐘)及TEOS：SiN選擇性上的效應。
圖2.D-山梨糖醇及BSA添加劑在氧化物溝槽淺盤(埃)對OP時間(秒)上的效應。
圖3.D-山梨糖醇及BSA添加劑在氧化物溝槽損失速率(埃/秒)上的效應。
圖4.D-山梨糖醇及BSA添加劑在SiN損失速率(埃/秒)上的效應。
圖5.D-山梨糖醇及BSA添加劑在氧化物溝槽淺盤速率(埃/秒)上的效應。
圖6.D-山梨糖醇及BSA在淺盤的斜率對OP量上之效應。
圖7.麥芽糖醇及BSA在膜RR(埃/分鐘)及TEOS：SiN選擇性上的效應。
圖8.麥芽糖醇及BSA添加劑在氧化物溝槽淺盤(埃)對OP時間(秒)上的效應。
圖9.麥芽糖醇及BSA添加劑在氧化物溝槽損失速率(埃/秒)上的效應。
圖10.麥芽糖醇及BSA添加劑在SiN損失速率(埃/秒)上的效應。
圖11.麥芽糖醇及BSA添加劑在氧化物溝槽淺盤速率(埃/秒)上的效應。
圖12.麥芽糖醇及BSA在淺盤之斜率對OP量上的效應。
接著發生的詳細說明僅提供較佳的範例性具體實例，及不意欲限制所主張的發明之範圍、可行性或組態。反而，該接著發生的較佳範例性具體實例之詳細說明將對熟習該項技術者提供一能夠執行該較佳範例性具體實例的說明。可在元素的功能及安排上製得多種改變而沒有離開本發明如在所附加的申請專利範圍中提出之精神及範圍。
於本文中所定義的全部用語應該給予其最寬廣的可能詮釋，包括如由讀取專利說明書後所決定的任何隱含意義和熟悉該技藝人士及/或辭典、主題論文或類似權威者將指派特別意義的任何用字。進一步應要注意的是，當在專利說明書中及在到此為止所附加的申請專利範圍中敘述時，除非其它方面有描述，否則單一形式「一」、「一種」及「該」包括複數個指示對象。額外地，當於本文中使用時，用語「包括」及「包含」具體指出某些構形係存在於該具體實例中，但是應該不解釋為排除額外的構形、組分、操作及/或其群組之存在或加入。
於本文中揭示出一種用以研磨氧化物材料的CMP研磨組合物及相關的方法及系統，其滿足對研磨包含氧化矽結構的半導體晶圓之需求。在圖形化的STI結構之全域平面化中，抑制SiN移除速率及跨越多種尺寸的氧化物溝槽構形降低其氧化物溝槽淺盤係欲考慮之關鍵因素。較低的溝槽氧化物損失將防 止在毗連的電晶體間有電流漏泄。跨越晶片(在晶片內)不均勻的溝槽氧化物損失將影響電晶體性能及裝置製造產率。嚴重的溝槽氧化物損失(高氧化物溝槽淺盤)將造成差的電晶體隔離而導致裝置故障。因此重要的是，藉由降低在STI CMP研磨組合物中的氧化物溝槽淺盤來降低溝槽氧化物損失。
本發明係關於一種用於氧化物或經摻雜的氧化物膜研磨CMP應用之化學機械研磨(CMP)組合物。於本文中所揭示出的CMP組合物特別適合於圖形化的STI結構之平坦化。
更特別是，所揭示出之用於研磨氧化物或經摻雜的氧化物膜CMP應用之化學機械研磨(CMP)組合物具有一獨特的調配物，其包含一研磨料及二種型式作用為氧化物溝槽淺盤降低劑、氧化物膜移除速率提升試劑及氮化物移除速率抑制試劑之添加劑。該CMP組合物亦包含一溶劑。亦可於該調配物中存在有其它選擇性成份，諸如滅菌劑、pH調整劑。
在較佳的具體實例中，該研磨料包含塗佈氧化鈰的無機氧化物粒子或塗佈氧化鈰的有機聚合物粒子。較佳的是，該第一添加劑係承載多重羥基官能基之非離子及非芳香族有機分子，及該第二添加劑係承載磺酸或磺酸鹽官能基之有機芳香族分子。
該CMP調配物的組分係在下列更詳細地討論。接下來的段落標題僅對本揭示提供組織用及不意欲以任何方式限制所主張的發明之範圍。
研磨料
在具體實例中，該研磨料包含塗佈氧化鈰的有機聚合物粒子，其包括但不限於塗佈氧化鈰的聚苯乙烯粒子、塗佈氧化鈰的聚胺基甲酸酯粒子、塗佈氧化鈰的聚丙烯酸酯粒子、或任何其它塗佈氧化鈰的有機聚合物粒子。
在較佳的具體實例中，該研磨料包含塗佈氧化鈰的無機氧化物粒子，其包括但不限於塗佈氧化鈰的膠體氧化矽、塗佈氧化鈰的高純度膠體氧化 矽、塗佈氧化鈰的氧化鋁、塗佈氧化鈰的氧化鈦、塗佈氧化鈰的氧化鋯、或任何其它塗佈氧化鈰的無機氧化物粒子。較佳的塗佈氧化鈰的無機氧化物粒子係塗佈氧化鈰的膠體氧化矽粒子。
在具體實例中，該塗佈氧化鈰的無機金屬氧化物粒子之粒子尺寸範圍係2至1,000奈米。較佳的平均顆粒尺寸範圍係5至500奈米，更佳為20至250奈米。
在具體實例中，該塗佈氧化鈰的無機金屬氧化物粒子之濃度範圍係0.01至20重量百分比，以該CMP組合物的總重量為基準。較佳的是，該濃度範圍係0.05至10重量百分比，更佳為0.1至5重量百分比。
第一添加劑
在具體實例中，該第一添加劑係承載多重羥基官能基的非離子及非芳香族有機分子。
在具體實例中，該第一添加劑包含下列通用分子結構：
Figure 108128418-A0305-02-0015-10
其中n係選自於2至5,000，較佳為3至12及更佳為4至7。R1、R3及每個R2的具體來源各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團。R1、R2及R3可係相同或不同基團。較佳的是，R1、R2及R3之二或更多個具體來源係氫原子。更佳的是，R1、R2及R3之四或更多個具體來源係氫原子。當R1、R2及R3係相同及係氫原子時，該化學添加劑承載多重羥基官能基。
該具有式1的通用分子結構之第一添加劑的較佳實施例包括但不限於核糖醇、木糖醇、內消旋-赤藻糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇及艾杜糖醇。
在另一個具體實例中，該第一添加劑包含下列通用分子結構：
Figure 108128418-A0305-02-0016-12
在此具體實例中，羰基(CHO)官能基係位於該分子的一個末端作為終端官能基，及n的範圍係2至5,000，較佳為3至12及更佳為4至7。R2及每個R1的具體來源各自獨立地係選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯、有機胺基團及其組合。
在較佳的具體實例中，n=3，及R2及R1的全部具體來源係氫原子。在此具體實例中，該第一添加劑係D-阿拉伯糖或L-阿拉伯糖。在另一個較佳的具體實例中，n=4，及R2及R1的全部具體來源係氫原子。在此具體實例中，該第一添加劑係D-甘露糖或L-甘露糖。
在另一個具體實例中，該第一添加劑具有選自於由下列所組成之群的通用分子結構：
Figure 108128418-A0305-02-0016-13
Figure 108128418-A0305-02-0017-14
Figure 108128418-A0305-02-0017-15
；及其組合， 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13及R14各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯及有機胺基團，其限制為在每個結構中的R1至R14之至少二個具體來源係氫。較佳的是，在每個結構中之R1至R14的至少三個具體來源係氫。更佳的是，在每個結構中(若可能的話)之R1至R14的至少四個具體來源係氫。
具有此具體實例的結構之第一添加劑的較佳實施例包括但不限於D-(-)-果糖、脫水山梨糖醇、蔗糖、β-乳糖、D-核糖、肌醇及葡萄糖。
在另一個具體實例中，該第一添加劑包括至少一個六員環醚結構模體(motif)，其係鍵結至在該分子單元結構中包括多重羥基官能基之至少一個多元醇分子單元；或至少一個在該分子單元結構中包括多重羥基官能基的多元醇分子單元及至少一個六員環多元醇。如於本文中所使用，該多元醇係一種包括多於二個羥基的有機化合物。
此具體實例的第一添加劑之通用分子結構係：
Figure 108128418-A0305-02-0018-16
 其中R1、R2、R3、R4及R5各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯及有機胺基團。
