本專利申請(qǐng)要求2015年6月5日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/171,360的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中的化學(xué)機(jī)械平面化(“CMP”)拋光組合物(可交換地使用CMP漿料、CMP組合物或CMP制劑)，以及進(jìn)行化學(xué)機(jī)械平面化的拋光方法。特別是，它涉及適用于拋光由鈷(Co)、SiN和氧化物材料組成的圖案化半導(dǎo)體晶片的包含復(fù)合磨料顆粒的拋光組合物。發(fā)明背景集成電路制造工藝中有多個(gè)CMP步驟，如整體金屬層、傳統(tǒng)Cu屏障層拋光、最近的Co屏障層拋光、淺槽隔離(STI)、間層介電質(zhì)(ILD)CMP和柵polyCMP等。用于這樣的應(yīng)用的典型拋光組合物含有：磨料、腐蝕抑制劑和任選的其他化學(xué)物質(zhì)。其他化學(xué)物質(zhì)可以包含在屏障CMP拋光組合物中以改善穩(wěn)定性、提高去除速率、抑制去除速率，或者包含抑制劑以在CMP工藝期間和之后保護(hù)金屬膜表面免受腐蝕。在CMP漿料中使用的常見磨料如二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦等等中，二氧化鈰因其對(duì)于二氧化硅的高反應(yīng)性而為人所知，并且因?yàn)槎趸媽?duì)于二氧化硅的高反應(yīng)性所帶來的最高氧化物去除速率(RR)而廣泛用于STICMP組合物中。然而，二氧化鈰顆粒也已知造成嚴(yán)重的劃痕，這對(duì)于拋光金屬膜將更成為問題。二氧化鈰顆粒通常不用作屏障CMP漿料組合物的磨料，也不與軟拋光墊一起使用。因此，需要開發(fā)針對(duì)用于高級(jí)應(yīng)用的新型磨料類型的組合物。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于使用新型膜材料和復(fù)雜集成方案存在著許多新的挑戰(zhàn)。例如，已經(jīng)引入鈷作為用于銅結(jié)構(gòu)的屏障材料以及互聯(lián)線材二者。在需要鈷與其他類型的膜之間的不同選擇性的工件中有著眾多的集成方案。某些應(yīng)用需要Co與氧化物介電質(zhì)之間1:1的拋光選擇性，其他一些應(yīng)用可能需要針對(duì)不同的膜(如鎢、非晶硅、多晶硅或低K膜)的額外拋光停止(polishstop)。某些應(yīng)用還可能需要一些下層膜如氮化鈦或鈦的高去除速率。這些有挑戰(zhàn)的集成方案需要新型漿料組合物來滿足CMP性能目標(biāo)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本文描述的是滿足該需要的屏障CMP拋光組合物、方法和系統(tǒng)。在一個(gè)方面，本文描述了一種拋光組合物，其包含：0.01重量％至20重量％的磨料，所述磨料選自：復(fù)合顆粒，其包含核心顆粒，所述核心顆粒具有由納米顆粒覆蓋的表面；磨料顆粒，其選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、表面改性的無機(jī)氧化物顆粒及其組合；及其組合；0.0001重量％至5重量％的pH調(diào)節(jié)劑；0.0005重量％至0.5重量％的腐蝕抑制劑；和其余為水；其中所述核心顆粒選自二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、聚合物顆粒及其組合；和所述納米顆粒選自鋯、鈦、鐵、錳、鋅、鈰、釔、鈣、鎂、鑭、鍶納米顆粒及其組合；和所述拋光組合物的pH為約2至11。在另一個(gè)方面，本文描述了一種用于半導(dǎo)體器件的化學(xué)機(jī)械平面化的拋光方法，所述半導(dǎo)體器件包括具有選自金屬或合金形式的Co、Cu、Al及其組合的第一材料以及第二材料的至少一個(gè)表面，所述方法包括以下步驟：a)將所述至少一個(gè)表面與拋光墊接觸；b)將拋光組合物遞送到所述至少一個(gè)表面，所述拋光組合物包含：0.01重量％至20重量％的磨料，所述磨料選自：復(fù)合顆粒，其包含具有由納米顆粒覆蓋的表面的核心顆粒；磨料顆粒，其選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、表面改性的無機(jī)氧化物顆粒及其組合；及其組合；0.0001重量％至5重量％的pH調(diào)節(jié)劑；0.0005重量％至0.5重量％的腐蝕抑制劑；和其余為水；其中所述核心顆粒選自二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、聚合物顆粒及其組合；和所述納米顆粒選自鋯、鈦、鐵、錳、鋅、鈰、釔、鈣、鎂、鑭、鍶納米顆粒及其組合；和所述拋光組合物的pH為約2至11；和c)用所述拋光組合物拋光所述至少一個(gè)表面。在又一個(gè)方面，本文描述了一種用于化學(xué)機(jī)械平面化的系統(tǒng)，其包括：半導(dǎo)體器件，其包括具有選自金屬或合金形式的Co、Cu、Al及其組合的第一材料以及第二材料的至少一個(gè)表面；拋光墊；和拋光組合物，所述拋光組合物包含：0.01重量％至20重量％的磨料，所述磨料選自：復(fù)合顆粒，其包含具有由納米顆粒覆蓋的表面的核心顆粒；磨料顆粒，其選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、表面改性的無機(jī)氧化物顆粒及其組合；及其組合；0.0001重量％至5重量％的pH調(diào)節(jié)劑；0.0005重量％至0.5重量％的腐蝕抑制劑；和其余為水；其中所述核心顆粒選自二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、聚合物顆粒及其組合；和所述納米顆粒選自鋯、鈦、鐵、錳、鋅、鈰、釔、鈣、鎂、鑭、鍶納米顆粒及其組合；和所述拋光組合物的pH為約2至11；和其中所述至少一個(gè)表面與所述拋光墊和所述拋光組合物接觸。