TWI548727B - 包含兩種抗蝕劑的化學機械研磨（ｃｍｐ）組成物 - Google Patents

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羅蘭 柏恩
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包含兩種抗蝕劑的化學機械研磨(CMP)組成物
本發明基本上係關於一種化學機械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)組成物及其在研磨半導體工業之基板中的用途。根據本發明之CMP組成物包含兩種抗蝕劑且展示改良之研磨效能。
在半導體工業中，化學機械研磨(縮寫為CMP)為應用於製造先進光子、微機電及微電子材料及裝置(諸如，半導體晶圓)中之熟知技術。
在製造用於半導體工業中之材料及裝置期間，CMP用以使金屬及/或氧化物表面平坦化。CMP利用化學與機械作用之相互作用來達成待研磨表面之平坦度。化學作用由化學組成物(亦被稱為CMP組成物或CMP漿料)來提供。機械作用通常由研磨墊來進行，典型地將研磨墊按壓至待研磨表面上且將其安裝於移動壓板上。壓板之移動通常為直線的、旋轉的或軌道的。
在典型CMP方法步驟中，旋轉晶圓固持器使待研磨晶圓與研磨墊接觸。CMP組成物通常施用於待研磨晶圓與研磨墊之間。
在目前技術狀態中，大體包含兩種抗蝕劑之CMP組成物為已知的且描述於(例如)以下各參照案中：US 2009/0090888 A1揭示一種CMP組成物，其包含：(a)研磨劑，(b)氧化劑，(c)加速化合物(accelerating compound)，(d)抑制劑，(e)共抑制劑，及(f)作為剩餘部分之溶劑。抑制劑可為基於咪唑啉或基於***之化合物。共抑制劑可為胺羧酸酯或其鹽，例如肌胺酸。
在目前技術狀態中，包含乙炔或含乙炔化合物之CMP組成物為已知的且描述於(例如)以下各參照案中：US 7 311 855 B2揭示一種包含氧化鈰粒子之CMP漿料，其為具有炔鍵及水之有機化合物。此有機化合物可由式R1-C≡C-R2表示，其中R1為氫原子或經取代或未經取代之具有1至5個碳原子之烷基；且R2為經取代或未經取代之具有4至10個碳原子之烷基。此外，該有機化合物可由下式表示
其中R3至R6各自獨立地為氫原子或經取代或未經取代之具有1至5個碳原子之烷基，R7及R8各自獨立地為經取代或未經取代之具有1至5個碳原子之伸烷基，且「m」及「n」各自獨立地為0或正數。
EP 1 279 708 A1揭示一種CMP組成物，其包含：(a)研磨劑，(b)至少一種有機化合物，其由以下各者組成：聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷 基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚或聚氧伸烷基加成聚合物，該至少一種有機化合物具有下式具有CC參鍵：
其中各R1至R6為H或C1-10烷基，各X及Y為乙烯氧基或丙烯氧基，且m及n中之每一者為正數1至20，(c)至少一種研磨加速化合物，(d)至少一種抗蝕劑，(e)過氧化氫及(f)水。
US 2007/0293049 A1揭示一種用於Cu膜之CMP之漿料，其包含過氧硫酸、鹼性胺基酸、錯合劑、界面活性劑及膠態二氧化矽。界面活性劑可為乙炔二醇、其環氧乙烷加合物及乙炔醇。
US 7 138 073 B2揭示一種用於Cu之CMP之漿料，其包含第一錯合劑、第二錯合劑、氧化劑、研磨速率促進劑、研磨粒子及含有十二烷基苯磺酸鉀之界面活性劑及基於乙炔二醇之非離子性界面活性劑。
US 7 419 910 B2揭示一種CMP漿料，其包含Cu氧化劑、形成Cu有機錯合物之錯合劑、非離子性界面活性劑、無機粒子及樹脂粒子。非離子性界面活性劑可為基於乙炔二醇之非離子性界面活性劑。
JP 2001/323253 A揭示一種用於研磨磁碟基板之研磨組成物，其包含水、研磨劑及研磨加速劑。研磨加速劑可為具有炔烴基團之二價或高價羧酸。該研磨加速劑之一實 例為乙炔二甲酸。
US 2008/0127573 A揭示一種研磨組成物，其包含去離子水、研磨粒子、pH值調節劑、水溶性增稠劑、乙炔界面活性劑及雜環胺。根據一個具體實例，乙炔界面活性劑包含由式R1R2(OH)CC=CH表示之乙炔醇，其中R1及R2各自獨立地為(OCH2CH2)nOCH2CH3，其中n為0至10。根據另一個具體實例，乙炔界面活性劑包含由式R1R2(OH)CC≡CC(OH)R1R2表示之乙炔二醇，其中R1及R2各自獨立地為(OCH2CH2)nOCH2CH3，其中n為0至10。
在目前技術狀態中，包含含醯胺之羧酸或包含烷醇胺之CMP組成物為已知的且描述於(例如)以下各參照案中： JP 2009/272601 A揭示一種CMP組成物，其包含水、氧化鈰粒子及由下式中之一者表示之添加劑：
其中R1至R4為(視情況經取代之)單價有機基團、胺基、H或羥基；X1、X2為視情況經取代之二價有機基團；且p及q為0或1。添加劑可為琥珀醯胺酸、馬來醯胺酸、天冬醯胺、麩醯胺酸、羧酸、胺基酸及兩性界面活性劑。
KR 2007/047020 A揭示一種CMP組成物，其包含：(a)研磨劑，(b)具有醯胺鍵之環狀化合物，其係作為螯合劑，及(c)具有胺基(-NH2)、羧基(-COOH)及醯胺鍵(-NHCO-)之化合物，其較佳選自甘胺醯甘胺酸、甘胺醯脯胺酸、甘 胺醯絲胺酸、甘胺醯精胺酸、甘胺醯麩醯胺酸及甘胺醯丙胺酸。
US 6 114 249 A揭示一種CMP組成物，其包含膠態二氧化矽及三乙醇胺，其係用於研磨多材料基板，諸如含有氧化矽之矽晶圓，其中薄氮化矽底層用作終止層。
