本揭露是關(guān)于一種化學機械研磨制程。

背景技術(shù)：

集成晶片經(jīng)由復雜的制程制造并形成多個不同的層，且一層位于另一層之上。多個層經(jīng)由微影制程圖案化。微影制程中，光阻材料選擇性地曝光于電磁輻射。例如，微影制程可用于界定后段制程的金屬化層，其中金屬化層位于另一金屬化層之上。

為了確保不同層具有較佳結(jié)構(gòu)，電磁輻射必須適當?shù)木劢?。為適當?shù)鼐劢闺姶泡椛?，基板必須實質(zhì)上平坦以避免深度不一所造成的聚焦問題?；瘜W機械研磨制程現(xiàn)今廣泛地使用，由于化學及機械力皆應用于研磨半導體基板。研磨制程為后續(xù)所欲形成的層提供了平坦的基板，并緩和了深度不一所造成的聚焦問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本揭露的一實施例為一種執(zhí)行化學機械研磨制程的方法，包含形成具有第一酸堿值的化學機械研磨液。確定化學機械研磨液的目標酸堿值。提供螯合劑至化學機械研磨液，其中螯合劑配置于鍵結(jié)金屬性離子，以將化學機械研磨液的酸堿值自第一酸堿值調(diào)整至目標酸堿值。

附圖說明

閱讀以下詳細敘述并搭配對應的附圖，可了解本揭露的多個態(tài)樣。應注意，根據(jù)業(yè)界中的標準做法，多個特征并非按比例繪制。事實上，多個特征的尺寸可任意增加或減少以利于討論的清晰性。

圖1為本揭露的部分實施例的形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的方法的流程圖；

圖2為本揭露的部分實施例的用于形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的化學機械研磨系統(tǒng)的方塊圖；

圖3A至圖3B為本揭露的部分實施例的用于調(diào)節(jié)化學機械研磨液體的酸堿值的螯合劑的示意圖；

圖4為本揭露的額外部分實施例的用于形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的化學機械研磨系統(tǒng)的方塊圖；

圖5為本揭露的額外部分實施例的不同螯合劑的化學機械研磨制程的移除速率的實驗圖表；

圖6為本揭露的部分實施例的形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的方法的流程圖；

圖7至圖10B為本揭露的部分實施例的使用無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液執(zhí)行化學機械研磨制程的示意圖。

具體實施方式

以下揭露提供眾多不同的實施例或范例，用于實施本案提供的主要內(nèi)容的不同特征。下文描述一特定范例的組件及配置以簡化本揭露。當然，此范例僅為示意性，且并不擬定限制。舉例而言，以下描述“第一特征形成在第二特征的上方或之上”，于實施例中可包括第一特征與第二特征直接接觸，且亦可包括在第一特征與第二特征之間形成額外特征使得第一特征及第二特征無直接接觸。此外，本揭露可在各范例中重復使用元件符號及/或字母。此重復的目的在于簡化及厘清，且其自身并不規(guī)定所討論的各實施例及/或配置之間的關(guān)系。

此外，空間相對術(shù)語，諸如“下方(beneath)”、“以下(below)”、“下部(lower)”、“上方(above)”、“上部(upper)”等等在本文中用于簡化描述，以描述如附圖中所圖示的一個元件或特征結(jié)構(gòu)與另一元件或特征結(jié)構(gòu)的關(guān)系。除了描繪圖示的方位外，空間相對術(shù)語也包含元件在使用中或操作下的不同方位。此設備可以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位上)，而本案中使用的空間相對描述詞可相應地進行解釋。

液體的酸堿值(pH值)是用于評估液體的酸堿程度。在化學機械研磨液中，酸堿值是一個評斷化學機械研磨液的表現(xiàn)的重要因素。例如，在化學機械研磨制程期間，化學機械研磨液的酸堿值可直接影響材料的移除速率。因此，化學機械研磨液通常具有酸堿調(diào)節(jié)劑。酸堿調(diào)節(jié)劑為一種添加至化學機械研磨液的化學物，以用于調(diào)整研磨液的酸堿值，借此達到所欲的表現(xiàn)。例如，酸堿調(diào)節(jié)劑可添加至化學機械研磨液以調(diào)整調(diào)整化學機械研磨液的酸堿值，借此增加材料的移除速率。