在較佳的具體實例中，於通用分子結構(d)中，在R1至R5之群組中的至少一個R係一具有顯示在(e)中的結構之多元醇分子單元：
Figure 108128418-A0305-02-0018-17
 其中n及m各自獨立地選自於1至5，較佳為1至4，更佳為1至3及最佳為1至2。R6、R7、R8及R9各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯及有機胺基團。
在另一個具體實例中，於通用分子結構(d)中，在R1至R5之群組中的至少一個R係一具有顯示在(e)中的結構之多元醇分子單元；在該通用分子結構中，於R1至R5之群組中的至少一個R係一如顯示在(f)中的六員環多元醇：
Figure 108128418-A0305-02-0018-18
 其中R10、R11、R12、R13及R14各者各自獨立地選自於由下列所組成之群：氫、烷基、烷氧基、含有一或多個羥基的有機基團、經取代的有機磺酸、經取代的有機磺酸鹽、經取代的有機羧酸、經取代的有機羧酸鹽、有機羧酸酯及有機胺基團。
在該通用分子結構中，於R1至R9之群組中的R之至少二個、較佳為四個、更佳為六個具體來源係氫原子。當僅有一個R時，諸如在該通用分子結構中，於R1至R5之群組中的R5係一具有n=2及m=1之多元醇分子單元(e)；及在R1至R9之群組中，剩餘的全部R全部皆係氫原子，此獲得下列二種化學添加劑：麥芽糖醇及乳糖醇。
當一個R諸如R5係具有n=2及m=1的多元醇分子單元(e)；及一個R諸如R2係六員環多元醇；及在R1至R14之群組中，剩餘的全部R全部皆係氫原子時，此獲得下列化學添加劑：麥芽三糖醇。
較佳的第一添加劑包括但不限於：麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脫水山梨糖醇、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-阿拉伯糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、L-甘露糖、內消旋-赤藻糖醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其組合。較佳的化學添加劑有麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-(+)-甘露糖、β-乳糖及其組合。更佳的化學添加劑有麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其組合。
該CMP組合物包括0.0001重量%至2.0%重量%、較佳為0.001重量%至1.0重量%及較佳為0.0025重量%至0.5重量%的第一添加劑，以該CMP組合物的總重量為基準。
第二添加劑
在較佳的具體實例中，該第二添加劑係一含有磺酸或磺酸鹽官能基的有機芳香族分子，其由下列通用結構式表示：
Figure 108128418-A0305-02-0020-20
 其中-R可係氫原子或金屬離子；或
Figure 108128418-A0305-02-0020-22
 其中-R’可係氫原子或金屬離子；及n的範圍可係1至12，其代表多種長度的烷基鏈結基團-CH2-；及(g)與(h)的組合。當R或-R’係氫原子時，該化學添加劑係苯磺酸。當-R或-R’係金屬離子諸如鈉離子、鉀離子或銨離子時，該化學添加劑係苯磺酸鹽的鹽。
在另一個具體實例中，該用於第二組化學添加劑的通用分子結構(i)係一含有磺酸或磺酸鹽官能基連接至芳香環的一個位置及其它官能基在該芳香環的其它位置之有機芳香族分子，如顯示在式(i)中：
Figure 108128418-A0305-02-0020-24
 其中-R可係氫原子或金屬離子；當-R係氫離子時，該添加劑係苯磺酸分子衍生物；當-R可係金屬離子諸如鈉離子、鉀離子或銨離子時，該添加劑係苯磺酸鹽分子衍生物。-R’係另一種官能基，其可連接在面對磺酸或磺酸鹽基團呈α、間或對-位置處。典型來說，-R’係具有-CnH2n+1結構的烷基，該碳鏈長度之範圍可係-C1至-C18。
該第二組化學添加劑的某些實施例有4-十二烷基苯磺酸及4-甲基苯磺酸或其銨、鈉或鉀鹽。
在具體實例中，該CMP組合物包括0.0001重量%至2.0%重量%、較佳為0.001重量%至1.5重量%及較佳為0.002重量%至1.0重量%的第二添加劑。
溶劑
該CMP調配物包含一溶劑。較佳的是，該溶劑係水或可溶於水的溶劑。較佳的溶劑包括但不限於去離子化(DI)水、蒸餾水及醇。更佳的溶劑係DI水。
選擇性成份
該CMP選擇性包含一抗微生物劑。較佳的抗微生物劑包括但不限於可從Dupont/Dow Chemical Co.獲得的KathonTM、KathonTM CG/ICP II及Bioban。較佳的滅菌劑包含下列有效成份之至少一種：5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮及2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮。該STI CMP組合物可包括0.0001重量%至0.05重量%、較佳為0.0005重量%至0.025重量%及更佳為0.001重量%至0.01重量%的抗微生物劑。
該STI CMP組合物可選擇性包括一pH調整劑。可使用酸性或鹼性pH調整劑來將該STI研磨組合物調整至最佳化的pH值。較佳的pH調整劑包括但不限於硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、其它無機或有機酸及其混合物。較佳的pH調整劑亦包括鹼性pH調整劑，諸如氫化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化四烷基銨、有機氫氧四級化銨化合物、有機胺、及可使用來將pH朝向更大鹼性方向調整之其它化學試劑。當該pH調整劑係存在時，該CMP組合物包括0重量%至1重量%、較佳為0.01重量%至0.5重量%、更佳為0.1重量%至0.25重量%的pH調整劑。
使用方法
在某些具體實例中，該CMP研磨組合物可製成二或更多種組分及在使用點時混合。
在具體實例中，有提供一種將上述化學機械研磨(CMP)組合物使用在淺溝隔絕層(STI)製程中來化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含二氧化矽之表面的基材之方法。
該經研磨的氧化物膜可係化學氣相沈積(CVD)、電漿輔助CVD(PECVD)、高密度沈積CVD(HDP)、旋壓氧化物膜或流動式CVD氧化物膜、經碳摻雜的氧化物膜、或經氮摻雜的氧化物膜。
上述揭示出的基材可進一步包含一氮化矽表面。SiO2：SiN之移除選擇性係大於30，較佳為大於60及更佳為大於80。
在另一個態樣中，有提供一種將上述化學機械研磨(CMP)組合物使用在淺溝隔絕層(STI)製程中來化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含二氧化矽的表面之基材的方法。該被研磨的氧化物膜可係CVD氧化物、PECVD氧化物、高密度氧化物或旋壓氧化物膜。
顯現出下列非為限制的實施例以進一步闡明本發明。
CMP方法
在下列顯現出的實施例中，使用提供在下列的程序及實驗條件來進行CMP實驗。
名詞解釋
組分
塗佈氧化鈰的二氧化矽：使用作為研磨料，其具有粒子尺寸大約100奈米，此塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子可具有粒子尺寸範圍大約2奈米至1000奈米； 該塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子(具有不同尺寸)係由日本的JGC Inc.供應。
諸如苯磺酸類或其鹽；及麥芽糖醇、D-果糖、甜醇、D-山梨糖醇及其它化學原料之化學添加劑係由Sigma-Aldrich，St.Louis，MO供應。