拋光組合物還可以包含如下的至少一者：(1)0.0010重量％至約1.0重量％的分散添加劑，其選自：有機(jī)酸或其鹽；聚合酸或其鹽；水溶性共聚物或其鹽；在同一共聚物分子中含有至少兩個(gè)選自羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)和膦酸基團(tuán)的酸基團(tuán)的共聚物或其鹽；聚乙烯酸或其鹽；聚環(huán)氧乙烷；聚環(huán)氧丙烷；及其組合；(2)0.001重量％至5重量％的氧化劑，其選自過氧化氫、高碘酸、高碘酸鹽、高溴酸、高溴酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽、高錳酸鹽、溴酸鹽、氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、碘酸及其組合；(3)0.001重量％至5重量％的螯合劑，其選自：有機(jī)酸或其鹽；聚合酸或其鹽；水溶性共聚物或其鹽；在同一共聚物分子中含有至少兩個(gè)選自羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)、磷酸和吡啶酸的酸基團(tuán)的共聚物或其鹽；聚乙烯酸或其鹽；無機(jī)硅酸鉀；硅酸銨；聚環(huán)氧乙烷；聚環(huán)氧丙烷；吡啶或其衍生物；聯(lián)吡啶(bipyridine)或其衍生物；聯(lián)吡啶或其衍生物；及其組合；和(4)0.0001重量％至10重量％的表面活性劑，其選自a)非離子表面潤(rùn)濕劑；b)陰離子表面潤(rùn)濕劑；c)陽離子表面潤(rùn)濕劑；d)兩性表面潤(rùn)濕劑；及其組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述核心顆粒是二氧化硅顆粒；所述納米顆粒是二氧化鈰納米顆粒；和所述復(fù)合顆粒是具有由單晶二氧化鈰納米顆粒覆蓋的表面的非晶二氧化硅顆粒；所述磨料顆粒是二氧化硅顆粒；所述pH調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、有機(jī)季銨氫氧化物、硝酸、磺酸、磷酸、鹽酸及其組合；和所述腐蝕抑制劑選自苯并三唑(BTA)、咪唑、三唑、吡唑、苯并咪唑、四唑、它們的相關(guān)衍生物及其組合。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述拋光組合物包含二氧化鈰涂布的二氧化硅復(fù)合顆粒；選自苯并三唑、咪唑、三唑及其組合的腐蝕抑制劑；氫氧化銨或氫氧化鉀。在又一個(gè)實(shí)施方式中，所述拋光組合物包含二氧化鈰涂布的二氧化硅復(fù)合顆粒；選自苯并三唑、咪唑、三唑及其組合的腐蝕抑制劑；氫氧化銨或氫氧化鉀；并且還包含二氧化硅磨料顆粒；硅酸鉀或硅酸銨；和選自炔屬二醇表面活性劑、醇乙氧基化物表面活性劑及其組合的表面活性劑。在又一個(gè)實(shí)施方式中，所述拋光組合物包含二氧化鈰涂布的二氧化硅復(fù)合顆粒；選自苯并三唑、咪唑、三唑及其組合的腐蝕抑制劑；氫氧化銨或氫氧化鉀；并且還包含二氧化硅磨料顆粒；過氧化氫；硅酸鉀或硅酸銨；和選自炔屬二醇表面活性劑、醇乙氧基化物表面活性劑及其組合的表面活性劑。所述拋光組合物可以提供對(duì)于SiO2:Co為1.0:4.0至4.0:1.0；對(duì)于Co:SiN為1.0:1.0至6.0:1.0或10:1至15:1.0的去除速率選擇性；并且所述拋光組合物具有針對(duì)a-Si、OSG、SiOC和W拋光的停止。組合物還可以任選地包含防止組合物中的生物生長(zhǎng)的添加劑。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的拋光組合物用于在軟拋光墊上拋光傳導(dǎo)性金屬結(jié)構(gòu)。附圖說明圖1示出了使用具有不同磨料的CMP組合物對(duì)于不同膜的去除速率。圖2示出了使用不同過氧化氫濃度的CMP組合物對(duì)于不同膜的去除速率。具體實(shí)施方式下述詳細(xì)描述僅僅提供優(yōu)選的示例性實(shí)施方式，而非旨在限制本發(fā)明的范圍、適用性或構(gòu)造。相反，優(yōu)選的示例性實(shí)施方式的下述詳細(xì)描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供使得能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施方式的描述?？梢詫?duì)要素的功能和排布進(jìn)行各種各樣的改變而不偏離如隨附權(quán)利要求中所述的本發(fā)明的精神和范圍。在權(quán)利要求中，字母可以用于辨別要求保護(hù)的方法步驟(例如a、b和c)。這些字母是用于幫助指代方法步驟而非旨在指出要求保護(hù)的步驟所進(jìn)行的順序，除非這種順序在權(quán)利要求書中明確記載，并且僅達(dá)到這種順序在權(quán)利要求書中明確記載的程度。本發(fā)明的組合物可以用于拋光用傳導(dǎo)性金屬結(jié)構(gòu)圖案化的晶片表面上的一個(gè)或多個(gè)膜。在某些實(shí)施方式中，所述傳導(dǎo)性金屬結(jié)構(gòu)可以由(但不限于)純金屬或合金形式的鈷、銅或鋁組成。先進(jìn)的技術(shù)使用復(fù)雜堆疊的膜來形成多層器件結(jié)構(gòu)。集成方案需要調(diào)整各種各樣的膜之間的去除速率選擇性以形成互聯(lián)結(jié)構(gòu)。膜堆疊可以包含介電材料，例如，但不限于，有機(jī)硅酸鹽低K膜或聚合物低K膜或氣隙結(jié)構(gòu)。取決于互聯(lián)制造方案的細(xì)節(jié)，需要額外的介電質(zhì)來充當(dāng)擴(kuò)散屏障、覆蓋層、蝕刻停止、硬掩膜和/或拋光停止。所用的典型介電膜可以包括但不限于：二氧化硅膜，如從正硅酸四乙酯(TEOS)前體(下稱TEOS膜)沉積的那些、高密度等離子體氧化物膜(HDP氧化物)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)的非晶氫化的氮化硅(a-SiN:H)、k值為4.5-5.8的碳摻雜氮化硅(a-SiNC:H)、k值為4.0-4.8的致密氧摻雜碳化硅(a-SiCO:H)和k值為4.0-7.0的純碳化硅(a-SiC:H)。