雖然酸堿調(diào)節(jié)劑可用于增進表現(xiàn)，但化學機械研磨液的成本及復雜性亦增加。此外，酸堿調(diào)節(jié)劑中的化學物可能對研磨的表面造成不利的影響，由于化學機械研磨液可能與研磨的表面的金屬表面或半導體表面進行反應。例如，酸堿調(diào)節(jié)劑中若使用氫氧化鉀(KOH)或硫酸(H₂SO₄)可能在硅基板內(nèi)形成摻雜，因此降低形成在基板內(nèi)的元件表現(xiàn)。

本揭露是關(guān)于形成不具有酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的方法，酸堿調(diào)節(jié)劑系指僅用于調(diào)節(jié)化學機械研磨液的酸堿值的化學物，此化學機械研磨液可稱為無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液。于部分實施例中，此方法包含形成具有第一酸堿值的化學機械研磨液，以形成目標酸堿值。提供螯合劑(chelating agent)于化學機械研磨液，用于鍵結(jié)金屬性離子。螯合劑配置于調(diào)整化學機械研磨液的酸堿值，以將第一酸堿值調(diào)整至目標酸堿值。通過螯合劑來調(diào)整化學機械研磨液至目標酸堿值，此方法可以達成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液，借此降低化學機械研磨液的成本及復雜性。

圖1為本揭露的部分實施例的形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械液的方法100的流程圖。

步驟102中，形成具有第一酸堿值的化學機械研磨液。于部分實施例中，化學機械研磨液混合了水(如去離子水)、化學物，及/或研磨顆粒(abrasive particle)。于部分實施例中，化學物可包含抑制劑(inhibiting agent)、氧化劑，及/或界面活性劑。

步驟104中，確定化學機械研磨液的目標酸堿值?；瘜W機械研磨液的目標酸堿值取決于欲研磨的材料及/或欲研磨的材料的移除速率。

步驟106中，提供螯合劑至化學機械研磨液，以將化學機械研磨液的酸堿值自第一酸堿值調(diào)整至目標酸堿值。螯合劑包含分子化合物，此分子化合物通過與金屬性離子(如金屬離子或準金屬(metalloid)離子)的鍵結(jié)增加材料的移除速率，而分子化合物與金屬性離子的鍵結(jié)可在化學機械研磨制程期間自表面移除。

于部分實施例中，螯合劑的化學成分選擇性地取決于第一酸堿值及目標酸堿值。例如，于部分實施例中，步驟108中，螯合劑選自第一螯合劑源，使化學機械研磨液具有第一酸堿值，其中第一酸堿值位于第一范圍內(nèi)(如酸堿值的范圍約2至約5)。于其他實施例中，步驟110中，螯合劑選自第二螯合劑源，使化學機械研磨液具有第二酸堿值，其中第二酸堿值位于第二范圍內(nèi)(如酸堿值的范圍約9至約12)。

通過對化學機械研磨液體使用螯合劑，可獲得目標酸堿值。方法100可達成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液，其中酸堿調(diào)節(jié)劑系指單純用于調(diào)整化學機械研磨液的酸堿值的化學物。無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液具有低成本，且降低了化學反應，此化學反應可能污染金屬表面并降低元件效能。

圖2為本揭露的部分實施例的用于形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的化學機械研磨系統(tǒng)200的方塊圖。

化學機械研磨系統(tǒng)200包含化學機械研磨工具202，化學機械研磨工具202配置于在基板(如半導體基板)上進行化學機械研磨制程?；瘜W機械研磨工具202耦接至化學機械研磨液槽204，化學機械研磨液槽204內(nèi)具有無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206。無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206內(nèi)不具有酸堿調(diào)節(jié)劑，其中酸堿調(diào)節(jié)劑系指單純用于調(diào)整化學機械研磨液的酸堿值的化學物。無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206包含液體，此液體提供化學機械研磨工具202執(zhí)行化學機械研磨制程。于部分實施例中，化學機械研磨液槽204可經(jīng)由分閥箱208(valve manifold box；VMB)耦接至化學機械研磨工具202。分閥箱208的用途在，在化學機械研磨工具202于基板上執(zhí)行化學機械研磨制程期間，分閥箱208選擇性地提供無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206至化學機械研磨工具202。