TEOS：正矽酸四乙酯
研磨墊：在CMP期間使用由Dow，Inc.供應的研磨墊IC1010、IC1000及其它墊。
參數
通用
A或Ǻ：埃，長度單位
BP：背壓，以psi單位計
BSA：苯磺酸
CMP：化學機械平坦化=化學機械研磨
CS：載劑速度
DF：向下力量：在CMP期間施加的壓力，單位psi
min：分鐘
ml：毫升
mV：毫伏特
psi：每平方英吋的磅數
PS：研磨工具的平台旋轉速度，以rpm(每分鐘的旋轉數)計
SF：組合物流，毫升/分鐘
重量%：重量百分比(所列出的組分)
TEOS：SiN選擇性：(TEOS之移除速率)/(SiN之移除速率)
HDP：高密度電漿沈積的TEOS
TEOS或HDP移除速率：在所提供的向下壓力下所測量之TEOS或HDP移除速率。在上述列出的實施例中，該CMP工具的向下壓力係3.0psi。
SiN移除速率：在所提供的向下壓力下所測量的SiN移除速率。在所列出的實施例中，該CMP工具的向下壓力係3.0psi。
度量衡
該膜係使用由Creative Design Engineering，Inc，20565 Alves Dr.，Cupertino，CA，95014所製造之型號168的ResMap CDE進行度量。該ResMap工具係一四點探針薄片電阻工具。對該膜採用排除5毫米邊緣之49點直徑掃描。
CMP工具
所使用的CMP工具係由Applied Materials，3050 Boweres Avenue，Santa Clara，California，95054製造的200毫米Mirra或300毫米Reflexion。在平台1上使用由Dow，Inc，451 Bellevue Rd.，Newark，DE 19713供應之IC1000墊來進行毯覆及圖案晶圓研究。
該IC1010墊或其它墊係藉由在調理器上於7磅向下力量下調理該墊18分鐘進行適配運轉。為了證明該工具設定及該墊適配運轉合格，使用由Versum Materials Inc.供應的Versum® STI2305組合物，在基線條件下研磨二片鎢監控片及二片TEOS監控片。
晶圓
使用PECVD、或LECVD、或HD TEOS晶圓進行研磨實驗。這些毯覆晶圓係自Silicon Valley Microelectronics，2985 Kifer Rd.，Santa Clara，CA 95051購買。
研磨實驗
在毯覆晶圓研究中，於基線條件下研磨氧化物毯覆晶圓及SiN毯覆晶圓。該工具基線條件為：工作台速度：87rpm；頭速度：93rpm；薄膜壓力： 3.0psi DF；組合物流：200毫升/分鐘。使用於測試的研磨墊係由Dow Chemicals供應之IC1010墊。
在操作實施例中，使用去離子水作為在該組合物中之溶劑。
該組合物係使用在研磨實驗中之圖形化的晶圓(由SWK Associates，Inc.2920 Scott Blvd.Santa Clara，CA 95054供應的MIT860)上。這些晶圓係在Veeco VX300剖面儀/AFM儀器上進行測量。對氧化物淺盤測量使用3種不同尺寸的間距結構。在晶片的中心、中間及邊緣位置處測量該晶圓。
TEOS：SiN選擇性：從該STI CMP研磨組合物獲得之(TEOS的移除速率)/(SiN的移除速率)係可調整。
操作實施例
在下列操作實施例中，製備一包含0.2重量%之塗佈鈰的二氧化矽粒子、範圍0.0001重量%至0.05重量%的抗微生物劑及去離子水之STI研磨組合物，且其pH已調整至5.35作為參考(ref.)或其它經選擇的pH條件。
該等研磨組合物係以該參考(0.2重量%之塗佈鈰的二氧化矽、範圍0.0001重量%至0.05重量%的抗微生物劑及去離子水)與第一型式化學添加劑、或第二型式化學添加劑、或混合的第一型式及第二型式化學添加劑，且pH值各別在5.35處或在其它經選擇的pH條件下來製備。
實施例1
在實施例1中，該使用於氧化物研磨的研磨組合物係顯示在表1中。參考樣品係使用0.2重量%之塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子、非常低濃度的抗微生物劑及DI水製得。
使用0.15重量%的第一型式化學添加劑D-山梨糖醇，及與該參考樣品混合。
使用0.10重量%的第二型式化學添加劑苯磺酸，及與該參考樣品混合。
使用0.15重量%的第一型式化學添加劑D-山梨糖醇且使用0.10重量%的第二型式化學添加劑苯磺酸，及與該參考樣品混合。
全部參考樣品及測試樣品皆具有相同約5.35的pH值。
測試研磨不同膜的移除速率(RR，以埃/分鐘計)。觀察該化學添加劑在膜移除速率及TEOS：SiN膜選擇性上之效應及列在表1中並於圖1中描出。
Figure 108128418-A0305-02-0026-25
所使用的研磨步驟條件為：Dow的IC1010墊，在3.0psi DF下，工作台/頭速度87/93rpm及非臨場調理。
如顯示在表1及圖1中的結果，將D-山梨糖醇作為化學添加劑加入該研磨組合物中有效地抑制SiN膜移除速率及提升HDP膜移除速率。因此，TEOS：SiN選擇性明顯增加。
將苯磺酸加入該研磨組合物中不僅抑制SiN膜移除速率，而且亦提升TEOS及HDP膜移除速率二者。因此，當與從參考樣品獲得的選擇性比較時，此達成進一步增加的TEOS：SiN選擇性。
當將第一型式添加劑D-山梨糖醇及第二型式添加劑BSA二者加入相同研磨組合物中時，TEOS及HPD膜移除速率二者仍然被提升及SiN膜移除速率進一步被抑制。因此，當與單獨使用這些添加劑或沒有使用其任何所獲得的TEOS：SiN選擇性比較時，當在相同研磨組合物中使用二者型式添加劑時達成最高的TEOS：SiN選擇性。
Figure 108128418-A0305-02-0028-26
當比較TEOS：SiN選擇性時，使用二種化學添加劑的研磨組合物給予73：1選擇性，其係很高於從參考樣品獲得的9：1選擇性。
實施例2
在實施例2中，該使用於研磨測試的研磨組合物係顯示在表2中。該參考樣品係使用0.2重量%塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子、非常低濃度的抗微生物劑及去離子水在pH 5.35下製得。
在測試樣品中，單獨使用D-山梨糖醇或苯磺酸(BSA)，或一起各別使用0.15重量%或0.1重量%。
全部參考樣品及測試樣品皆具有相同約5.35的pH值。
測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間上的效應，及結果列在表2中並於圖2中描出。
如顯示在表2及圖2中的結果，當與從參考樣品獲得之所獲得的氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間比較時，在該研磨組合物中加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間。
加入第二型式添加劑BSA提供比來自參考樣品稍微差的氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當在相同研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯降低氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
該雙化學添加劑基底的研磨組合物比單獨使用這二種添加劑每種提供更穩定的過度研磨窗口。
測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在氧化物溝槽損失速率(埃/秒)上的效應，結果列在表3中並於圖3中描出。
Figure 108128418-A0305-02-0030-27