US 6 063 306 A揭示一種CMP組成物，其包含：(a)研磨劑，(b)氧化劑及(c)選自長鏈烷基胺、醇胺及其混合物之有機胺基化合物。醇胺較佳為三乙醇胺。
本發明之目標中之一者為提供一種CMP組成物，其展示改良之研磨效能，諸如侵蝕及凹陷效應降低，且尤其為以下各者之組合：高材料移除速率(MRR)、待研磨金屬表面之低熱靜態蝕刻速率(金屬-hSER)及待研磨金屬表面之低冷靜態蝕刻速率(金屬-cSER)、關於待研磨金屬表面之低熱金屬離子靜態蝕刻速率(金屬-hMSER)、MRR與金屬-hSER之高比率、MRR與金屬-cSER之高比率及MRR與金屬-hMSER之高比率。此外，另一目標為提供一種尤其適合且經採納用於多層結構中含銅層之CMP的CMP組成物。
此外，提供一種各別CMP方法。
因此，發現一種包含以下物質之CMP組成物(P) (A)無機粒子、有機粒子或其混合物或複合物，(B)至少一種N-雜環化合物，其係作為抗蝕劑，(C)選自由以下各者組成之群的至少一種其他抗蝕劑：(C1)乙炔醇，及 (C2)以下物質之鹽或加合物：(C2a)胺，及(C2b)包含至少一個醯胺部分之羧酸，(D)至少一種氧化劑，(E)至少一種錯合劑，及(F)水性介質。
此外，本發明之上文所提及之目標係藉由一種用於製造半導體裝置之方法來達成，該方法包含在該CMP組成物存在之情況下研磨含金屬基板。
此外，發現CMP組成物(P)在研磨用於半導體工業中之基板中的用途，該用途實現本發明之目標。
此外，發現CMP組成物(Q)之用途，該CMP組成物(Q)包含以下物質：(A)無機粒子、有機粒子或其混合物或複合物，(D)至少一種氧化劑，(E)至少一種錯合劑，(F)水性介質，(G)強抗蝕劑，其能夠按以下方式強烈地降低待研磨金屬表面之熱靜態蝕刻速率(金屬-hSER)：使得在0.001 mol/L(G)之濃度下，參考組成物(R2)之金屬-hSER與參考組成物(R1)相比降低至少75%，(H)弱抗蝕劑，其能夠按以下方式微弱地降低金屬-hSER：使得在0.001 mol/L(H)之濃度下，參考組成物(R3)之金屬-hSER與參考組成物(R1)相比降低不超過55%， 該CMP組成物(Q)用於化學機械研磨含金屬基板，其中(R1)與CMP組成物(Q)相同但不含(G)及(H)，(R2)與CMP組成物(Q)相同但不含(H)，且(R3)與CMP組成物(Q)相同但不含(G)，金屬-hSER係藉由在60℃下將1×1吋[=2.54×2.54 cm]金屬試件浸入至相應組成物中歷時5分鐘且量測浸漬前及浸漬後之質量損失來測定，該CMP組成物(Q)之用途實現本發明之目標。
較佳具體實例解釋於申請專利範圍及說明書中。應理解，較佳具體實例之組合屬於本發明之範疇內。
可藉由一方法來製造半導體裝置，該方法包含在CMP組成物(P)或(Q)存在之情況下對基板進行CMP。該方法較佳包含對含金屬基板進行CMP，亦即，包含呈元素、合金或化合物(諸如，金屬氮化物或氧化物)形式之金屬的基板。該方法更佳包含對該基板之金屬層進行CMP，最佳包含對該基板之銅層進行CMP，且例如，對包含銅及鉭之基板之銅層進行CMP。
CMP組成物(P)用於研磨半導體工業中所用之任何基板，較佳用於研磨含金屬基板，更佳用於研磨該基板之金屬層，最佳用於研磨該基板之銅層，且例如用於研磨包含銅及鉭之基板之銅層。
關於CMP組成物(Q)及其用途，該組成物係用於研 磨含金屬基板，較佳用於研磨該基板之金屬層，更佳用於研磨該基板之銅層且最佳用於研磨包含銅及鉭之基板之銅層。
根據本發明，CMP組成物含有無機粒子、有機粒子或其混合物或複合物(A)。(A)可為-一種無機粒子，-不同類型之無機粒子之混合物或複合物，-一種有機粒子，-不同類型之有機粒子之混合物或複合物，或-一或多種類型之無機粒子與一或多種類型之有機粒子之混合物或複合物。
複合物為按以下方式包含兩種或兩種以上粒子之複合粒子：使得該兩種或兩種以上粒子以機械方式、化學方式或另一種方式結合至彼此。複合物之實例為核心-外殼粒子，其在外層(外殼)中包含一種粒子且在內層(核心)中包含另一種粒子。
大體上，可含有變化之量的粒子(A)。以相應組成物之總重量計，(A)之量較佳不超過10 wt%，更佳不超過4 wt%，最佳不超過2 wt%，例如不超過1 wt%。以相應組成物之總重量計，(A)之量較佳為至少0.005 wt%，更佳為至少0.01 wt%，最佳為至少0.05 wt%，例如至少0.1 wt%。
大體上，可含有變化之粒度分佈之粒子(A)。粒子(A)之粒度分佈可為單峰(monomodal)或多峰(multimodal)。在多峰粒度分佈情況下，雙峰通常較佳。為了在本發明之 CMP方法期間具有容易可再現之性質特徵及容易可再現之條件，對於(A)而言，單峰粒度分佈為較佳的。(A)最佳具有單峰粒度分佈。
粒子(A)之平均粒度可在寬泛範圍內變化。平均粒度為(A)於水性介質(D)中之粒度分佈之d50值且可使用動態光散射技術來測定。接著，在粒子基本上為球形之假設下計算d50值。平均粒度分佈之寬度為兩交點之間的距離(以x軸之單位給出)，其中粒度分佈曲線與相對粒子計數之50%高度交叉，其中最大粒子計數之高度經標準化為100%高度。
如使用諸如來自Malvern Instruments有限公司之高效粒度分析儀(HPPS)或Horiba LB550之器具藉由動態光散射技術量測，粒子(A)之平均粒度較佳在5至500 nm範圍內，更佳在5至250 nm範圍內，最佳在50至150 nm範圍內且尤其在90至130 nm範圍內。
粒子(A)可具有各種形狀。藉此，粒子(A)可具有一種或基本上僅一種形狀。然而，亦有可能粒子(A)具有不同形狀。舉例而言，可存在兩種不同形狀之粒子(A)。舉例而言，(A)可具有立方體、具有倒角邊緣之立方體、八面體、二十面體、不規則球體或具有或不具有突起或壓痕之球體的形狀。(A)較佳為無突起或壓痕或僅具有極少突起或壓痕之球形。