化學機械研磨液槽204耦接至螯合劑源210，螯合劑源210配置于提供螯合劑至化學機械研磨液槽204。于部分實施例中，螯合劑源210經(jīng)由閥212耦接至化學機械研磨液槽204。根據(jù)化學機械研磨液206的酸堿值以及無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206的目標酸堿值(即原本的酸堿值與目標酸堿值之間的差異)，閥212選擇性地將螯合劑自螯合劑源210輸入至化學機械研磨液槽204。

于部分實施例中，螯合劑源210可包含具有第一螯合劑的第一螯合劑源210a，以及具有第二螯合劑的第二螯合劑源210b。于部分實施例中，第一螯合劑源210a用于提供具有第一范圍的酸堿值(如酸堿值范圍約2至約5)的第一螯合劑至無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206，而第二螯合劑源210b用于提供具有第二范圍的酸堿值(如酸堿值范圍約9至約12)的第二螯合劑至無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206。

于部分實施例中，數(shù)據(jù)庫214配置于儲存化學機械研磨工具202執(zhí)行的不同化學機械研磨制程中的目標酸堿值。例如，數(shù)據(jù)庫214可包含第一目標酸堿值，用于研磨具有第一材料(如硅)的表面，可包含第二目標酸堿值，用于研磨具有第二材料(如銅)的表面，等等。數(shù)據(jù)庫214配置于提供目標酸堿值至控制單元216，控制單元216配置于操作閥212的操作。根據(jù)目標酸堿值，控制單元216可操作閥212以選擇性地提供選定的體積的第一螯合劑及/或第二螯合劑至化學機械研磨液槽204。自閥212輸出的第一螯合劑或第二螯合劑是用于調(diào)整無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206的酸堿值至目標酸堿值。例如，當化學機械研磨工具202操作于對硅表面執(zhí)行研磨制程時，數(shù)據(jù)庫214可提供第一目標酸堿值至控制單元216。接受到第一目標酸堿值后，控制單元216將操作閥212以提供螯合劑至化學機械研磨液槽204，以調(diào)整無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206的酸堿值至第一目標酸堿值。

于部分實施例中，酸堿值測量元件218配置于測量化學機械研磨液槽204內(nèi)的無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206的第一目標酸堿值。第一目標酸堿值提供至控制單元216。根據(jù)第一酸堿值以及目標酸堿值，控制單元216選擇性地操作閥212以提供螯合劑至化學機械研磨液槽204以調(diào)整無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206至目標酸堿值。于部分實施例中，控制單元216可選擇性地操作閥212提供螯合劑，其中螯合劑的化學組成取決于第一酸堿值以及目標酸堿值。于部分其他實施例中，控制單元216選擇性地操作閥212提供具有一體積的螯合劑，其中體積取決于第一酸堿值以及目標酸堿值。例如，加入化學機械研磨液槽204的螯合劑的體積和第一酸堿值以及目標酸堿值之間的差異成比例關(guān)系。舉例而言，當?shù)谝凰釅A值以及目標酸堿值之間的差異較大意味著較大量的螯合劑將被添加至化學機械研磨液槽204以調(diào)整無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206至目標酸堿值。

于部分實施例中，化學機械研磨液槽204還包含一個或多個輸入口耦接至一個或多個添加液成分源219，添加液成分源219配置于提供添加液成分至化學機械研磨液槽204以產(chǎn)生無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206。于部分實施例中，一個或多個添加液成分源219可經(jīng)由額外的閥(未圖示)耦接至化學機械研磨液槽204。于部分實施例中，一個或多個添加液成分源219可包含用于提供水至化學機械研磨液槽204的水源220。于部分實施例中，水可為去離子水。

于部分實施例中，一個或多個添加液成分源219可包含用于提供研磨顆粒至化學機械研磨液槽204的研磨顆粒源222?；瘜W機械研磨工具透過研磨顆粒對基板進行機械研磨。于不同實施例中，研磨顆?？删哂胁煌叽缁蛐螤睢＠?，研磨顆粒的直徑范圍約1納米(nm)至約10納米。于不同實施例中，研磨顆粒包含膠體二氧化硅(colloidal silica)、氣相二氧化硅(fumed silica)、氧化鋁，及/或硅殼基的亞微米顆粒(silica shell based composite submicron particle)。

于部分實施例中，一個或多個添加液成分源219可包含用于提供界面活性劑至化學機械研磨液槽204的界面活性劑源224。界面活性劑(如十二烷基硫酸鈉(odium dodecyl sulfate；SDS))配置于通過降低無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液206的表面張力(借此降低顆粒與基板之間的黏著力)，來減少化學機械研磨后基板上的顆粒。