如顯示在表3及圖3中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽損失速率比較時，於該研磨組合物中加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽損失速率。
將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品稍微增加的氧化物溝槽損失速率。
當在相同研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯氧化物溝槽損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物溝槽損失速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在不同尺寸的圖形化構形之SiN損失速率(埃/分鐘)上的效應，及結果列在表4並於圖4中描出。
Figure 108128418-A0305-02-0031-28
如顯示在表4及圖4中的結果，當與從參考樣品獲得的SiN膜損失速率比較時，於該研磨組合物中加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低SiN膜損失速率。
將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者增加的SiN膜損失速率。
當在相同研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的SiN膜損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的SiN膜損失速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在不同尺寸的圖形化構形之氧化物溝槽淺盤速率(埃/分鐘)上的效應，結果列在表5中並於圖5中描出。
Figure 108128418-A0305-02-0032-29
如顯示在表5及圖5中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽淺盤速率比較時，於該研磨組合物中加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤速率。
將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者增加的氧化物溝槽淺盤速率。
當在該研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的氧化物溝槽淺盤速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物溝槽淺盤速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在不同尺寸的圖形化構形之溝槽淺盤斜率對過度研磨移除量上的效應，結果列在表6中並於圖6中描出。
Figure 108128418-A0305-02-0033-30
如顯示在表6及圖6中的結果，將第一型式添加劑D-山梨糖醇或第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中，不論是單獨使用或一起使用作為在該研磨組合物中的化學添加劑，當與從參考樣品獲得者比較時，其溝槽淺盤斜率對過度研磨量明顯降低。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
實施例3
在實施例3中，該使用於研磨測試的研磨組合物係顯示在表7中。參考樣品係使用0.2重量%塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子、非常低濃度的抗微生物劑及去離子水製得。在測試樣品中，單獨使用麥芽糖醇及BSA或一起而各別使用0.28重量%及0.10重量%。
全部參考樣品及測試樣品皆具有相同約5.35的pH值。
測試研磨不同膜的移除速率(RR，以埃/分鐘計)。觀察化學添加劑麥芽糖醇及BSA在膜移除速率及TEOS：SiN選擇性上的效應及列在表7中並於圖7中描出。
研磨部分及條件為：Dow的IC1010研磨墊，3.0psi DF，非臨場調理及87/93rpm的工作台/頭速度。
Figure 108128418-A0305-02-0034-31
如顯示在表7及圖7中的結果，將麥芽糖醇作為第一型式化學添加劑加入該研磨組合物中有效地抑制SiN膜移除速率及稍微提升HDP膜移除速率。因此，TEOS：SiN選擇性明顯增加。
將苯磺酸(BSA)作為第二型式化學添加劑加入該研磨組合物中不僅抑制SiN膜移除速率，而且亦提升TEOS及HDP膜移除速率二者。因此，當與從參考樣品獲得的選擇性比較時，其達成進一步增加TEOS：SiN選擇性。
當將第一型式添加劑麥芽糖醇及第二型式添加劑BSA二者加入相同研磨組合物中時，TEOS及HPD膜移除速率二者仍然被提升及SiN膜移除速率進一步被抑制。因此，與當單獨使用這些添加劑或沒有使用其任何時所獲得的TEOS：SiN選擇性比較，當在相同研磨組合物中使用二者型式添加劑時，其達成最高的TEOS：SiN選擇性。
當比較TEOS：SiN選擇性時，使用二者化學添加劑的研磨組合物給予80：1選擇性，其係很高於從參考樣品獲得的9：1選擇性。
實施例4
Figure 108128418-A0305-02-0035-32
在實施例4中，該使用於研磨測試的研磨組合物係顯示在表8中。參考樣品係使用0.2重量%塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子、非常低濃度的抗微生物劑及去離子水製得。在測試樣品中，單獨使用麥芽糖醇及BSA或一起而各別使用0.28重量%及0.10重量%。
全部參考樣品及測試樣品皆具有相同約5.35的pH值。
測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA在氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間上的效應，結果列在表8中並於圖8中描出。
如顯示在表8及圖8中的結果，當與從參考樣品獲得之氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間比較時，在該研磨組合物中加入第一型式添加劑麥芽糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間。
加入第二型式添加劑BSA提供比來自參考樣品稍微差的氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當在相同研磨組合物中使用麥芽糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，跨越不同尺寸的圖形化構形皆達成明顯降低氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間。
測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA在氧化物溝槽損失速率(埃/秒)上的效應，結果列在表9中並於圖9中描出。
Figure 108128418-A0305-02-0037-33
如顯示在表9及圖9中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽損失速率比較時，在該研磨組合物中加入第一型式添加劑麥芽糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽損失速率。
將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者稍微增加的氧化物溝槽損失速率。