膜如非晶Si(a-Si)和多晶Si也可以在某些應(yīng)用中用作拋光停止層。在某些應(yīng)用中，可能涉及同時(shí)拋光兩種互聯(lián)材料如鈷和鎢，這需要在這兩者之間的高拋光速率選擇性。多個(gè)CMP步驟常用于形成這些互聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且不同膜之間的選擇性要求在不同的步驟之間是不同的。這些發(fā)明的組合物包含一些使得在先進(jìn)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)各種CMP應(yīng)用的獨(dú)特性能特征，包括但不限于：(1)在毯覆式(blanket)互聯(lián)膜與毯覆式介電膜之間的去除速率選擇性為0.1至5、或更優(yōu)選0.25至2、或最優(yōu)選0.5至1.5的情況下，拋光互聯(lián)金屬和介電膜如二氧化硅或氮化硅；(2)在毯覆式互聯(lián)膜與毯覆式低K介電膜之間的去除速率選擇性為大于10、或更優(yōu)選大于50、或最優(yōu)選大于100的情況下，拋光互聯(lián)金屬和低K或LK膜(有機(jī)硅酸鹽玻璃(OSG)或聚合物絕緣體)；(3)在毯覆式互聯(lián)膜與毯覆式介電膜之間的去除速率選擇性為0.1至5、或優(yōu)選0.25至2或最優(yōu)選0.5至1.5，同時(shí)互聯(lián)膜與含鎢膜之間的去除速率選擇性大于10、或更優(yōu)選大于50或最優(yōu)選大于100的情況下，拋光互聯(lián)金屬和二氧化硅或氮化硅介電質(zhì)；(4)在毯覆式互聯(lián)膜與毯覆式介電膜之間的去除速率選擇性為0.1至5、或優(yōu)選0.25至2或最優(yōu)選0.5至1.5，同時(shí)互聯(lián)膜與包含非晶Si或多晶Si的膜之間的去除速率選擇性大于10、或更優(yōu)選大于50或最優(yōu)選大于100的情況下，拋光互聯(lián)金屬和二氧化硅或氮化硅介電質(zhì)；(5)在毯覆式互聯(lián)膜與毯覆式介電膜之間的去除速率選擇性為0.1至5、或優(yōu)選0.25至2或最優(yōu)選0.5至1.5，同時(shí)介電膜與屏障或內(nèi)襯膜(如Ta、TaN、Ru、Co、Ti、TiN、自形成屏障層材料)之間的去除速率選擇性為0.1至5、或優(yōu)選0.25至2或最優(yōu)選0.5至1.5的情況下，拋光互聯(lián)金屬和二氧化硅或氮化硅介電質(zhì)；(6)在毯覆式互聯(lián)膜與毯覆式屏障/內(nèi)襯膜之間的去除速率選擇性為0.1至5、或優(yōu)選0.25至2或最優(yōu)選0.5至1.5，同時(shí)屏障/內(nèi)襯膜與拋光停止膜(如氮化硅或碳化硅或它們的衍生物)之間的去除速率選擇性為大于10、或更優(yōu)選大于50或最優(yōu)選大于100的情況下，拋光互聯(lián)金屬和屏障或內(nèi)襯膜(如Ta、TaN、Ru、Co、Ti、TiN、自形成屏障層材料二氧化硅介電質(zhì))。本發(fā)明中公開的化學(xué)機(jī)械平面化(“CMP”)組合物、方法和系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)對(duì)金屬層拋光和氧化物拋光(如Co和二氧化硅(SiO2))提供更高的去除速率；對(duì)SiN層拋光(特別是在軟拋光墊上)提供適合的去除速率，以及適合的膜去除選擇性、低凹陷和和低缺陷。該屏障CMP拋光組合物包含磨料，如復(fù)合顆粒(如二氧化鈰涂布的膠體二氧化硅顆粒)或復(fù)合顆粒與膠體顆粒(如膠體二氧化硅顆粒)的組合；與鈷離子或鈷氧化物反應(yīng)以調(diào)整(增強(qiáng)或抑制)鈷(Co)屏障層/膜去除速率的化學(xué)螯合劑或螯合試劑；用于將CMP組合物的pH調(diào)節(jié)到最佳pH條件(如堿性pH條件)的pH調(diào)節(jié)劑；提供Co屏障層表面腐蝕保護(hù)的腐蝕抑制劑；增強(qiáng)各種膜表面的潤(rùn)濕的表面活性劑；其余為水。磨料包括但不限于復(fù)合顆粒，和復(fù)合顆粒與二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、表面改性的無機(jī)氧化物顆?；蚱浣M合的組合。對(duì)于復(fù)合顆粒，每種復(fù)合顆粒具有核心顆粒和覆蓋核心顆粒表面的許多納米顆粒。核心顆粒選自二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯和聚合物顆粒。納米顆粒選自鋯、鈦、鐵、錳、鋅、鈰、釔、鈣、鎂、鑭和鍶納米顆粒。覆蓋核心顆粒表面的納米顆粒的量?jī)?yōu)選落入以下以固體重量比例計(jì)的范圍內(nèi)。納米顆粒的固體重量(b)相對(duì)于核心顆粒的固體重量(a)是(b)/(a)＝0.01至1.5，優(yōu)選0.01至1.2。復(fù)合顆粒的實(shí)例之一是以二氧化硅作為核心顆粒，并且每個(gè)二氧化硅顆粒的表面被二氧化鈰納米顆粒覆蓋。二氧化硅基礎(chǔ)顆粒是非晶的；而二氧化鈰納米顆粒是單晶。顆粒中總鈰對(duì)硅的重量比率可以優(yōu)選是0.05至10、或更優(yōu)選0.1至5或最優(yōu)選0.5至2。核心二氧化硅顆粒的尺寸是25nm至500nm、或更優(yōu)選50nm至150nm。覆蓋核心二氧化硅顆粒的二氧化鈰納米顆粒的尺寸可以是1nm至30nm、或更優(yōu)選5nm至20nm或最優(yōu)選8至15nm。二氧化鈰涂布的二氧化硅顆?？梢砸栽S多不同方式制造。二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒的一些優(yōu)選實(shí)例在JP20131191131、JP2013133255、JP2015-169967和JP2015-183942中描述。本發(fā)明的另一方面涉及使用在拋光力作用下不碎裂的、二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒。假設(shè)如果顆粒在拋光力(即碎裂力)作用下不破裂，并且保持原有粒徑特征，那么去除速率將保持較高。在另一方面，如果顆粒在拋光力作用下碎裂，那么去除速率將因?yàn)槭聦?shí)上更小的磨料粒徑而降低。顆粒破裂還可能產(chǎn)生可能對(duì)劃痕缺陷具有不期望的作用的不規(guī)則形狀的顆粒。碎裂力下的顆粒穩(wěn)定性也可以通過使組合物經(jīng)受半小時(shí)超聲處理并測(cè)量粒徑分布的變化來測(cè)定。超聲處理的優(yōu)選條件是在42KHz頻率、100W輸出功率的浴中浸沒1/2小時(shí)。粒徑分布可以通過使用任何適合的技術(shù)如碟式離心(DC)法或動(dòng)態(tài)光散射(DLS)來測(cè)量。粒徑分布變化可以按照平均粒徑或D50(50％的顆粒低于該尺寸)或D99(99％的顆粒低于該尺寸)或任何類似參數(shù)的變化來表征。優(yōu)選地，通過使用例如DC和平均粒徑、D50、D75和/或D99，超聲處理之后的二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒的粒徑分布變化小于10％、更優(yōu)選小于5％或最優(yōu)選小于2％。在CMP漿料組合物中使用這種穩(wěn)定顆粒將允許更有效地利用拋光力用于膜材料的去除，并且還將防止產(chǎn)生將造成劃痕缺陷的任何不規(guī)則形狀。復(fù)合顆粒的高機(jī)械完整性還將防止二氧化鈰納米顆粒從二氧化硅顆粒的核心損失，這對(duì)于提供高去除速率是關(guān)鍵的。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，二氧化硅基復(fù)合顆粒具有非晶氧化物層C，其在非晶二氧化硅顆粒A的表面上包含以下的至少一種元素：鋁、鋯、鈦、鐵、錳、鋅、鈰、釔、鈣、鎂、鑭和鍶；和晶體氧化物層B，在其上包含以下的至少一種元素：鋯、鈦、鐵、錳、鋅、鈰、釔、鈣、鎂、鑭和鍶。磨料以0.01重量％至20重量％、優(yōu)選0.05重量％至5重量％、更優(yōu)選約0.1重量％至約1重量％的量存在于組合物中。在組合物中使用二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒允許對(duì)于某些膜類型(如鈷、各種類型的二氧化硅、氮化硅和碳化硅膜)在相對(duì)低的磨料顆粒濃度下非常高的去除速率，同時(shí)提供對(duì)于某些類型的膜(如鎢、含碳低K膜(有機(jī)硅酸鹽玻璃和聚合物膜二者)、多晶Si和非晶Si(a-Si))具有非常低的去除速率的能力。在期望高的金屬屏障膜(如TiN、Ta、TaN、Ru)去除速率的某些實(shí)施方式中，組合物還可以另外地包含其他已知磨料顆粒，包括但不限于二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、表面改性的無機(jī)氧化物顆粒和其他本領(lǐng)域已知的磨料顆粒。復(fù)合顆粒與磨料顆粒的總重量％為0.01重量％至20重量％。磨料顆?？梢允褂眠m合的方法如離子交換來純化以除去金屬雜質(zhì)，其可以幫助提高膠體穩(wěn)定性?；蛘?，可以使用從除金屬硅酸鹽以外的前體制造的高純度二氧化硅磨料顆粒。通常，上述磨料顆?？梢詥为?dú)或彼此組合使用。也可以組合具有不同粒徑的兩種或更多種磨料顆粒以獲得優(yōu)異性能。優(yōu)選的磨料顆粒是膠體二氧化硅磨料顆粒。二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒與二氧化硅磨料顆粒的組合將產(chǎn)生二氧化硅/氮化硅膜與金屬屏障膜的高去除速率的組合。二氧化硅可以是沉淀二氧化硅、熱解二氧化硅、氣相二氧化硅(silicafumed)、火成法二氧化硅、摻雜一種或多種助劑的二氧化硅或其他任何二氧化硅基化合物中的任一種。在替代性實(shí)施方式中，二氧化硅可以例如通過選自溶膠-凝膠法、水熱法、等離子體法、氣相法、沉淀法及其組合的方法制造。二氧化硅在一個(gè)實(shí)施方式中有利地顆粒尺寸為約2至約300納米、例如約30至約250納米、或最優(yōu)選50至100納米。所用的膠體二氧化硅顆?？梢允乔蛐位蚶O形。適合的螯合劑包括但不限于：有機(jī)酸及其鹽；聚合酸及其鹽；水溶性共聚物及其鹽；在同一共聚物分子中含有至少兩種不同類型的選自羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)、磷酸和吡啶酸的酸基團(tuán)的共聚物及其鹽；聚乙烯酸及其鹽；無機(jī)硅酸鉀和硅酸銨；聚環(huán)氧乙烷；聚環(huán)氧丙烷；吡啶、吡啶衍生物；聯(lián)吡啶、聯(lián)吡啶衍生物；及其組合。有機(jī)酸包括但不限于氨基酸、羧酸、磷酸、磺酸、聚乙烯酸、吡啶酸和聯(lián)吡啶酸。聚合酸及其鹽包括但不限于具有選自羧酸及其鹽、磺酸及其鹽；膦酸及其鹽、吡啶酸及其鹽的官能團(tuán)的聚合化合物。實(shí)例是聚合羧酸及其鹽、聚合磺酸及其鹽、聚合膦酸及其鹽、聚合吡啶酸及其鹽。更具體的實(shí)例是聚丙烯酸及其鹽、聚苯乙烯磺酸及其鹽、聯(lián)吡啶酸及其鹽。螯合劑的量相對(duì)于屏障CMP組合物的總重量在約0.001重量％至約5重量％范圍內(nèi)。優(yōu)選范圍是約0.01重量％至約2.0重量％，更優(yōu)選的范圍是約0.1重量％至約1.0重量％。pH調(diào)節(jié)劑包括但不限于氫氧化物、胺、有機(jī)酸和無機(jī)酸。適合的氫氧化物包括但不限于氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、有機(jī)季銨氫氧化物(例如四甲基氫氧化銨)及其混合物。適合的無機(jī)酸包括但不限于硝酸、磺酸、磷酸、鹽酸及其混合物。pH調(diào)節(jié)劑的量相對(duì)于CMP組合物的總重量在約0.0001重量％至約5重量％范圍內(nèi)。優(yōu)選范圍是約0.0005重量％至約1重量％，更優(yōu)選的范圍是約0.0005重量％至約0.5重量％，最優(yōu)選范圍是約0.001重量％至約0.1重量％。CMP組合物的pH在約2至約12范圍內(nèi)。