于部分實施例中，一個或多個添加液成分源219可包含用于提供抑制劑至化學機械研磨液槽204的抑制劑源226。抑制劑配置于抑制基板上欲研磨的材料的腐蝕。于部分實施例中，抑制劑包含如苯并三唑(benzotriazole；BTA)或1,24-三唑(1,2,4-triazole)。

于部分實施例中，一個或多個添加液成分源219可包含用于提供氧化劑至化學機械研磨液槽204的氧化劑源228。氧化劑配置于氧化基板上欲研磨的材料，形成氧化層，而此氧化層在后續(xù)由機械研磨制程移除。于部分實施例中，氧化劑可包含具有一個或多個氧分子的化合物。例如，于部分實施例中，氧化劑可包含一個或多個過氧化氫(hydrogen peroxide)、過硫酸鉀(potassium peroxydisulfate)、過硫酸銨(ammonium peroxydisulfate)、過硫酸鈉(sodium peroxydisulfate)、過一硫酸氫鉀(potassium peroxymonosulfate)、過氧乙酸(peracetic acid)，或過氧化叔丁醇(tert-butyl hydrogen peroxide)。

圖3A至圖3B為本揭露的部分實施例的用于調(diào)節(jié)化學機械研磨液體的酸堿值的螯合劑的示意圖。應了解圖3A至圖3B的用于調(diào)節(jié)化學機械研磨液體的酸堿值的螯合劑并不用于限制本揭露。其他實施例中，亦可使用其他螯合劑。

于部分實施例中，如圖3A所示，螯合劑包含具有羰基(如碳原子與氧原子之間具有雙鍵：C＝O)的羧酸衍伸物，并于碳原子連接有帶負電原子(如氧、氮，或鹵素)。羧酸衍伸物配置于提供化學機械研磨液具有酸性的酸堿值。例如，圖3A的螯合劑可配置于提供化學機械研磨液具有酸堿值范圍約2至約5。

如圖3A所示，于部分實施例中，螯合劑可包含羧酸300(carboxylic acid)。于部分其他實施例中，螯合劑可包含草酸302(oxalic acid)。于部分其他實施例中，螯合劑可包含丙二酸304(malonic acid)。在又其他實施例中，螯合劑可包含酒石酸306(tartaric acid)。

于其他實施例中，如圖3B所示，螯合劑包含胺衍伸物，用以提供化學機械研磨液具有堿性的酸堿值。例如，圖3B的螯合劑可配置于提供化學機械研磨液具有酸堿值范圍約9至約12。

如圖3B所示，于部分實施例中，螯合劑可包含乙二胺308(ethylenediamine)。于部分其他實施例中，螯合劑可包含二乙烯三胺310(diethylene triamine)。于部分其他實施例中，螯合劑可包含乙醇胺312(ethanol amine)。在又其他實施例中，螯合劑可包含丙醇胺314(propanol amine)。

圖4為本揭露的額外部分實施例的用于形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的化學機械研磨系統(tǒng)400的方塊圖。

化學機械研磨系統(tǒng)400包含研磨墊404，研磨墊404位于平臺402上。研磨墊404具有粗糙上表面404u配置于執(zhí)行研磨基板408?；瘜W機械研磨系統(tǒng)400還包含配置于研磨墊404上的承載臺406。承載臺406配置于反向支撐基板408，使得基板408的上表面408t面對研磨墊404。于部分實施例中，基板408的上表面408t可包含金屬元素。于部分實施例中，金屬性元素可包含金屬(如銅、鋁、鎢等)及/或半導體(如硅、鍺等)。

化學機械研磨系統(tǒng)400的操作期間，承載臺406將基板408的上表面408t移動至接觸研磨墊404的粗糙上表面404u。于部分實施例中，平臺402配置于沿著第一轉(zhuǎn)軸410旋轉(zhuǎn)研磨墊404，同時基板408的上表面408t接觸研磨墊404的粗糙上表面404u以研磨上表面408t。于部分實施例中，在平臺402旋轉(zhuǎn)時，承載臺406配置于沿著第二轉(zhuǎn)軸412旋轉(zhuǎn)基板408。