當在該研磨組合物中使用麥芽糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯氧化物溝槽損失速率降低。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA在不同尺寸的圖形化構形之SiN損失速率(埃/分鐘)上的效應，結果列在表10中並於圖10中描出。
表10.麥芽糖醇及BSA添加劑在SiN損失速率(埃/秒)上的效應
Figure 108128418-A0305-02-0038-34
如顯示在表10及圖10中的結果，當與從參考樣品獲得的SiN膜損失速率比較時，於該研磨組合物中加入第一型式添加劑麥芽糖醇作為化學添加劑明顯降低SiN膜損失速率。
將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者增加的SiN膜損失速率。
當在相同研磨組合物中使用麥芽糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的SiN膜損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的SiN膜損失速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA在不同尺寸的圖形化構形之氧化物溝槽淺盤速率(埃/分鐘)上的效應，結果列在表11中並於圖11中描出。
表11.麥芽糖醇及BSA添加劑在氧化物溝槽淺盤速率(埃/秒)上的效應
Figure 108128418-A0305-02-0039-35
如顯示在表11及圖11中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽淺盤速率比較時，在該研磨組合物中加入第一型式添加劑麥芽糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤速率。
將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者稍微降低的氧化物溝槽淺盤速率。
當在相同研磨組合物中使用麥芽糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的氧化物溝槽淺盤速率降低。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA在不同尺寸的圖形化構形之溝槽淺盤斜率對過度研磨移除量上的效應，結果列在表12中並於圖12中描出。
Figure 108128418-A0305-02-0040-36
如顯示在表12及圖12中的結果，加入第一型式添加劑麥芽糖醇或第二型式添加劑BSA，不論是單獨使用或一起使用作為在該研磨組合物中的化學添加劑，當與從參考樣品獲得者比較時，溝槽淺盤斜率對過度研磨量明顯降低。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
實施例5
如在先前描述中指出，本發明於本文中的氧化物或經摻雜的氧化物CMP研磨組合物可在寬pH窗口中使用且給予高氧化物膜移除速率、抑制的SiN移除速率、增加的氧化物：SiN選擇性及低氧化物溝槽淺盤。
在實施例5中，於4.5的酸性pH條件下測試本發明之研磨組合物。
在實施例5中，該使用於研磨測試的研磨組合物係顯示在表13中。參考樣品係使用0.2重量%塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子、非常低濃度的抗微生物劑及去離子水在pH 4.5下製得。
在測試樣品中，單獨使用D-山梨糖醇或苯磺酸(BSA)或一起各別使用0.15重量%或0.1重量%。
全部參考樣品及測試樣品皆具有相同約4.5的pH值。
測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在多種型式的膜移除速率及TEOS：SiN選擇性上之效應，結果列在表13中。
Figure 108128418-A0305-02-0041-37
所使用的研磨步驟條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi DF，工作台/頭速度87/93rpm及非臨場調理。
如顯示在表13中的結果，將D-山梨糖醇作為化學添加劑加入該研磨組合物中有效地抑制SiN膜移除速率及提升HDP膜移除速率。因此，TEOS：SiN選擇性明顯增加。
將苯磺酸單獨作為化學添加劑加入該研磨組合物中不僅提升SiN膜移除速率，而且亦提升TEOS及HDP膜移除速率二者。因此，當與從參考樣品獲得的選擇性比較時，其達成進一步降低TEOS：SiN選擇性。
當在pH 4.5下將第一型式添加劑D-山梨糖醇及第二型式添加劑BSA二者加入相同研磨組合物中時，TEOS及HPD膜移除速率二者仍然被提升及SiN膜移除速率進一步被抑制。因此，當與在pH 4.5下單獨使用這些添加劑或沒有使用其任何所獲得的TEOS：SiN選擇性比較時，當在相同研磨組合物中使用二者型式添加劑時，達成最高的TEOS：SiN選擇性。
當比較TEOS：SiN選擇性時，使用二者化學添加劑的研磨組合物給予132：1選擇性，其係很高於從參考樣品在pH 4.5下獲得的8：1選擇性。
同樣地，於實施例5中，在使用於研磨測試的研磨組合物中使用麥芽糖醇作為氧化物溝槽淺盤降低劑加上BSA作為氧化物膜移除速率提升劑係顯示在表14中。參考樣品係使用0.2重量%塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子、非常低濃度的抗微生物劑及去離子水在pH 4.5下製得。
在測試樣品中，於pH 4.5下，單獨使用麥芽糖醇或與苯磺酸(BSA)一起各別以0.28重量%或/及0.1重量%使用。
全部參考樣品及測試樣品皆具有相同約4.5的pH值。
測試麥芽糖醇或麥芽糖醇加上苯磺酸(BSA)在膜移除速率及TEOS：SiN選擇性上的效應，及結果列在表14中。
Figure 108128418-A0305-02-0043-38
如顯示在表14中的結果，將麥芽糖醇作為化學添加劑加入該研磨組合物中有效地抑制SiN膜移除速率及提升HDP膜移除速率。因此，TEOS：SiN選擇性明顯增加。
在pH 4.5下將苯磺酸單獨作為化學添加劑加入該研磨組合物中不僅提升SiN膜移除速率，而且亦提升TEOS及HDP膜移除速率二者。因此，當與從參考樣品獲得的選擇性比較時，進一步獲得降低的TEOS：SiN選擇性。
當在pH 4.5下將第一型式添加劑麥芽糖醇及第二型式添加劑BSA二者加入相同研磨組合物中時，TEOS及HPD膜移除速率二者仍然被提升及SiN膜移除速率進一步被抑制。因此，當與在pH 4.5下單獨使用這些添加劑或沒有使用其任何所獲得的TEOS：SiN選擇性比較時，當在相同研磨組合物中使用二者型式添加劑時，達成最高的TEOS：SiN選擇性。
當比較TEOS：SiN選擇性時，使用二者化學添加劑的研磨組合物給予93：1選擇性，其係很高於從參考樣品在pH 4.5下獲得的8：1選擇性。
在實施例5中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在pH 4.5下於氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間上之效應，結果列在表15中。
Figure 108128418-A0305-02-0044-39
如顯示在表15中的結果，當與從參考樣品獲得之所獲得的氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間比較時，在該研磨組合物中於pH 4.5下加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間。