漿料組合物的最佳pH取決于特定應(yīng)用的具體性能要求。對(duì)于需要拋光鈷膜的某些實(shí)施方式，為在拋光期間減少鈷腐蝕，較高的pH(>8)可能是期望的。在需要抑制膜(如a-Si、多晶Si膜、氮化硅、碳化硅)去除速率的能力而同時(shí)仍需要高二氧化硅膜去除速率的一些其他實(shí)施方式中，pH<8將是期望的。例如，pH為5.0-8.0的拋光組合物提供了對(duì)于SiO2:Co為1.0:4.0至4.0:1.0，和對(duì)于Co:SiN為10:1至15:1.0的去除速率選擇性。pH為8.0-11的拋光組合物提供了對(duì)于SiO2:Co為1.0:4.0至4.0:1.0，和對(duì)于Co:SiN為1.0:1.0至6.0:1.0的去除速率選擇性，并且具有針對(duì)W拋光的停止。pH為5.0-9.0的拋光組合物提供了對(duì)于SiO2:Co為1.0:4.0至4.0:1.0，和對(duì)于Co:SiN為10:1至15:1.0的去除速率選擇性，并且具有針對(duì)a-Si、OSG、SiOC和W拋光的停止。適合的腐蝕抑制劑包括但不限于苯并三唑(BTA)、咪唑、三唑、及它們的相關(guān)衍生物、吡唑及其衍生物、苯并咪唑及其衍生物、四唑及其衍生物，及其組合。腐蝕抑制劑的量相對(duì)于屏障CMP組合物的總重量在約0.0005重量％至約0.5重量％范圍內(nèi)。優(yōu)選范圍是約0.0025重量％至約0.15重量％，更優(yōu)選的范圍是約0.01重量％至約0.1重量％。本發(fā)明的CMP組合物可以包含0.0001重量％至約10重量％的各種表面活性劑中的一種或多種。雖然對(duì)于組合物有著許多適合的表面活性劑添加劑，優(yōu)選的表面活性劑添加劑包括十二烷基硫酸鈉鹽、月桂基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨鹽、醇乙氧基化物、炔屬表面活性劑及其任意組合。適合的可商購表面活性劑包括DowChemicals制造的TRITONDF16TM和AirProductsandChemicals制造的SUIRFYNOLTM、DYNOLTM、ZetasperseTM、NonidetTM和TomadolTM表面活性劑家族中的各種表面活性劑。分子量從小于1000到大于30,000的各種陰離子、陽離子、非離子和兩性離子表面活性劑設(shè)想作為分散劑。所包括的是硬脂酸、月桂基硫酸、烷基多磷酸、十二烷基苯磺酸、二異丙基萘(disopropylnaphthalene)磺酸、二辛基磺基琥珀酸、乙氧基化和硫酸化的月桂醇、乙氧基化和硫酸化的烷基酚的鈉、鉀或優(yōu)選銨鹽。各種陽離子表面活性劑包括聚乙烯亞胺、乙氧基化脂肪胺和硬脂酰芐基二甲基氯化銨或硬脂酰芐基二甲基硝酸銨。本發(fā)明中設(shè)想的備選分散劑包括：聚乙二醇、卵磷脂、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧乙烯、異辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、烷基芳基磺酸的胺鹽、聚丙烯酸酯和相關(guān)鹽、聚甲基丙烯酸酯。如果表面活性劑被添加到第一CMP組合物中，那么它可以是陰離子、陽離子、非離子或兩性表面活性劑，或者可以采用兩種或更多種表面活性劑的組合。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加表面活性劑可以用于降低晶片的晶片內(nèi)不均勻性(WIWNU)，由此改善晶片表面并減少晶片缺陷。通常，可用于第一CMP組合物中的添加劑如表面活性劑的量應(yīng)當(dāng)足以實(shí)現(xiàn)組合物的有效穩(wěn)定并且將通常根據(jù)所選擇的特定表面活性劑以及金屬氧化物磨料的表面性質(zhì)而變化。例如，如果沒有使用足夠的所選擇的表面活性劑，那么它將很少影響或者不影響第一CMP組合物的穩(wěn)定化。在另一方面，CMP組合物中過多的表面活性劑可能導(dǎo)致組合物中不期望的起泡和/或絮凝。因此，穩(wěn)定劑如表面活性劑應(yīng)當(dāng)通常以約0.001重量％至約0.2重量％、優(yōu)選約0.001重量％至約0.1重量％的量存在于本發(fā)明的組合物中。此外，添加劑可以直接添加到組合物中，或者利用已知技術(shù)處理到金屬氧化物磨料的表面上。在任一情況下，調(diào)節(jié)添加劑的量以在第一拋光組合物中獲得期望濃度。優(yōu)選的表面活性劑是選自炔屬二醇表面活性劑(如AirProductsandChem.的DynolTM607)和醇乙氧基化物表面活性劑(如的L23和AirProductsandChemicals的DynolTM607)的非離子表面活性劑。CMP組合物可以包含分散添加劑以使顆粒分散穩(wěn)定化。適合的分散添加劑包括但不限于：有機(jī)酸及其鹽；聚合酸及其鹽；水溶性共聚物及其鹽；在同一共聚物分子中含有至少兩種不同類型的酸基團(tuán)(如羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)或膦酸基團(tuán))的共聚物及其鹽；聚乙烯酸及其鹽；聚環(huán)氧乙烷；聚環(huán)氧丙烷；及其組合。聚合物的實(shí)例包括但不限于聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯磺酸及其鹽。聚合物的數(shù)均分子量可以在1000至1,000,000、或更優(yōu)選2000至100,000、或最優(yōu)選10,000至50,000范圍內(nèi)。分散添加劑的量相對(duì)于屏障CMP組合物的總重量在約0.0010重量％至約1.0重量％范圍內(nèi)。優(yōu)選范圍是約0.005重量％至約0.5重量％，更優(yōu)選的范圍是約0.01重量％至約0.25重量％。本發(fā)明的CMP組合物還可以包含用于提升金屬膜(如Ti、TiN、Ta、TaN、Co、Cu等)的拋光速率的各種氧化劑中的一種或多種。