于部分實施例中，研磨墊404上配置有研磨墊調(diào)節(jié)元件414。研磨墊調(diào)節(jié)元件414包含多個研磨元件415，研磨元件415沿著研磨墊調(diào)節(jié)元件414的表面配置，并面向研磨墊404。研磨墊調(diào)節(jié)元件414配置于給予研磨墊404的上表面404u向下的力，以使研磨墊404的上表面404u粗糙，借此提供好的機械研磨。于部分實施例中，多個研磨元件415可包含鉆石顆粒。

研磨液分配元件416配置于將無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418分配至研磨墊404的上表面404u。于部分實施例中，無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418不具有酸堿調(diào)節(jié)劑。換句話說，當無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418內(nèi)具有用于調(diào)整研磨液的酸堿值的螯合劑時，無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418內(nèi)不包含僅用于調(diào)整化學機械研磨液的酸堿值的化學物。舉例而言，添加螯合劑的額外用途為增加研磨的材料的移除速率，其原理是與金屬性離子鍵結(jié)后可自研磨的表面移除。于部分實施例中，無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418包含水(如去離子水)、螯合劑，及研磨顆粒。于部分實施例中，無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418亦包含抑制劑、氧化劑，及界面活性劑。

研磨液分配元件416耦接至化學機械研磨液槽204，化學機械研磨液槽204用于儲存無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418。螯合劑源210亦耦接至化學機械研磨液槽204。于部分實施例中，螯合劑源210包含多個螯合劑源210a至210n。多個螯合劑源210a至210n分別配置于輸出螯合劑，使無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418具有一選定的酸堿值。例如，多個螯合劑源210a至210n可包含第一螯合劑源210a配置于輸出第一螯合劑，使無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418具有第一酸堿值，以及第二螯合劑源210b配置于輸出第二螯合劑，使無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418具有第二酸堿值。

于部分實施例中，多個螯合劑源210a至210n可經(jīng)由閥212耦接至化學機械研磨液槽204，其中閥212透過控制單元216控制。于部分實施例中，酸堿值測量元件218配置于測量化學機械研磨液槽204中的無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418的第一酸堿值。第一酸堿值提供至控制單元216，而控制單元216操作閥212以選擇性地提供化學機械研磨液槽204螯合劑以調(diào)整無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418至目標酸堿值。

于部分實施例中，控制單元216耦接至數(shù)據(jù)庫420(如中央處理單元)。于部分實施例中，數(shù)據(jù)庫420配置于儲存多個目標酸堿值422，目標酸堿值422分別對應至不同的化學機械研磨制程。例如，數(shù)據(jù)庫420可包含第一目標酸堿值，于化學機械研磨制程中用于研磨具有第一材料(如硅)的表面。數(shù)據(jù)庫420可包含第二目標酸堿值，于化學機械研磨制程中用于研磨具有第二材料(如銅)的表面。在接收到輸入信號S_IN后，數(shù)據(jù)庫420提供目標酸堿值至控制單元216。于部分實施例中，輸入信號S_IN取決于制程的步驟(如金屬內(nèi)連接研磨制程)。于部分實施例中，根據(jù)基板上要操作的制程，由制程工程師輸入輸入信號S_IN。于其他實施例中，輸入信號S_IN是根據(jù)運送至化學機械研磨系統(tǒng)的基板承載臺(如晶圓搬運盒)上的條碼(bar code)。條碼可用于追蹤基板承載臺內(nèi)的基板，因此可確定要對此基板執(zhí)行的制程。根據(jù)目標酸堿值，控制單元216選擇性地操作閥212以自多個螯合劑源210a至210n中提供一定量的螯合劑至化學機械研磨液槽204。

于部分實施例中，數(shù)據(jù)庫420可用于儲存一個或多個額外制程參數(shù)，這些參數(shù)間接對應至目標酸堿值。例如，于部分實施例中，數(shù)據(jù)庫420可儲存用于不同基板的材料成分的螯合劑的移除速率424。由于化學機械研磨液的酸堿值影響了化學機械研磨液的移除速率。因此，于此實施例中，由對應至所選擇的移除速率的輸入信號S_IN驅(qū)使數(shù)據(jù)庫420提供目標酸堿值至控制單元216。目標酸堿值由控制單元216接收，控制單元216操作閥212根據(jù)選定的移除速率，自多個螯合劑源210a至210n中提供螯合劑至化學機械研磨液槽204。