粒子(A)之化學性質不受特定限制。(A)可具有相同化學性質或為具有不同化學性質之粒子的混合物或複合 物。通常，具有相同化學性質之粒子(A)較佳。大體而言，(A)可為-無機粒子，諸如金屬、金屬氧化物或碳化物，包括類金屬、類金屬氧化物或碳化物，或-有機粒子，諸如聚合物粒子，-無機粒子與有機粒子之混合物或複合物。
粒子(A)較佳為無機粒子。其中，金屬或類金屬之氧化物及碳化物較佳。粒子(A)更佳為氧化鋁、二氧化鈰、氧化銅、氧化鐵、氧化鎳、氧化錳、二氧化矽、氮化矽、碳化矽、氧化錫、二氧化鈦、碳化鈦、氧化鎢、氧化釔、氧化鋯或其混合物或複合物。粒子(A)最佳為氧化鋁、二氧化鈰、二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋯或其混合物或複合物。詳言之，(A)為二氧化矽。舉例而言，(A)為膠態二氧化矽。大體而言，膠態二氧化矽為精細非晶形、無孔的且典型地球形二氧化矽粒子。
在(A)為有機粒子或無機粒子與有機粒子之混合物或複合物的另一具體實例中，聚合物粒子較佳。聚合物粒子可為均聚物或共聚物。共聚物可為例如嵌段共聚物或統計共聚物。均聚物或共聚物可具有各種結構，例如線性、分枝、梳狀、樹枝狀、纏結或交聯結構。可根據陰離子、陽離子、受控基團、游離基機制且藉由懸浮液或乳液聚合方法獲得聚合物粒子。聚合物粒子較佳為以下各者中之至少一者：聚苯乙烯、聚酯、醇酸樹脂、聚胺基甲酸酯、聚內酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醚、聚(N- 烷基丙烯醯胺)、聚(甲基乙烯基醚)；或包含以下各者中之至少一者作為單體單元之共聚物：乙烯基芳族化合物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、順丁烯二酸酐、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯酸或甲基丙烯酸；或其混合物或複合物。其中，具有交聯結構之聚合物粒子較佳。
在(A)為有機粒子或無機粒子與有機粒子之混合物或複合物的另一具體實例中，三聚氰胺粒子較佳。
在(A)為無機粒子與有機粒子之混合物的另一具體實例中，(A)較佳為無機粒子與三聚氰胺粒子之混合物，(A)更佳為選自由氧化鋁、二氧化鈰、二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋯或其混合物或複合物組成之群之無機粒子與三聚氰胺粒子之混合物，且(A)最佳為二氧化矽粒子與三聚氰胺粒子之混合物。
根據本發明，CMP組成物(P)包含作為抗蝕劑(B)的至少一種N-雜環化合物。典型地，將抗蝕劑用於金屬CMP組成物中，尤其用於銅CMP組成物中，以在研磨方法期間減小靜態蝕刻速率同時保持高材料移除速率。
(P)較佳包含一種N-雜環化合物(B)或兩種N-雜環化合物(B)之混合物。(P)更佳僅包含一種N-雜環化合物(B)。
大體而言，可含有變化之量的(B)。以相應組成物之總重量計，(B)之量較佳不超過4 wt%，更佳不超過1 wt%，最佳不超過0.5 wt%，例如不超過0.2 wt%。以相應組成物之總重量計，(B)之量較佳為至少0.0005 wt%，更佳為至 少0.005 wt%，最佳為至少0.01 wt%，例如至少0.05 wt%。
大體而言，(B)可為任何N-雜環化合物。(B)較佳為吡咯、咪唑、吡唑、***、四唑、吡啶、噠、嘧啶、吡、三、噻唑、噻二唑、噻或其衍生物。(B)更佳為咪唑、吡唑、***、四唑或其衍生物。(B)最佳為***或其衍生物。舉例而言，(B)為1,2,3-***、1,2,4-***、苯并***或甲苯基***。
大體而言，(B)可為經取代或未經取代之N-雜環化合物。在(B)為經取代之N-雜環化合物的具體實例中，取代基較佳為鹵素原子、羥基、烷氧基、硫醇、胺基、亞胺基、硝基、羧基、烷基羧基、磺醯基、烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基，更佳為鹵素原子、羥基、烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基，最佳為烷基、芳基或烷基芳基。
大體而言，(B)於水性介質中之溶解度可在寬泛範圍內變化。在大氣壓力下之25℃下之pH 7下，(B)於水中之溶解度較佳為至少0.2 g/L，更佳為至少1 g/L，最佳為至少3 g/L，例如至少6 g/L。該溶解度可藉由使溶劑蒸發且量測飽和溶液中剩餘質量來測定。
根據本發明，CMP組成物(P)包含選自由以下各者組成之群的至少一種其他抗蝕劑(C)：(C1)乙炔醇，及(C2)以下物質之鹽或加合物：(C2a)胺，及(C2b)包含至少一個醯胺部分之羧酸。
(P)較佳包含一種其他抗蝕劑(C)或兩種其他抗蝕劑(C)之混合物。(P)更佳僅包含一種其他抗蝕劑(C)。
大體而言，可含有變化之量的(C)。以相應組成物之總重量計，(C)之量較佳不超過10 wt%，更佳不超過5 wt%，最佳不超過2 wt%，例如不超過0.8 wt%。以相應組成物之總重量計，(C)之量較佳為至少0.001 wt%，更佳為至少0.01 wt%，最佳為至少0.05 wt%，例如至少0.1 wt%。
大體上，(C1)、(C2a)或(C2b)可為經取代或未經取代之化合物。在(C1)、(C2a)或(C2b)為經取代之化合物的具體實例中，取代基較佳為鹵素原子、羥基、烷氧基、硫醇、胺基、亞胺基、硝基、羧基、烷基羧基、磺醯基、烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基，更佳為鹵素原子、羥基、烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基，最佳為烷基、芳基或烷基芳基。