各種氧化劑如高碘酸、高碘酸鹽、高溴酸、高溴酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽和高錳酸鹽，以及溴酸鹽、氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、碘酸和鈰(IV)化合物已經(jīng)在文獻(xiàn)中報(bào)告。過氧化氫、碘酸或其鹽和高碘酸或其鹽已知是CMP中最常用的氧化劑。過氧化氫是優(yōu)選的氧化劑。氧化劑的添加將可能將顆粒表面上的Ce(III)氧化到Ce(IV)態(tài)。隨著更多的表面通過氧化劑添加而從Ce(III)轉(zhuǎn)化成Ce(IV)，二氧化硅的去除速率將在過量氧化劑濃度下降低。氧化劑濃度的提高通常也將導(dǎo)致鈷膜去除速率的降低。氧化劑添加的添加量將取決于金屬膜和氧化硅膜的去除速率的期望水平。使金屬膜和氧化硅膜二者的高去除速率成為可能的氧化劑濃度的優(yōu)選范圍是0.001重量％至5重量％、或更優(yōu)選0.005重量％至3重量％。對(duì)于某些應(yīng)用，可能不必要額外添加氧化劑，因?yàn)轭w粒表面上的Ce(III)離子可以提供必要的氧化反應(yīng)。在某些實(shí)施方式中，制劑還可以包含穩(wěn)定化化合物以防止過氧化氫被顆粒表面上的鈰離子分解。適合的穩(wěn)定劑可以選自廣泛的有機(jī)和無機(jī)化合物，例如但不限于抗壞血酸、檸檬酸、乙二胺四乙酸、各種磷酸鹽化合物、膠體錫酸鹽等等。穩(wěn)定劑化合物可以以0.00001重量％至0.5重量％、或更優(yōu)選0.0001重量％至0.1重量％范圍內(nèi)的濃度存在。CMP組合物可以包含生物生長(zhǎng)抑制劑或防腐劑來防止當(dāng)CMP組合物的pH在4.5-10.0范圍中時(shí)儲(chǔ)存期間的細(xì)菌和真菌生長(zhǎng)。生物生長(zhǎng)抑制劑包括但不限于四甲基氯化銨、四乙基氯化銨、四丙基氯化銨、其中烷基鏈在1至約20個(gè)碳原子范圍內(nèi)的烷基芐基二甲基氯化銨和烷基芐基二甲基氫氧化銨、亞氯酸鈉和次氯酸鈉。在某些實(shí)施方式中，組合物可以制成更濃縮的形式并且在使用時(shí)用水稀釋以降低運(yùn)輸和處理成本。氧化劑如過氧化氫也可以在使用時(shí)添加。一些可商購防腐劑包括DowChemicals的KATHONTM和NEOLENETM產(chǎn)品家族和Lanxess的PreventolTM家族。更多在U.S.專利第5,230,833號(hào)(Romberger等人)和US專利申請(qǐng)第US20020025762號(hào)中公開。其內(nèi)容特此援引加入，猶如其全文被給出一般。本發(fā)明的制劑在軟墊上特別有效，從而允許高二氧化硅速率和低缺陷率。CMP墊可以使用各種技術(shù)，如肖氏硬度測(cè)試、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析、超聲表征、組成分析以測(cè)定硬與軟聚合物段的比率等等，來對(duì)彈性或硬度進(jìn)行表征。根據(jù)ASTMD2240-10ASTM標(biāo)準(zhǔn)中描述的方法進(jìn)行測(cè)量的肖氏D硬度測(cè)試是眾所周知的CMP墊硬度測(cè)試方法。雖然文獻(xiàn)中沒有分界軟墊和硬墊的明確定義，但是通常視為硬墊的CMP墊如IC1000和IC1010(DowChemicals供應(yīng))的肖氏D硬度為57。表征為軟的CMP墊如DowIkonic2000系列的肖氏D硬度小于45。可商購軟墊的其他實(shí)例包括DowChemicals的Politex系列墊，CabotMicroelectronics的EPICD200系列墊，F(xiàn)ujibo的FujiboH7000N墊，Nexplanar的Nexplanar11EG，和DowChemicals的VP3500墊。在軟墊上拋光時(shí)，包含二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒的本發(fā)明制劑與包含具有相當(dāng)?shù)钠骄胶湍チ项w粒負(fù)載的其他類型顆粒的類似制劑相比在TEOS膜上提供了至少2倍的去除速率。材料1對(duì)比材料2的去除選擇性(材料1:材料2)定義為材料1的去除速率相對(duì)于材料2的去除速率的比率：本發(fā)明的組合物提供了4.0至1.0、優(yōu)選2.5至1.0、更優(yōu)選1.5至1.0范圍的Co:SiN去除選擇性；3.0至0.5、優(yōu)選2.0至0.7、更優(yōu)選1.1至0.9范圍的Co:SiO2去除選擇性；和4.0至1.0、優(yōu)選2.5至1.0、更優(yōu)選1.5至1.0范圍的SiO2:SiN去除選擇性。一般實(shí)驗(yàn)程序拋光墊：NarubeniAmericaCorporation供應(yīng)的FujiboH7000HN墊或FujiboH800墊被用于CMP工藝。Co(PVD)屏障層通過PVD工藝沉積。SiN膜通過PECVD沉積工藝沉積。TEOS氧化物膜通過使用正硅酸四乙酯作為前體的化學(xué)氣相沉積(CVD)進(jìn)行沉積。參數(shù)：埃——長(zhǎng)度單位BP：反壓，單位psiCMP：化學(xué)機(jī)械平面化＝化學(xué)機(jī)械拋光CS：載體速度DF：下壓力：在CMP過程中施加的壓力，單位psimin：分鐘ml：毫升mV：毫伏psi：磅每平方英寸PS：拋光設(shè)備的壓盤(platen)旋轉(zhuǎn)速度，以rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))計(jì)SF：拋光組合物流量，ml/min去除速率和去除選擇性去除速率(RR)＝(拋光前膜厚度-拋光后膜厚度)/拋光時(shí)間。PVDCoRR：在CMP設(shè)備的1.5psi(使用軟Fujibo墊)的下壓力下測(cè)量的PVDCo去除速率SiNRR：在CMP設(shè)備的1.5psi(使用軟Fujibo墊)的下壓力下測(cè)量的SiN去除速率TEOSRR：在CMP設(shè)備的1.5psi(使用軟Fujibo墊)的下壓力下測(cè)量的TEOS去除速率TEOS/Co/SiN的去除選擇性＝TEOSRR/CoRR/SiNRR；在相同下壓力(psi)下除非另有說明，否則所有百分比都是重量％。