例如，圖5為本揭露的額外部分實施例的不同螯合劑的化學機械研磨制程的移除速率的實驗圖表500。如圖表500所示，含有丙醇胺的第一螯合劑502可將無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418由第一酸堿值調(diào)節(jié)至目標酸堿值，并具有第一移除速率R1。含有乙醇胺的第二螯合劑504可將無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418由第二酸堿值調(diào)節(jié)至目標酸堿值，并具有第二移除速率R2，其中第二移除速率R2大于第一移除速率R1。含有乙二胺的第三螯合劑506可將無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418由第三酸堿值調(diào)節(jié)至目標酸堿值，并具有第三移除速率R3，其中第三移除速率R3大于第二移除速率R2。含有二乙烯三胺的第四螯合劑508可將無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418由第四酸堿值調(diào)節(jié)至目標酸堿值，并具有第四移除速率，其中第四移除速率實質(zhì)上等于第二移除速率R2。

圖6為本揭露的部分實施例的形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的方法600的流程圖。

此處以一系列操作或事件描述本揭露的方法(方法100及600)，然應了解各操作或事件并不用于限制本揭露。例如，部分操作可有不同的順序及/或同時進行。此外，并非所有描述的操作或事件是必須存在于一個或多個實施方式。此外，此處所描述的一個或多個操作亦可分為一個或多個操作及/或?qū)用妗?/p>

步驟602中，形成化學機械研磨液。

步驟604中，確定化學機械研磨液的目標酸堿值。于部分實施例中，化學機械研磨液的目標酸堿值取決于欲研磨的基板的表面的組成。例如，若欲研磨硅表面，則目標酸堿值具有第一酸堿值。若欲研磨銅表面，則目標酸堿值具有第二酸堿值。于部分實施例中，目標酸堿值可間接地取決于相關(guān)制程參數(shù)(如化學機械研磨制程的移除速率)。

步驟606中，測量化學機械研磨液的第一酸堿值。

步驟608中，添加螯合劑至化學機械研磨液中以調(diào)整化學機械研磨液的酸堿值自第一酸堿值至目標酸堿值。于部分實施例中，測量化學機械研磨液的第一酸堿值(步驟606)及添加螯合劑(步驟608)需要反復地執(zhí)行，直到化學機械研磨液達到目標酸堿值止。由于螯合劑是配至于調(diào)整化學機械研磨液的酸堿值，故化學機械研磨液中不需要添加酸堿調(diào)節(jié)劑，此處的酸堿調(diào)節(jié)劑系指僅用于調(diào)節(jié)化學機械研磨液的酸堿值的化學物。

步驟610中，使用具有目標酸堿值的化學機械研磨液對基板執(zhí)行化學機械研磨制程。于部分實施例中，化學機械研磨制程可根據(jù)步驟612至618來執(zhí)行。

步驟612中，將基板移至化學機械研磨工具的承載臺內(nèi)，以曝露基板的背向承載臺的第一表面。

步驟614中，提供具有目標酸堿值的化學機械研磨液至位于化學機械研磨工具的平臺上的研磨墊。

步驟616中，將基板移動至接觸化學機械研磨液。當基板與化學機械研磨液接觸時，化學機械研磨液中的氧化劑氧化基板的第一表面。

步驟618中，將研磨墊相對于承載臺移動(如轉(zhuǎn)動)，以研磨基板的第一表面，其中第一表面為背向承載臺。

圖7至圖10B為本揭露的部分實施例的使用無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液執(zhí)行化學機械研磨制程的示意圖。

圖7為化學機械研磨制程的將具有基板408的承載臺406，并將基板408移動至接觸無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418的截面圖700。

如截面圖700所示，提供無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418至研磨墊404上。研磨墊404具有粗糙上表面404u，粗糙上表面404u面向無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418。提供基板408至承載臺406內(nèi)，使得基板408的第一表面408s曝露?；?08可包含任何型態(tài)的半導體(如硅、硅鍺、絕緣體上硅等等)，如半導體晶圓，或是任何型態(tài)的金屬層、元件、半導體及/或磊晶層等等，或類似者。于部分實施例中，基板408的第一表面408s具有金屬性元件(如金屬及/或半導體)。基板408具有第一厚度t1。

于部分實施例中，無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418包含水702、研磨顆粒704、氧化劑706，以及螯合劑708。于部分實施例中，無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418還包含額外成分，例如腐蝕抑制劑(未圖示)或界面活性劑(未圖示)。于其他實施例中，無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418可包含較少成分，例如可不具有研磨顆粒。