在pH 4.5下加入第二型式添加劑BSA提供比來自參考樣品者差的氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當在相同研磨組合物中於pH 4.5下使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯降低氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當與單獨使用這二種添加劑各者比較時，雙化學添加劑基底的研磨組合物在pH 4.5下提供更穩定的過度研磨窗口。
在實施例5中，測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA於pH 4.5下在氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間上的效應，結果列在表16中。
Figure 108128418-A0305-02-0045-40
如顯示在表16中的結果，當與從參考樣品獲得之氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間比較時，在該研磨組合物中於pH 4.5下加入第一型式添加劑麥芽糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間。
在pH 4.5下加入第二型式添加劑BSA提供比來自參考樣品者差的氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當在相同研磨組合物中於pH 4.5下使用麥芽糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯降低氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當與單獨使用這二種添加劑各者比較時，該雙化學添加劑基底的研磨組合物在pH 4.5下提供更穩定的過度研磨窗口。
在實施例5中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在pH 4.5下於氧化物溝槽損失速率(埃/秒)上的效應，結果列在表17中。
Figure 108128418-A0305-02-0046-41
如顯示在表17中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽損失速率比較時，在該研磨組合物中於pH 4.5下加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽損失速率。
在pH 4.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者大大增加的氧化物溝槽損失速率。
當在相同研磨組合物中於pH 4.5下使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯氧化物溝槽損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物溝槽損失速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
在實施例5中，測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA在pH 4.5下於氧化物溝槽損失速率(埃/秒)上的效應，結果列在表18中。
Figure 108128418-A0305-02-0047-42
如顯示在表18中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽損失速率比較時，在該研磨組合物中於pH 4.5下加入第一型式添加劑麥芽糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽損失速率。
在pH 4.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者大大增加的氧化物溝槽損失速率。
當在相同研磨組合物中於pH 4.5下使用麥芽糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯氧化物溝槽損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物溝槽損失速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
在實施例5中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在pH 4.5下於不同尺寸的圖形化構形之SiN損失速率(埃/分鐘)上的效應，結果列在表19中。
Figure 108128418-A0305-02-0049-43
如顯示在表19中的結果，當與從參考樣品獲得的SiN膜損失速率比較時，在該研磨組合物中於pH 4.5下加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低SiN膜損失速率。
將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者增加的SiN膜損失速率。
當在相同研磨組合物中於pH 4.5下使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的SiN膜損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的SiN膜損失速率。
在實施例5中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA於pH 4.5下在不同尺寸的圖形化構形之氧化物溝槽淺盤速率(埃/分鐘)上的效應，結果列在表20中。
Figure 108128418-A0305-02-0050-44
如顯示在表20中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽淺盤速率比較時，在該研磨組合物中於pH 4.5下加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤速率。
在pH 4.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者大大地氧化物溝槽淺盤速率。
當在pH 4.5下於該研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的氧化物溝槽淺盤速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物溝槽淺盤速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
在實施例5中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA於pH 4.5下在不同尺寸的圖形化構形之溝槽淺盤斜率對過度研磨移除量上的效應，結果列在表21中。
Figure 108128418-A0305-02-0051-45
如顯示在表21中的結果，當與從參考樣品獲得者比較時，在該研磨組合物中於pH 4.5下將第一型式添加劑D-山梨糖醇加入該研磨組合物作為化學添加劑，其溝槽淺盤斜率對過度研磨量明顯減低。
當與從參考樣品獲得者比較時，在pH 4.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中作為在該研磨組合物中的化學添加劑，其溝槽淺盤斜率對過度研磨量增加。