大體而言，(B)於水性介質中之溶解度可在寬泛範圍內變化。在大氣壓力下之25℃下之pH 7下，(B)於水中之溶解度較佳為至少0.2 g/L，更佳為至少1 g/L，最佳為至少3 g/L，例如至少6 g/L。該溶解度可藉由使溶劑蒸發且量測飽和溶液中剩餘質量來測定。
在一個具體實例中，(C)為乙炔醇(C1)。大體上，(C1)可為任何乙炔醇。(C1)較佳為包含***部分之乙炔醇、乙炔二醇或經取代或未經取代之2-丙炔-1-醇。(C1)更佳為包含***部分之乙炔醇或乙炔二醇。
在(C1)為包含***部分之乙炔醇的具體實例中，(C1) 更佳為經(丙-2-炔氧基)取代之醇，最佳為經(丙-2-炔氧基)取代之C1-C15醇，尤其為經(丙-2-炔氧基)取代之C2-C8醇且例如為2-(丙-2-炔氧基)乙醇、2-(丙-2-炔氧基)丙醇、2-(丙-2-炔氧基)丁醇或2-(丙-2-炔氧基)戊醇。
在(C1)為乙炔二醇之具體實例中，(C1)更佳為經二羥基取代之C4-C15炔烴，最佳為經二羥基取代之C4-C8炔烴，尤其為在炔烴鏈之每一末端上具有一個羥基之內C4-C8炔烴且例如為2-丁炔-1,4-二醇。
在(C1)為經取代或未經取代之2-丙炔-1-醇之具體實例中，(C1)較佳為1-烷基-2-丙炔-1-醇、1,1-二烷基-2-丙炔-1-醇或未經取代之2-丙炔-1-醇。1-烷基-2-丙炔-1-醇之實例為3-丁炔-2-醇或4-乙基-1-辛炔-3-醇。1,1-二烷基-2-丙炔-1-醇之實例為2-甲基-3-丁炔-2-醇、1-乙炔基-1-環己醇。
在另一具體實例中，(C)為(C2)以下物質之鹽或加合物：(C2a)胺，及(C2b)包含至少一個醯胺部分之羧酸。
大體而言，(C2)可為(C2a)及(C2b)之任何鹽或加合物。(C2)較佳為(C2a)及(C2b)之鹽，更佳為(C2a)及(C2b)之1：1鹽。
大體上，(C2a)可為任何胺。(C2a)較佳為三烷醇胺，更佳為烷醇部分為C1-C15烷醇之三烷醇胺，最佳為烷醇部分為C1-C8烷醇之三烷醇胺，尤其為烷醇部分為C2-C5烷醇之三烷醇胺，例如三乙醇胺(2,2',2"-氮基參(乙醇))。
大體而言，(C2b)可為包含至少一個醯胺部分之任何羧酸。醯胺部分與羧酸之COOH基團分離，亦即，醯胺部分並不與羧酸之COOH基團共用任何原子。
(C2b)中所含COOH基團數目較佳為1至8，更佳為1至4，最佳為1至2，例如1。(C2b)中所含醯胺部分數目較佳為1至8，更佳為1至4，最佳為1至2，例如1。
(C2b)中所含醯胺部分可為一級醯胺(亦即，醯胺之氮原子僅結合至1個碳原子)、二級醯胺(亦即，醯胺之氮原子結合至2個碳原子)或三級醯胺(亦即，醯胺之氮原子結合至3個碳原子)部分。(C2b)中所含醯胺部分較佳為二級或三級醯胺部分，更佳為二級醯胺部分。
(C2b)較佳為包含至少一個醯胺部分之C2至C40羧酸，更佳為C2至C25羧酸，最佳為C3至C15羧酸，尤其為C3至C8羧酸，例如C4至C6羧酸。就此而言，自COOH基團之碳原子至醯胺部分之碳原子的最長主烷基鏈與測定碳原子數目(Cn)有關，其中數目Cn中包括COOH基團之碳原子及醯胺部分之碳原子。
(C2b)較佳為包含至少一個醯胺部分之不飽和羧酸，更佳為芳基或α,β-不飽和羧酸，最佳為苯甲酸、2-丁烯酸或2-戊烯酸。
在另一具體實例中，(C2b)較佳為包含一個醯胺部分之不飽和羧酸或包含至少一個醯胺部分之不飽和單羧酸，更佳為包含一個醯胺部分之不飽和單羧酸，最佳為包含一個醯胺部分之不飽和C3至C15單羧酸，尤其為經(烷基胺基) 羰基取代之α,β-不飽和C3至C8羧酸或經(烷基胺基)羰基取代之苯甲酸，例如4-[(2-乙基己基)胺基]-4-側氧基異巴豆酸或2-[[(2-乙基己基)甲基胺基]羰基]-苯甲酸。
根據本發明，CMP組成物(P)及(Q)包含至少一種氧化劑(D)，較佳包含一種氧化劑。大體而言，氧化劑為能夠氧化待研磨基板或待研磨基板之層中之一者的化合物。(D)較佳為全類型氧化劑。(D)更佳為過氧化物、過氧硫酸鹽、高氯酸鹽、過溴酸鹽、高碘酸鹽、高錳酸鹽或其衍生物。(D)最佳為過氧化物或過氧硫酸鹽。(D)尤其為過氧化物。舉例而言，(D)為過氧化氫。
大體而言，可含有變化之量的(D)。以相應組成物之總重量計，(D)之量較佳不超過20 wt%，更佳不超過10 wt%，最佳不超過5 wt%，例如不超過2 wt%。以相應組成物之總重量計，(D)之量較佳為至少0.05 wt%，更佳為至少0.1 wt%，最佳為至少0.5 wt%，例如至少1 wt%。
根據本發明，CMP組成物(P)及(Q)包含至少一種錯合劑(E)，例如包含一種錯合劑。大體而言，錯合劑為能夠使待研磨基板或待研磨基板之層中之一者的離子錯合之化合物。(E)較佳為具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸、含N磺酸、含N硫酸、含N膦酸、含N磷酸或其鹽。(E)更佳為具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸或其鹽。(E)最佳為胺基酸或其鹽。舉例而言，(E)為甘胺酸、絲胺酸、丙胺酸、組胺酸或其鹽。
大體而言，可含有變化之量的(E)。以相應組成物之 總重量計，(E)之量較佳不超過20 wt%，更佳不超過10 wt%，最佳不超過5 wt%，例如不超過2 wt%。以相應組成物之總重量計，(E)之量較佳為至少0.001 wt%，更佳為至少0.01 wt%，最佳為至少0.08 wt%，例如至少0.5 wt%。
根據本發明，CMP組成物(P)及(Q)含有水性介質(F)。(F)可為一種水性介質或為不同類型之水性介質之混合物。