圖8為基板802經(jīng)由無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418內(nèi)的氧化劑706氧化后的截面圖800。

截面圖800中，基板408的第一表面408s移動至接觸無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418及/或研磨墊404。化學機械研磨液418內(nèi)的氧化劑706與基板802進行化學反應，并沿著基板802的第一表面802s形成金屬氧化物層804。金屬氧化物層804比基板802軟，因此可于后續(xù)的研磨制程移除。金屬氧化物層804包含了部分基板802，因此基板802的厚度自第一厚度t1減少至第二厚度t2，其中第二厚度t2小于第一厚度t1。于部分實施例中，基板802可包含硅，而金屬氧化物層804含有氧化硅層。于其他實施例中，基板802含有銅，金屬氧化物層804含有氧化銅層。

圖9為化學機械研磨制程中，將金屬氧化物層804(如圖8所示)自基板802的第一表面802s移除的截面圖900。如截面圖900所示，基板802往研磨墊404的方向移動以將金屬氧化物層804進行機械研磨，其中金屬氧化物層804透過研磨墊404及/或無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418的研磨顆粒704進行研磨。金屬氧化物層的機械研磨在無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液418中產(chǎn)生金屬性離子904，金屬性離子904包含銅離子及/或硅離子。于部分實施例中，基板802通過旋轉(zhuǎn)(以902表示)承載臺406，與研磨墊404進行相對移動，及/或旋轉(zhuǎn)研磨墊404，使基板802與研磨墊404進行相對移動(未圖示)。

圖10A為化學機械研磨制程中，金屬性離子904被螯合劑708捕捉的截面圖1000。

截面圖1000中，金屬性離子904與螯合劑708的開放鍵結(jié)合，使得基板802的第一表面802s上的金屬性離子904被移除。移除基板802的第一表面802s上的金屬性離子904使得金屬性離子904為溶解的形式，也因此增加了基板802上的金屬氧化物層的移除速率。

圖10B為本揭露的部分實施例的含有乙二胺的螯合劑的示意圖1002。示意圖1002中，含有乙二胺的螯合劑1008的開放鍵1006(open bond)與具有Si⁴⁺的金屬性離子1004鍵結(jié)?；瘜W機械研磨制程期間，通過開放鍵1006與具有Si⁴⁺的金屬性離子1004鍵結(jié)，螯合劑1008具有捕捉自基板的表面所移除的金屬性離子1004的能力，借此經(jīng)由自基板的表面移除金屬性離子1004而增進化學機械研磨制程的移除速率。

因此，本揭露是關(guān)于無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液以及形成無酸堿調(diào)節(jié)劑的化學機械研磨液的方法，其中酸堿調(diào)節(jié)劑系指僅用于調(diào)節(jié)化學機械研磨液的酸堿值的化學物。

本揭露的一實施例為一種執(zhí)行化學機械研磨制程的方法，包含形成具有第一酸堿值的化學機械研磨液。確定化學機械研磨液的目標酸堿值。提供螯合劑至化學機械研磨液，其中螯合劑配置于鍵結(jié)金屬性離子，以將化學機械研磨液的酸堿值自第一酸堿值調(diào)整至目標酸堿值。

依據(jù)本揭露的部分實施例，其中螯合劑具有化學成分，其中化學成分取決于第一酸堿值及目標酸堿值。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含自第一螯合劑源提供螯合劑，以分別將化學機械研磨液的目標酸堿值控制在第一范圍，其中第一范圍約2至約5。或自第二螯合劑源提供螯合劑，以分別將化學機械研磨液的目標酸堿值控制在第二范圍，其中第二范圍約9至約12。

依據(jù)本揭露的部分實施例，其中螯合劑包含羧酸衍伸物，配置于將化學機械研磨液的酸堿值自第一酸堿值調(diào)整至目標酸堿值，其中目標酸堿值的范圍約2至約5。

依據(jù)本揭露的部分實施例，其中羧酸衍伸物包含一個或多個的羧酸(carboxylic acid)、草酸(oxalic acid)、丙二酸(malonic acid)，或酒石酸(tartaric acid)。