在下文呈現(xiàn)的實(shí)施例中，CMP實(shí)驗(yàn)使用以下給出的程序和實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行。實(shí)施例中使用的CMP設(shè)備是均由AppliedMaterials,3050BoweresAvenue,SantaClara,California,95054制造的200mm或300mmLK拋光機(jī)。在壓盤上使用由NarubeniAmericaCorporation供應(yīng)的FujiboH7000HN墊或H800墊(均視為軟墊)以進(jìn)行毯覆式晶片拋光研究。通過拋光25個(gè)模擬(dummy)氧化物(從TEOS前體通過等離子體增強(qiáng)CVD沉積，PETEOS)晶片，對(duì)墊進(jìn)行試驗(yàn)性操作(break-in)。為了證明設(shè)備設(shè)定和墊試驗(yàn)性操作合格，用AirProductsChemicalIncorporation供應(yīng)的OX-K膠體二氧化硅在基線條件下拋光兩個(gè)PETEOS監(jiān)測(cè)物(monitor)。拋光實(shí)驗(yàn)使用電鍍沉積銅、低k介電層材料(有機(jī)硅酸鹽玻璃，如Black/BD1和BD2x)、TEOS和氮化鉭晶片進(jìn)行。這些毯覆式晶片從SiliconValleyMicroelectronics,1150CampbellAve,CA,95126和AdvantivCorporation購得。在以下CMP組合物中，二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒是具有作為核心顆粒的二氧化硅和在二氧化硅顆粒表面上的二氧化鈰納米顆粒的復(fù)合顆粒。如通過碟式離心法(CPSInstruments的DC24000UHR)所測(cè)量的，該二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒的平均粒徑是96nm。該二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒通過JP20131191131、JP2013133255、JP2016-084243A、JP2015-169967和JP2015-183942中描述的方法制得。工作實(shí)施例實(shí)施例1使用如下物質(zhì)制備Co屏障CMP拋光組合物：0.1至0.75重量％的作為磨料的二氧化鈰涂布的膠體二氧化硅顆粒；0.1重量％至約1.0重量％的作為螯合劑以調(diào)整鈷和氧化物去除速率的硅酸鉀或硅酸銨；0.01重量％至0.25重量％的作為用于抑制Co膜表面腐蝕的腐蝕抑制劑的BTA、咪唑、三唑或它們的相關(guān)衍生物；0.001重量％至0.25重量％的作為使顆粒分散穩(wěn)定并且還作為調(diào)整SiN膜去除速率的添加劑的聚丙烯酸及其鹽、聚丙烯酸銨、聚丙烯酸鉀、聚苯乙烯磺酸或其鹽；0.001重量％至0.1重量％的作為pH調(diào)節(jié)劑的硝酸或氫氧化鉀。工作實(shí)施例中的具體組合物包含以下組分：作為磨料的二氧化鈰涂布的膠體二氧化硅；L23(乙氧基化物型表面活性劑)、硅酸鉀、聚丙烯酸銨和咪唑。其余為水。氫氧化鉀和硝酸用作pH調(diào)節(jié)劑。表1中列出的組合物的pH值為pH9.0。表1中列出了組合物。例如，組合物3包含0.25％作為磨料的二氧化鈰涂布的膠體二氧化硅，0.01％作為表面潤(rùn)濕劑的BrijL23，0.25％作為螯合劑的硅酸鉀，0.1％作為分散劑的聚丙烯酸銨，和0.1％作為腐蝕抑制劑的咪唑。表1.CMP組合物1、2和3表2中列出了TEOS、Co和SiN膜的去除速率。如表2所示，使用二氧化鈰涂布的膠體二氧化硅顆粒的Co屏障組合物給出了相似的TEOS和Co去除速率，但給出了相對(duì)低的SiN去除速率。表2.TEOS、Co和SiN的去除速率TEOSCoSiN組合物1527664319組合物2552462362組合物3405407250從表1中的數(shù)據(jù)計(jì)算3種組合物的TEOS:Co和SiN膜的去除選擇性。表3中列出了結(jié)果。如表3所示，組合物給出了約1:1的TEOS:Co去除選擇性，以及低于2.5:1的TEOS:SiN去除選擇性和Co:SiN去除選擇性。表3.TEOS:Co:SiN去除選擇性TEOS:Co:SiN去除選擇性組合物11.6:2.1:1.0組合物21.5:1.3:1.0組合物31.6:1.6:1.0這些去除選擇性范圍已經(jīng)顯示出使CMPCo屏障組合物能夠在整個(gè)圖案化晶片表面上獲得膜高度校正并實(shí)現(xiàn)全面均勻平面化的能力。使用這些Co屏障CMP拋光組合物在PVDCo芯片上測(cè)量SER。結(jié)果已經(jīng)顯示出組合物在Co膜表面上提供了非常低的靜態(tài)蝕刻速率(SER)。實(shí)施例2在以下實(shí)例4、5和6中，使用三種不同的腐蝕抑制劑：咪唑、1,2,4-三唑和3-氨基-1,2,4-三唑。其他所有化學(xué)成分都保持相同。全部三種樣品的pH均為9.0。表4中列出了實(shí)例4、5和6的組合物。表4.CMP組合物4、5和6表5中列出了TEOS、Co、SiN和W膜的去除速率。表5.TEOS、Co、SiN和W的去除速率TEOSCoSiNW組合物47914313191組合物57783813171組合物67893763151如表5中所示的結(jié)果，3種不同組合物中使用的所有三種不同的腐蝕抑制劑獲得了相似的TEOS和SiN去除速率。與組合物4中使用的0.05％的腐蝕抑制劑相比，組合物5和6獲得的相對(duì)低的Co去除速率是因?yàn)楦g抑制劑濃度增加到0.1％。重要的是，全部三種拋光組合物都顯示出針對(duì)W膜拋光的完全停止。表6中列出了TEOS:Co:SiN的選擇性。結(jié)果表明全部三種膜(TEOS、Co和SiN)相對(duì)于被拋光的W膜具有非常高的選擇性。