當在pH 4.5下於該研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上來自參考樣品者，其氧化物溝槽淺盤斜率對氧化物膜的過度研磨量明顯降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物淺盤斜率對氧化物膜的過度研磨量。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
實施例6
如在先前描述中指出，本發明於本文中的氧化物或經摻雜的氧化物CMP研磨組合物可在寬pH窗口中使用而給予高氧化物膜移除速率、抑制的SiN移除速率、增加的氧化物：SiN選擇性及低氧化物溝槽淺盤。
在實施例6中，本發明的研磨組合物在7.5之鹼性pH條件下進行測試。
在實施例6中，該使用於研磨測試的研磨組合物係顯示在表22中。參考樣品係使用0.2重量%塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子、非常低濃度的抗微生物劑及去離子水在pH 7.5下製得。
在測試樣品中，單獨使用D-山梨糖醇或苯磺酸(BSA)或一起各別以0.15重量%或/及0.1重量%使用。
全部參考樣品及測試樣品皆具有相同約7.5的pH值。
測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA於pH 7.5下在多種型式的膜移除速率及TEOS：SiN選擇性上的效應，結果列在表22中。
Figure 108128418-A0305-02-0052-46
所使用的研磨步驟條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi DF，工作台/頭速度87/93rpm及非臨場調理。
如顯示在表22中的結果，於pH 7.5下將D-山梨糖醇作為化學添加劑加入該研磨組合物中有效地抑制SiN膜移除速率。因此，TEOS：SiN選擇性明顯增加。
在pH 7.5下將苯磺酸單獨作為化學添加劑加入該研磨組合物中不僅提升SiN膜移除速率，而且亦提升TEOS及HDP膜移除速率二者。因此，當與從參考樣品獲得的選擇性比較時，觀察到進一步降低TEOS：SiN選擇性。
當在pH 7.5下將第一型式添加劑D-山梨糖醇及第二型式添加劑BSA二者加入相同研磨組合物中時，TEOS及HPD膜移除速率二者仍然被提升及SiN膜移除速率進一步被抑制。因此，當與在pH 7.5下單獨使用這些添加劑或沒有使用其任何所獲得的TEOS：SiN選擇性比較時，當在相同研磨組合物中使用二者型式添加劑時達成最高的TEOS：SiN選擇性。
當比較TEOS：SiN選擇性時，使用二者化學添加劑的研磨組合物給予89：1選擇性，其係很高於從參考樣品在pH 7.5下獲得的8：1選擇性。
同樣地，於實施例6中，在使用於研磨測試的研磨組合物中，於pH 7.5下使用麥芽糖醇作為氧化物溝槽淺盤降低劑加上BSA作為氧化物膜移除速率提升劑係顯示在表23中。參考樣品係使用0.2重量%塗佈氧化鈰的二氧化矽粒子、非常低濃度的抗微生物劑及去離子水在pH 7.5下製得。
在測試樣品中，單獨使用麥芽糖醇或與苯磺酸(BSA)一起各別以0.28重量%或/及0.1重量%使用。
全部參考樣品及測試樣品皆具有相同約7.5的pH值。
測試麥芽糖醇或BSA或麥芽糖醇加上苯磺酸(BSA)在膜移除速率及TEOS：SiN選擇性上的效應，結果列在表23中。
Figure 108128418-A0305-02-0054-47
如顯示在表23中的結果，於pH 7.5下將麥芽糖醇作為化學添加劑加入該研磨組合物中有效地抑制SiN膜移除速率。因此，TEOS：SiN選擇性明顯增加。
在pH 7.5下將苯磺酸單獨作為化學添加劑加入該研磨組合物中不僅提升SiN膜移除速率，而且亦提升TEOS及HDP膜移除速率二者。因此，當與從參考樣品獲得的選擇性比較時，觀察到進一步降低TEOS：SiN選擇性。
當在pH 7.5下將第一型式添加劑麥芽糖醇及第二型式添加劑BSA二者加入相同研磨組合物中時，TEOS及HPD膜移除速率二者仍然被提升及SiN膜移除速率進一步被抑制。因此，當與在pH 7.5下單獨使用這些添加劑或沒有使用其任何所獲得的TEOS：SiN選擇性比較時，當在pH 7.5下於相同研磨組合物中使用二者型式添加劑時，達成最高的TEOS：SiN選擇性。
當比較TEOS：SiN選擇性時，使用二者化學添加劑的研磨組合物給予83：1選擇性，其係很高於從參考樣品在pH 7.5下獲得的8：1選擇性。
在實施例6中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在pH 7.5下於氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間上的效應，結果列在表24中。
Figure 108128418-A0305-02-0055-48
如顯示在表24中的結果，當與從參考樣品獲得之氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間比較時，在該研磨組合物中於pH 7.5下加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間。
在pH 7.5下加入第二型式添加劑BSA提供比來自參考樣品者差的氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當在pH7.5下於相同研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯降低氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當與單獨使用這二種添加劑各者比較時，雙化學添加劑基底的研磨組合物在pH 7.5下提供更穩定的過度研磨窗口。
在實施例6中，測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA在pH 7.5下於氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間上的效應，結果列在表25中。
Figure 108128418-A0305-02-0056-49
如顯示在表25中的結果，當與從參考樣品獲得之所獲得的氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間比較時，在pH 7.5下，於該研磨組合物中加入第一型式添加劑麥芽糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤對不同過度研磨時間。
在pH 7.5下加入第二型式添加劑BSA提供比來自參考樣品者差的氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當在pH 7.5下於相同研磨組合物中使用麥芽糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯降低氧化物溝槽淺盤對過度研磨時間。
當與單獨使用這二種添加劑各者比較時，雙化學添加劑基底的研磨組合物在pH 7.5下提供更穩定的過度研磨窗口。
在實施例6中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA在pH 7.5下於氧化物溝槽損失速率(埃/秒)上的效應，結果列在表26中。
Figure 108128418-A0305-02-0057-50
如顯示在表26中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽損失速率比較時，於pH 7.5下，在研磨組合物中加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽損失速率。