大體而言，水性介質(F)可為含有水之任何介質。水性介質(F)較佳為水與可與水混溶之有機溶劑(例如，醇，較佳為C1至C3醇或伸烷基二醇衍生物)之混合物。水性介質(F)更佳為水。水性介質(F)最佳為去離子水。
若除(F)以外的組分之量總共為CMP組成物之x重量%，則(F)之量為CMP組成物之(100-x)重量%。
根據本發明，CMP組成物(Q)含有強抗蝕劑(G)，其能夠按以下方式強烈地降低待研磨金屬表面之熱靜態蝕刻速率(金屬-hSER)：使得在0.001 mol/L(G)濃度下，參考組成物(R2)之金屬-hSER與參考組成物(R1)相比降低至少75%，其中(R1)與CMP組成物(Q)相同但不含(G)及(H)，且(R2)與CMP組成物(Q)相同但不含(H)。
(G)能夠按以下方式強烈地降低金屬-hSER：使得在0.001 mol/L(G)濃度下，(R2)之金屬-hSER與(R1)相比降低較佳至少78%，更佳至少81%，最佳至少84%，例如至少87%。
在待研磨金屬表面為銅表面之具體實例中，(G)能夠按以下方式強烈地降低銅表面之熱靜態蝕刻速率(銅-hSER)：使得在0.001 mol/L(G)濃度下，(R2)之銅-hSER與(R1)相比降低至少75%，較佳至少78%，更佳至少81%，最佳至少85%，例如至少90%。
大體而言，可含有變化之量的(G)。以相應組成物之總重量計，(G)之量較佳不超過4 wt%，更佳不超過1 wt%，最佳不超過0.5 wt%，例如不超過0.2 wt%。以相應組成物之總重量計，(G)之量較佳為至少0.0005 wt%，更佳為至少0.005 wt%，最佳為至少0.01 wt%，例如至少0.05 wt%。
大體上，(G)可具有任何化學性質。(G)較佳為雜環化合物。(G)更佳為吡咯、咪唑、吡唑、***、四唑、吡啶、噠、嘧啶、吡、三、噻唑、噻二唑、噻或其衍生物。(G)最佳為咪唑、吡唑、***、四唑或其衍生物。(G)尤其為***或其衍生物。舉例而言，(G)為1,2,3-***、1,2,4-***、苯并***或甲苯基***。
根據本發明，CMP組成物(Q)含有弱抗蝕劑(H)，其能夠按以下方式微弱地降低金屬-hSER：使得在0.001 mol/L(H)濃度下，參考組成物(R3)之金屬-hSER與參考組成物(R1)相比降低不超過55%，其中(R1)與CMP組成物(Q)相同但不含(G)及(H)，且(R3)與CMP組成物(Q)相同但不含(G)。
(H)能夠按以下方式微弱地降低金屬-hSER：使得在0.001 mol/L(H)濃度下，(R3)之金屬-hSER與參考組成 物(R1)相比降低較佳不超過50%，更佳不超過45%，最佳不超過35%，例如不超過25%。
在待研磨金屬表面為銅表面之具體實例中，(H)能夠按以下方式微弱地降低銅-hSER：使得(R3)之銅-hSER與參考組成物(R1)相比降低不超過55%，較佳不超過50%，更佳不超過45%，最佳不超過35%，例如不超過25%。
大體而言，可含有變化之量的(H)。以相應組成物之總重量計，(H)之量較佳不超過10 wt%，更佳不超過5 wt%，最佳不超過2 wt%，例如不超過0.8 wt%。以相應組成物之總重量計，(H)之量較佳為至少0.001 wt%，更佳為至少0.01 wt%，最佳為至少0.05 wt%，例如至少0.1 wt%。
大體上，(H)可具有任何化學性質。在一個具體實例中，(H)較佳為乙炔醇，更佳為包含***部分之乙炔醇或乙炔二醇，最佳為經(丙-2-炔氧基)取代之C1-C15醇或經二羥基取代之C4-C8炔烴，例如2-(丙-2-炔氧基)乙醇、2-(丙-2-炔氧基)丙醇、2-(丙-2-炔氧基)丁醇、2-(丙-2-炔氧基)戊醇或2-丁炔-1,4-二醇。在另一具體實例中，(H)較佳為胺與包含至少一個醯胺部分之羧酸之鹽或加合物，更佳為三烷醇胺與包含一個醯胺部分之羧酸之鹽或加合物，最佳為三烷醇胺與包含一個醯胺部分之不飽和單羧酸之鹽或加合物，例如三乙醇胺(2,2',2"-氮基參(乙醇))與4-[(2-乙基己基)胺基]-4-側氧基異巴豆酸之鹽或加合物，或三乙醇胺與2-[[(2-乙基己基)甲基胺基]羰基]-苯甲酸之鹽或加合物。
CMP組成物(P)及(Q)之性質(諸如，穩定性及研 磨效能)可取決於相應組成物之pH值。所用組成物或根據本發明之組成物之pH值較佳分別在3至10範圍內，更佳在4.5至8範圍內且最佳在5.5至7範圍內。
所用CMP組成物或根據本發明之CMP組成物亦可在必要時分別含有多種其他添加劑，包括(但不限於)pH值調節劑、穩定劑、界面活性劑等。該等其他添加劑為例如CMP組成物中常用添加劑且因此為熟習此項技術者已知。該添加可(例如)使分散液穩定，或改良研磨效能或不同層之間的選擇性。
若存在添加劑，則可含有變化之量之該添加劑。以相應組成物之總重量計，該添加劑之量較佳不超過10 wt%，更佳不超過1 wt%，最佳不超過0.1 wt%，例如不超過0.01 wt%。以相應組成物之總重量計，該添加劑之量較佳為至少0.0001 wt%，更佳為至少0.001 wt%，最佳為至少0.01 wt%，例如至少0.1 wt%。
對於下文的具體實例，除非另有陳述，否則以wt%(重量百分比)表示之所有濃度範圍或濃度說明均為以相應組成物之總重量計。
根據一個具體實例，CMP組成物(P)包含：(A)二氧化矽粒子，其濃度為0.01至2 wt%，(B)作為抗蝕劑之***或其衍生物，其濃度為0.005至1 wt%，(C)另一種抗蝕劑，其選自由以下各者組成之群(C1)乙炔醇，及 (C2)(C2a)胺與(C2b)包含醯胺部分之羧酸之鹽或加合物，其總濃度為0.01至5 wt%，(D)全類型氧化劑，其濃度為0.05至10 wt%，(E)錯合劑，其選自由具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸、含N磺酸、含N硫酸、含N膦酸、含N磷酸或其鹽組成之群，其濃度為0.01至5 wt%，及(F)水性介質。