表6.TEOS:Co:SiN去除選擇性樣品TEOS:Co:SiN去除選擇性組合物42.48:1.35:1.0組合物52.45:1.20:1.0組合物62.50:1.19:1.0本發(fā)明中包含作為磨料的復(fù)合顆粒的拋光組合物已經(jīng)顯示出針對(duì)W膜停止但仍提供高TEOS和Co去除速率的能力。該拋光組合物已經(jīng)顯示出在其中要求針對(duì)W膜停止但仍維持高TEOS和Co去除速率的能力的一些高級(jí)Co屏障CMP拋光應(yīng)用中的有用性。實(shí)施例3根據(jù)表7制備組合物7。組合物pH為7.0。表7.CMP組合物7表8中列出了使用組合物7對(duì)于不同膜的拋光去除速率。如表8所示，獲得了高TEOS和Co去除速率。重要的是，也觀察到對(duì)于a-Si、SiOC膜和BD2X拋光的優(yōu)異停止性質(zhì)。表8.各種膜的去除速率TEOSCoSiNa-Si氧碳化硅(SiOC)BD2X43937133440表9中列出了TEOS:Co:Si:a-Si:LK膜的去除選擇性。表9.TEOS:Co:SiN；a-Si:LK膜的去除選擇性樣品TEOS:Co:SiN:a-Si:LK膜的去除選擇性組合物7100:93:8:1.0:1.0使用該拋光組合物獲得了TEOS:a-Si、Co:a-Si、TEOS:LK、Co:LK、TEOS:BD2X和Co:BD2X的高選擇性。比較實(shí)施例2中獲得的數(shù)據(jù)，實(shí)施例3中通過使用組合物的較低pH抑制了SiN去除速率。結(jié)果已經(jīng)顯示出pH為7.5或更低的組合物可以允許膜(如氧化硅或互聯(lián)金屬或屏障/內(nèi)襯膜)和氮化硅膜之間的高去除選擇性。該組合物已經(jīng)顯示出對(duì)于不僅要求針對(duì)W膜的停止，而且還需要針對(duì)非晶硅(a-Si)和氧碳化硅(SiOC)膜(估計(jì)介電常數(shù)>4)的停止的某些Co拋光應(yīng)用的有用性。實(shí)施例4表10中列出了使用二氧化鈰涂布的二氧化硅(組合物9)作為磨料或使用膠體二氧化硅磨料(比較組合物8)的鈷拋光組合物的實(shí)例。膠體二氧化硅(PL-3)獲自FusoCorporation,Japan。如通過動(dòng)態(tài)光散射分析所測(cè)量的，PL-3膠體二氧化硅的粒徑為70nm。表11中分別列出了使用組合物8和組合物9的拋光結(jié)果。表10.CMP組合物8和9表11.TEOS、Co、SiN、W的去除速率TEOSCoSiNW組合物855716814757組合物911954684522在包含二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒的組合物(組合物9)和包含膠體二氧化硅的比較組合物(組合物8)之間，可以從表11得到拋光性能對(duì)比。在使用二氧化鈰涂布的膠體二氧化硅作為磨料的情況下(組合物9)，獲得了針對(duì)W膜的停止(W膜去除速率為)的期望Co屏障CMP拋光性能。但是使用基于膠體二氧化硅磨料的鈷屏障拋光組合物(組合物8)，甚至在不使用過氧化氫作為氧化劑的情況下，鎢去除速率高了超過25倍這樣的高去除速率妨礙了在圖案化晶片拋光期間在鎢層處停止的能力。此外，膠體二氧化硅組合物8還提供了與甚至具有低得多的磨料濃度的組合物9相比明顯更低的鈷去除速率。組合物9還提供了比實(shí)例8高得多的氧化物去除速率。表12中列出了實(shí)例8和9的TEOS:Co:SiN:W選擇性。表12.TEOS:Co:SiN:W膜的去除選擇性如表12中顯示的TEOS:Co:SiN:W去除選擇性數(shù)據(jù)，在拋光組合物9中使用二氧化鈰涂布的二氧化硅作為磨料，獲得了比在拋光組合物8中使用膠體二氧化硅作為磨料所獲得的選擇性高得多的選擇性。高去除速率和去除選擇性僅可使用本發(fā)明的組合物獲得。實(shí)施例5表13列出了僅包含二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒(組合物10)、僅包含膠體二氧化硅顆粒(組合物11)及同時(shí)包含二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒和膠體二氧化硅顆粒，即二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒與膠體二氧化硅顆粒的組合(組合物12)的組合物。圖1展示了這些組合物在各種膜上的去除速率數(shù)據(jù)。圖1已經(jīng)顯示出對(duì)于許多膜類型如Cu、SiN、TEOS、Co、TiN、Ta和TaN，通過混合兩種不同類型的磨料獲得明顯的去除速率提升。同時(shí)，對(duì)于期望低去除速率的某些膜類型如BD1和W，二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒與膠體二氧化硅顆粒的組合與單獨(dú)含有膠體二氧化硅的組合物相比沒有增加去除速率。表13.CMP組合物10-12使用二氧化鈰涂布的二氧化硅顆粒與膠體二氧化硅顆粒的組合的組合物導(dǎo)致了各種膜的去除速率中預(yù)料不到的協(xié)同性增加。實(shí)施例6制備四種組合物12、13、14和15。通過只將過氧化氫濃度從0.01重量％(組合物12)分別改變成0.1重量％(組合物13)、0.25重量％(組合物14)和0.5重量％(組合物15)，根據(jù)表13中顯示的組合物12制備組合物13、14和15。全部四種樣品在添加過氧化氫之前pH均為10。圖2中顯示出各種膜的去除速率。如圖2所示，通過調(diào)節(jié)組合物12中的過氧化氫，可以增加某些金屬膜如Ti、TiN、Ta和TaN的去除速率，同時(shí)維持對(duì)于TEOS和SiN介電膜的高去除速率。通過增加過氧化氫濃度，使鈷表面鈍化，導(dǎo)致較低的拋光速率。前述實(shí)施例和實(shí)施方式的描述應(yīng)看作是說明，而非限制如通過權(quán)利要求所限定的本發(fā)明。如將容易意識(shí)到的，可以采用上文所述的特征的眾多變化和組合而不背離如權(quán)利要求中所述的本發(fā)明。這樣的變化旨在被包括在下文權(quán)利要求的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3