在pH 7.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供明顯比來自參考樣品者增加的氧化物溝槽損失速率。
當在pH 7.5下於相同研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的氧化物溝槽損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於pH 7.5下，在相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物溝槽損失速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
在實施例6中，測試麥芽糖醇、或苯磺酸(BSA)、或麥芽糖醇+BSA在pH 7.5下於氧化物溝槽損失速率(埃/秒)上的效應，結果列在表27中。
Figure 108128418-A0305-02-0059-51
如顯示在表27中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽損失速率比較時，於pH 7.5下，在該研磨組合物中加入第一型式添加劑麥芽糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽損失速率。
在pH 7.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供明顯比來自參考樣品者增加的氧化物溝槽損失速率。
當在pH 7.5下於相同研磨組合物中使用麥芽糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的氧化物溝槽損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於pH 7.5下，在相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物溝槽損失速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
在實施例6中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA於pH 7.5下在不同尺寸的圖形化構形之SiN損失速率(埃/分鐘)上的效應，結果列在表28中。
Figure 108128418-A0305-02-0060-52
如顯示在表28中的結果，當與從參考樣品獲得的SiN膜損失速率比較時，於pH 7.5下，在該研磨組合物中加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低SiN膜損失速率。
在pH 7.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者增加的SiN膜損失速率。
當在pH 7.5下於相同研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的SiN膜損失速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的SiN膜損失速率。
在實施例6中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA於pH 7.5下在不同尺寸的圖形化構形之氧化物溝槽淺盤速率(埃/分鐘)上的效應，結果列在表29中。
Figure 108128418-A0305-02-0061-53
如顯示在表29中的結果，當與從參考樣品獲得的氧化物溝槽淺盤速率比較時，於pH 7.5下，在該研磨組合物中加入第一型式添加劑D-山梨糖醇作為化學添加劑明顯降低氧化物溝槽淺盤速率。
在pH 7.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中提供比來自參考樣品者增加的氧化物溝槽淺盤速率。
當於pH 7.5下在該研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上參考樣品，其達成明顯的氧化物溝槽淺盤速率降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於pH 7.5下，在相同研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物溝槽淺盤速率。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
在實施例6中，測試D-山梨糖醇、或苯磺酸(BSA)、或D-山梨糖醇+BSA於pH 7.5下在不同尺寸的圖形化構形之溝槽淺盤斜率對過度研磨移除量上的效應，結果列在表30中。
Figure 108128418-A0305-02-0062-54
如顯示在表30中的結果，於pH 7.5下將第一型式添加劑D-山梨糖醇加入該研磨組合物作為在該研磨組合物中的化學添加劑，當與從參考樣品獲得者比較時，其溝槽淺盤斜率對過度研磨量明顯降低。
當與從參考樣品獲得者比較時，在pH 7.5下將第二型式添加劑BSA加入該研磨組合物中作為在該研磨組合物中的化學添加劑，其溝槽淺盤斜率對過度研磨量稍微降低。
當在pH 7.5下於研磨組合物中使用D-山梨糖醇與BSA作為雙化學添加劑時，對上來自參考樣品者，其氧化物溝槽淺盤斜率對氧化物膜的過度研磨量明顯降低。在全部測試的研磨組合物及參考樣品當中，於pH 7.5下，在相同 研磨組合物中有雙化學添加劑給予最低的氧化物淺盤斜率對氧化物膜的過度研磨量。
該使用於圖形化的晶圓研磨之研磨條件為：Dow的IC1010墊，3.0psi向下力量，工作台/頭速度87/93rpm及臨場調理。
上述列出的本發明具體實例包括操作實施例係可由本發明製得的許多具體實例之範例。要考量的是，可使用該方法的許多其它組態，及在本方法中所使用之材料可選自於除了特別揭示出的那些外之許多材料。

Claims (5)

  1. 一種化學機械平坦化(CMP)組合物，其包含：a. 0.05至10重量百分比選自於由塗佈氧化鈰的膠體氧化矽、塗佈氧化鈰的氧化鋁、塗佈氧化鈰的氧化鈦、塗佈氧化鈰的氧化鋯及其組合的研磨料；b. 0.005至1.0重量百分比由麥芽糖醇、乳糖醇、麥芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露醇、甜醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其組合之第一添加劑；c.一由包含磺酸鹽或磺酸官能基的芳香族有機化合物組成之第二添加劑，其中該第二添加劑係選自於由下列所組成之群：苯磺酸或其銨、鈉或鉀鹽；4-十二烷基苯磺酸或其銨、鈉或鉀鹽；4-甲基苯磺酸或其銨、鈉或鉀鹽；及其組合；d.一選自於由水、醚及醇所組成之群的溶劑；及選擇性e.一抗微生物劑及一pH調整劑；其中該組合物包含pH範圍3至10。
  2. 一種化學機械研磨(CMP)一具有至少一個包含氧化矽膜的表面之半導體基材的方法，其包含：a.讓該至少一個包含氧化矽的表面與一CMP研磨墊及如請求項1之CMP組合物接觸；及b.研磨該至少一個包含氧化矽膜的表面。
  3. 如請求項2之方法，其中該氧化矽膜係選自於由下列所組成之群：化學氣相沈積(CVD)、電漿輔助CVD(PECVD)、高密度沈積CVD(HDP)及旋壓氧化矽膜。
  4. 如請求項3之方法，其中該氧化矽膜係SiO2膜。
  5. 如請求項4之方法，其中該半導體基材進一步包含一氮化矽表面；及該步驟(b)包含以氧化矽：氮化矽之移除選擇性大於60來研磨該至少一個包含氧化矽膜的表面及該氮化矽表面。
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