根據另一具體實例，CMP組成物(P)包含：(A)二氧化矽粒子，其濃度為0.01至2 wt%，(B)作為抗蝕劑之***或其衍生物，其濃度為0.005至1 wt%，(C)另一種抗蝕劑，其為(C1)包含***部分之乙炔醇其濃度為0.01至5 wt%，(D)作為氧化劑之過氧化物或過氧硫酸鹽，其濃度為0.05至10 wt%，(E)錯合劑，其選自由具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸、含N磺酸、含N硫酸、含N膦酸、含N磷酸或其鹽組成之群，其濃度為0.01至5 wt%，及(F)水性介質。
根據另一具體實例，CMP組成物(P)包含：(A)二氧化矽粒子，其濃度為0.01至2 wt%，(B)作為抗蝕劑之***或其衍生物，其濃度為0.005 至1 wt%，(C)另一種抗蝕劑，其為(C1)乙炔二醇其濃度為0.01至5 wt%，(D)作為氧化劑之過氧化物或過氧硫酸鹽，其濃度為0.05至10 wt%，(E)錯合劑，其選自由具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸、含N磺酸、含N硫酸、含N膦酸、含N磷酸或其鹽組成之群，其濃度為0.01至5 wt%，及(F)水性介質。
根據另一具體實例，CMP組成物(P)包含：(A)二氧化矽粒子，其濃度為0.01至2 wt%，(B)作為抗蝕劑之***或其衍生物，其濃度為0.005至1 wt%，(C)另一種抗蝕劑，其為(C2)以下物質之鹽或加合物：(C2a)三烷醇胺，及(C2b)包含至少一個醯胺部分之不飽和羧酸，其濃度為0.01至5 wt%，(D)作為氧化劑之過氧化物或過氧硫酸鹽，其濃度為0.05至10 wt%，(E)錯合劑，其選自由具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸、含N磺酸、含N硫酸、含N膦酸、含N磷酸或其鹽組成之群，其濃度為0.01至5 wt%，及 (F)水性介質。
根據另一具體實例，CMP組成物(P)包含：(A)二氧化矽粒子，其濃度為0.01至2 wt%，(B)作為抗蝕劑之1,2,3-***、1,2,4-***、苯并***或甲苯基***，其濃度為0.005至1 wt%，(C)另一種抗蝕劑，其為(C1)經(丙-2-炔氧基)取代之醇其濃度為0.01至5 wt%，(D)作為氧化劑之過氧化物，其濃度為0.05至10 wt%，(E)作為錯合劑之具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸或其鹽，其濃度為0.01至5 wt%，及(F)水性介質。
根據另一具體實例，CMP組成物(P)包含：(A)二氧化矽粒子，其濃度為0.01至2 wt%，(B)作為抗蝕劑之1,2,3-***、1,2,4-***、苯并***或甲苯基***，其濃度為0.005至1 wt%，(C)另一種抗蝕劑，其為(C2)以下物質之鹽或加合物(C2a)三烷醇胺，及(C2b)經(烷基胺基)羰基取代之α,β-不飽和C3至C8羧酸，或經(烷基胺基)羰基取代之苯甲酸，其濃度為0.01至5 wt%，(D)作為氧化劑之過氧化物，其濃度為0.05至10 wt%，(E)作為錯合劑之具有至少兩個COOH基團之羧酸、 含N羧酸或其鹽，其濃度為0.01至5 wt%，及(F)水性介質。
製備CMP組成物之方法大體為已知的。該等方法可應用於製備本發明之CMP組成物。此可藉由以下操作而進行：使上文所描述之組分(A)及(B)分散或溶解於水性介質(C)(較佳為水)中，且視情況經由添加酸、鹼、緩衝劑或pH值調節劑來調節pH值。為達成此目的，可使用常用及標準混合方法及混合裝置(諸如，攪拌容器、高剪切葉輪、超音波混合器、均質器噴嘴或逆流混合器)。
CMP組成物(P)較佳藉由以下步驟製備：分散粒子(A)，使組分(B)、(C)、(D)及(E)分散及/或溶解於水性介質(F)中。CMP組成物(Q)較佳藉由以下步驟製備：分散粒子(A)，使組分(G)、(H)、(D)及(E)分散及/或溶解於水性介質(F)中。
研磨方法大體為已知的且可在製造具有積體電路之晶圓中通常用於CMP之條件下藉由某些方法及設備進行。對於可用於進行研磨方法之設備不存在限制。
如此項技術中已知，用於CMP方法之典型設備由以研磨墊覆蓋之旋轉壓板組成。亦使用軌道式研磨器。晶圓安裝於載體或夾盤上。晶圓之加工面面向研磨墊(單面研磨方法)。保持環(retaining ring)將晶圓固定於水平位置。
在載體下方，亦大體水平定位較大直徑壓板且呈現與待研磨晶圓之表面平行的表面。壓板上之研磨墊在平坦化方法期間與晶圓表面接觸。
為了產生材料損失，將晶圓按壓至研磨墊上。通常使載體與壓板兩者圍繞其自載體及壓板垂直延伸之各別軸旋轉。旋轉載體軸可相對於旋轉壓板保持固定於適當位置或可相對於壓板水平振盪。載體之旋轉方向典型地(但未必)與壓板之旋轉方向相同。載體及壓板之旋轉速度大體上(但未必)設定為不同值。在本發明之CMP方法期間，通常以連續串流形式或以逐滴方式將本發明之CMP組成物施用至研磨墊上。壓板溫度通常設定為10℃至70℃之溫度。
可藉由(例如)用軟墊(通常被稱為襯底膜)覆蓋之鋼製平板施加晶圓上之負載。若使用更先進設備，則用負載有空氣或氮氣壓力之可撓性隔膜將晶圓按壓至研磨墊上。因為晶圓上之向下壓力分佈比具有硬壓板設計之載體之向下壓力分佈更均勻，所以當使用硬研磨墊時，此隔膜載體對於低向下力方法較佳。根據本發明，亦可使用具有控制晶圓上壓力分佈之選項的載體。該等載體通常經設計而具有可獨立於彼此負載之若干不同腔室。