依據(jù)本揭露的部分實施例，其中螯合劑包含胺衍伸物，其中胺衍伸物包含一個或多個的乙二胺(ethylene diamine)、二乙烯三胺(diethylene triamine)、乙醇胺(ethanol amine)，或丙醇胺(propanol amine)。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含測量化學機械研磨液的第一酸堿值。添加螯合劑至化學機械研磨液，其中螯合劑具有化學成分，其中化學成分取決于第一酸堿值及目標酸堿值。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含測量化學機械研磨液的第一酸堿值。提供具有選定體積的螯合劑至化學機械研磨液，其中螯合劑的選定體積取決于第一酸堿值及目標酸堿值。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含不添加酸堿調(diào)節(jié)劑至化學機械研磨液，其中酸堿調(diào)節(jié)劑為化學物，此化學物僅用于調(diào)整化學機械研磨液的酸堿值。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含提供具有目標酸堿值的化學機械研磨液至位于平臺上的研磨墊。提供基板至承載座內(nèi)。將基板的上表面移動至接觸研磨墊。將研磨墊相對于承載座移動，以研磨基板的上表面。

依據(jù)本揭露的部分實施例，其中基板的上表面包含半導體或金屬。

本揭露的另一實施例為一種執(zhí)行化學機械研磨制程的方法，包含形成具有第一酸堿值的化學機械研磨液。確定化學機械研磨液的目標酸堿值。測量化學機械研磨液的第一酸堿值。提供螯合劑至化學機械研磨液，以將化學機械研磨液的酸堿值自第一酸堿值調(diào)整至目標酸堿值，其中螯合劑具有化學成分，其中化學成分取決于第一酸堿值及目標酸堿值。提供具有目標酸堿值的化學機械研磨液至化學機械研磨工具，其中化學機械研磨工具配置于對基板執(zhí)行化學機械研磨制程。

依據(jù)本揭露的部分實施例，其中螯合劑還包含配置于鍵結(jié)金屬性離子，其中鍵結(jié)金屬性離子是通過與金屬性離子形成一個或多個鍵結(jié)。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含添加選定體積的螯合劑至化學機械研磨液，其中螯合劑的選定體積取決于第一酸堿值及目標酸堿值。

依據(jù)本揭露的部分實施例，其中螯合劑的化學成分的選擇是取決于化學機械研磨液的目標移除速率。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含反復地測量化學機械研磨液的第一酸堿值及添加螯合劑以逐漸地改變化學機械研磨液的酸堿值至目標酸堿值為止。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含不添加酸堿調(diào)節(jié)劑至化學機械研磨液。

本揭露的又一實施例為一種化學機械研磨系統(tǒng)，包含化學機械研磨液槽、酸堿值測量元件，以及控制單元。化學機械研磨液槽配置于儲存化學機械研磨液。酸堿值測量元件配置于測量化學機械研磨液的酸堿值?？刂茊卧渲糜诓僮鏖y，并根據(jù)酸堿值與目標酸堿值的差異，選擇性地自螯合劑源提供螯合劑至化學機械研磨液槽，其中螯合劑配置于鍵結(jié)金屬性離子并用于將化學機械研磨液的酸堿值調(diào)整至目標酸堿值。

依據(jù)本揭露的部分實施例，其中控制元件配置于選擇性地操作閥是取決于目標酸堿值，以自第一螯合劑源提供螯合劑，分別將化學機械研磨液的目標酸堿值控制在第一范圍，其中第一范圍約2至約5?；蜃缘诙蟿┰刺峁蟿?，分別將化學機械研磨液的目標酸堿值控制在第二范圍，其中第二范圍約9至約12。

依據(jù)本揭露的部分實施例，還包含數(shù)據(jù)庫，配置于儲存多個目標酸堿值。化學機械研磨工具，配置于對基板的表面執(zhí)行化學機械研磨制程，其中數(shù)據(jù)庫配置于根據(jù)基板的表面的材料成分，選擇多個目標酸堿值的一為目標酸堿值。

上文概述了若干實施例的特征，以便本領(lǐng)域熟悉此項技藝者可更好地理解本揭示案的態(tài)樣。本領(lǐng)域熟悉此項技藝者應當了解到他們可容易地使用本揭示案作為基礎來設計或者修改其他制程及結(jié)構(gòu)，以實行相同目的及/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的。本領(lǐng)域熟悉此項技藝者亦應當了解到，此類等效構(gòu)造不脫離本揭示案的精神及范疇，以及在不脫離本揭示案的精神及范疇的情況下，其可對本文進行各種改變、取代及變更。