關於其他細節，參考WO 2004/063301 A1，尤其第16頁第[0036]段至第18頁第[0040]段以及圖2。
藉由本發明之CMP方法及/或使用本發明之CMP組成物(P)及(Q)，可獲得具有極佳功能性之具有包含金屬層之積體電路的晶圓。
本發明之CMP組成物(P)及(Q)可作為即用型漿料用於CMP方法中，其具有長存放期且展示長期穩定粒度分佈。因此其易於處置及儲存。其展示極佳研磨效能，尤其 在材料移除速率(MRR)、靜態蝕刻速率(SER)及選擇性方面。舉例而言，當研磨包含銅層之基板時，可獲得高MRR、低金屬-hSER、低金屬-cSER、低金屬-hMSER、MRR與金屬-hSER之高比率、MRR與金屬-cSER之高比率、MRR與金屬-hMSER之高比率的組合。因為CMP組成物(P)及(Q)之組分之量縮減至最小值，所以CMP組成物(P)及(Q)可以成本有效方式使用。
實施例及比較實施例 分析方法
藉由pH電極(Schott，Blue line，pH 0-14/-5...100℃/3 mol/L氯化鈉)量測pH值。
藉由在60℃下將1×1吋[=2.54×2.54 cm]金屬試件浸入至相應組成物中歷時5分鐘且量測浸漬前及浸漬後之質量損失來測定金屬-hSER。
藉由在25℃下將1×1吋[=2.54×2.54 cm]金屬試件浸入至相應組成物中歷時5分鐘且量測浸漬前及浸漬後之質量損失來測定金屬-cSER。
藉由以下操作來測定金屬-hMSER：在60℃下將1×1吋[=2.54×2.54 cm]金屬試件浸入至相應組成物中歷時5分鐘，且在添加500 ppm金屬鹽(例如，金屬硝酸鹽)以模仿研磨方法中釋放之金屬離子後，量測浸漬前及浸漬後之質量損失。
藉由在25℃下將1×1吋[=2.54×2.54 cm]銅試件浸入至相應組成物中歷時5分鐘且量測浸漬前及浸漬後之質量損 失來測定銅層之冷靜態蝕刻速率(Cu-cSER)。
藉由在60℃下將1×1吋[=2.54×2.54 cm]銅試件浸入至相應組成物中歷時5分鐘且量測浸漬前及浸漬後之質量損失來測定銅層之熱靜態蝕刻速率(Cu-hSER)。
藉由以下操作來測定關於銅層之熱銅離子靜態蝕刻速率(Cu-hCSER)：在60℃下將1×1吋[=2.54×2.54 cm]銅試件浸入至相應組成物中歷時5分鐘，且在添加500 ppm Cu(NO3)2以模仿研磨方法中釋放之銅離子後，量測浸漬前及浸漬後之質量損失。
CMP實驗之通用程序
使用Bühler台式研磨器在2吋[=5.08 cm]銅盤水準上評估調配物之第一趨勢。對於其他評估及確認，使用200 mm Strasbaugh 6EC研磨器(研磨時間為60秒)。
對於實驗台上評估，選擇以下參數：Powerpro 5000 Bühler.DF=40 N，工作台速度150 rpm，壓板速度150 rpm，漿料流速200 ml/min，調節時間20秒，研磨時間1分鐘，IC1000墊，鑽石調節器(3 M)。
在將新類型CMP組成物用於CMP前，藉由數次清掃調節墊。對於移除速率之測定，研磨至少3個晶圓且對自該等實驗獲得之資料取平均值。
在局部供應台中攪拌CMP組成物。
使用Sartorius LA310 S天平，藉由CMP之前與CMP之後的經塗覆晶圓之重量差來測定藉由CMP組成物研磨之2吋[=5.08 cm]盤的材料移除速率(MRR)。因為已知研磨材 料之密度(銅為8.94 g/cm3)及表面積，所以可將重量差轉換為膜厚度差。用膜厚度差除以研磨時間得到材料移除速率值。
無機粒子、有機粒子、其混合物或複合物(A)
用作粒子(A)之二氧化矽粒子為NexSilTM(Nyacol)型。NexSilTM 85K為經鉀穩定之膠態二氧化矽，其典型粒度為50 nm且典型表面積為55 m2/g。NexSilTM 5為經鈉穩定之膠態二氧化矽，其典型粒度為6 nm且典型表面積為450 m2/g。
藉由將三聚氰胺添加至漿料中來在溶液中形成用作粒子(A)之三聚氰胺粒子。粒子通常具有寬泛粒度分佈，但不限於大粒度分佈。可藉由熟習此項技術者已知的溶解方法將三聚氰胺碾磨或混合至水性介質中。
其他抗蝕劑(C)：
2-(丙-2-炔氧基)丙醇
2-(丙-2-炔氧基)戊醇
2-丁炔-1,4-二醇
FC1=三乙醇胺(2,2',2"-氮基參(乙醇))與4-[(2-乙基己基)胺基]-4-側氧基異巴豆酸之鹽或加合物
FC2=三乙醇胺(2,2,2"-氮基參(乙醇))與2-[[(2-乙基己基)甲基胺基]羰基]-苯甲酸之鹽或加合物。
實施例1至8(本發明組成物)及比較實施例V1至V4(比較組成物)
製備含有如表1及2中列舉之組分的水性分散液，提 供實施例1至6及比較實施例V1至V2之CMP組成物(P)。對於所有該等實施例，將pH值用KOH或HNO3調節為6。
製備含有如表2中列舉之組分的水性分散液，提供實施例7至8及比較實施例V3至V4之CMP組成物(Q)。對於所有該等實施例，將pH值用KOH或HNO3調節為6。
實施例1至6及比較實施例V1至V2之CMP組成物(P)之研磨效能的資料於表1中給出。
實施例7至8及比較實施例V3至V4之CMP組成物(Q)之研磨效能的資料於表2中給出。
表2：實施例7至8及比較實施例V3至V4之組成物，使用該等組成物之銅CMP方法中的Cu-cSER、Cu-hSER、Cu-hCSER、pH值及材料移除速率(MRR)，其中水性介質(F)為去離子水。
本發明之CMP組成物之該等實施例改良研磨效能。
圖1展示不同參考組成物之Cu-hSER：y1=Cu-hSER(Å/min)，x1=參考組成物中抗蝕劑之濃度
圖1中位於y1軸上之菱形(其經箭頭與(R1a)相關聯)表示包含0.2 wt% NexSilTM 85K、0.5 wt%甘胺酸、1 wt% H2O2且pH值為6之參考組成物(R1a)。
圖1中之其他菱形表示包含0.2 wt% NexSilTM 85K、0.5 wt%甘胺酸、1 wt% H2O2及不同濃度之1,2,4-***且pH值為6之參考組成物(R2a)，其中1,2,4-***之濃度於x1軸上指定。
圖1中之三角形表示包含0.2 wt% NexSilTM 85K、0.5 wt%甘胺酸、1 wt% H2O2及不同濃度之苯并***且pH值為6之參考組成物(R2b)，其中苯并***之濃度於x1軸上指定。
圖1中之圓形表示包含0.2 wt% NexSilTM 85K、0.5 wt%甘胺酸、1 wt% H2O2及不同濃度之甲苯基***且pH值為6之參考組成物(R2c)，其中甲苯基***之濃度於x1軸上指定。
圖1中之正方形表示包含0.2 wt% NexSilTM 85K、0.5 wt%甘胺酸、1 wt% H2O2及不同濃度之2-(丙-2-炔氧基)丙醇且pH值為6之參考組成物(R2d)，其中2-(丙-2-炔氧基)丙醇之濃度於x1軸上指定。

Claims (18)

  1. 一種化學機械研磨(「CMP」)組成物(P)，其包含(A)無機粒子、有機粒子或其混合物或複合物，(B)至少一種N-雜環化合物，其係作為抗蝕劑，(C)至少一種其他抗蝕劑，其為(C2)以下物質之鹽或加合物(C2a)胺，及(C2b)包含醯胺部分之羧酸，(D)至少一種氧化劑，(E)至少一種錯合劑，及(F)水性介質，其中該CMP組成物具有在3至7範圍的pH。
  2. 如申請專利範圍第1項之CMP組成物，其中(B)為咪唑、吡唑、***、四唑或其衍生物。
  3. 如申請專利範圍第2項之CMP組成物，其中(B)為***或其衍生物。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項之CMP組成物，其中(C2a)為三烷醇胺。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項之CMP組成物，其中(C2b)為包含一個醯胺部分之不飽和單羧酸。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項之CMP組成物，其中(A)為二氧化矽粒子。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項之CMP組成物，其中(D)為過氧化合物。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項之CMP組成物，其中(E)為具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸、含N磺酸、含N硫酸、含N膦酸、含N磷酸或其鹽。
  9. 如申請專利範圍第1項之CMP組成物，其包含(A)二氧化矽粒子，其濃度為0.01至2wt%，(B)作為抗蝕劑之***或其衍生物，其濃度為0.005至1wt%，(C)另一種抗蝕劑，其為(C2)以下物質之鹽或加合物(C2a)三烷醇胺，及(C2b)包含至少一個醯胺部分之不飽和羧酸，其濃度為0.01至5wt%，(D)作為氧化劑之過氧化物或過氧硫酸鹽，其濃度為0.05至10wt%，(E)錯合劑，其選自由具有至少兩個COOH基團之羧酸、含N羧酸、含N磺酸、含N硫酸、含N膦酸、含N磷酸或其鹽組成之群，其濃度為0.01至5wt%，及(F)水性介質。
  10. 一種製造半導體之方法，其包含在如申請專利範圍第1項至第9項中任一項定義之CMP組成物存在的情況下，對含金屬基板進行化學機械研磨。
  11. 一種如申請專利範圍第1項至第9項中任一項定義之CMP組成物之用途，其係用於研磨用於半導體工業中之任何基板。
  12. 一種化學機械研磨(「CMP」)組成物(P)，其包含(A)無機粒子、有機粒子或其混合物或複合物，(B)至少一種N-雜環化合物，其係作為抗蝕劑，(C)至少一種其他抗蝕劑，其為(C1)經(丙-2-炔氧基)取代之醇，(D)至少一種氧化劑，(E)至少一種錯合劑，及(F)水性介質，其中該CMP組成物具有在3至7範圍的pH。
  13. 如申請專利範圍第12項之CMP組成物，其中(B)為咪唑、吡唑、***、四唑或其衍生物。
  14. 如申請專利範圍第13項之CMP組成物，其中(B)為***或其衍生物。
  15. 如申請專利範圍第12項或第13項中任一項之CMP組成物，其中(A)為二氧化矽粒子。
  16. 一種製造半導體裝置之方法，其包含在如申請專利範圍第12項至第15項中任一項定義之CMP組成物存在的情況下，對含金屬基板進行化學機械研磨。
  17. 一種如申請專利範圍第12項至第15項中任一項定義之CMP組成物之用途，其係用於研磨用於半導體工業中之任何基板。
  18. 一種CMP組成物(Q)之用途，該CMP組成物(Q)包含(A)無機粒子、有機粒子或其混合物或複合物， (D)至少一種氧化劑，(E)至少一種錯合劑，(F)水性介質，(G)強抗蝕劑，其能夠按以下之方式強烈地降低待研磨金屬表面之熱靜態蝕刻速率(金屬-hSER)：在0.001mol/L(G)之濃度下，使參考組成物(R2)之金屬-hSER與參考組成物(R1)相比降低至少75%，(H)弱抗蝕劑，其能夠按以下之方式微弱地降低金屬-hSER：在0.001mol/L(H)之濃度下，使參考組成物(R3)之金屬-hSER與參考組成物(R1)相比降低不超過55%，其係用於含金屬基板之化學機械研磨，其中(R1)與CMP組成物(Q)相同但不含(G)及(H)，(R2)與CMP組成物(Q)相同但不含(H)，且(R3)與CMP組成物(Q)相同但不含(G)，其中該CMP組成物具有在3至7範圍的pH。
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