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CN111117492A - 对于浅沟槽隔离(STI)工艺抑制SiN去除速率并减少氧化物沟槽凹陷 - Google Patents

对于浅沟槽隔离(STI)工艺抑制SiN去除速率并减少氧化物沟槽凹陷 Download PDF

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CN111117492A
CN111117492A CN201911058969.3A CN201911058969A CN111117492A CN 111117492 A CN111117492 A CN 111117492A CN 201911058969 A CN201911058969 A CN 201911058969A CN 111117492 A CN111117492 A CN 111117492A
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substituted organic
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K·P·穆瑞拉
J·D·罗斯
周鸿君
M·L·奥内尔
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Versum Materials US LLC
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Abstract

本发明提供了用于浅沟槽隔离(STI)应用的化学机械平面化抛光(CMP)组合物。该CMP组合物包含二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒作为磨料，例如二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒；选自以下的化学添加剂：含有炔键和至少两个或多个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子、在同一分子中具有至少两个或多个羟基官能团的有机分子及其组合；水溶性溶剂；和任选地，杀生物剂和pH调节剂；其中所述组合物的pH为2至12，优选3至10，并且更优选4至9。

Description

对于浅沟槽隔离(STI)工艺抑制SiN去除速率并减少氧化物沟 槽凹陷
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年10月31日提交的美国临时专利申请号62/753,431的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及浅沟槽隔离(STI)化学机械平面化(CMP)组合物和用于浅沟槽隔离(STI)工艺的化学机械平面化(CMP)。
背景技术
在微电子器件的制造中，涉及的重要步骤是抛光，特别是用于回收选择的材料和/或使结构平面化的化学机械抛光的表面。
例如，在SiO2层之下沉积SiN层以用作抛光停止层。这样的抛光停止层的作用在浅沟槽隔离(STI)结构中特别重要。氧化硅：氮化硅的去除选择性典型地表示为氧化硅抛光速率与氮化硅抛光速率的比率。一个实例是二氧化硅(SiO2)与氮化硅(SiN)相比提高的抛光速率选择性。
在图案化STI结构的整体平面化中，降低SiN膜去除速率和减少氧化物沟槽凹陷是待考虑的两个关键因素。较低的沟槽氧化物损失将防止相邻晶体管之间的漏电。跨管芯(die)(管芯内)的不均匀沟槽氧化物损失将影响晶体管性能和器件制造产率。严重的沟槽氧化物损失(高氧化物沟槽凹陷)将导致晶体管的不良隔离，从而导致器件故障。因此，在STI CMP抛光组合物中重要的是通过减少氧化物沟槽凹陷来减少沟槽氧化物损失。
美国专利5,876,490公开了含有磨料颗粒并表现出法向应力效应(normal stresseffect)的抛光组合物。浆料还含有非抛光颗粒，其在凹进处导致抛光速率降低，而磨料颗粒在升高处保持高抛光速率。这导致改善的平面化。更具体地，该浆料包含氧化铈颗粒和聚合物电解质，并且可以用于浅沟槽隔离(STI)抛光应用。
美国专利6,964,923教导了用于浅沟槽隔离(STI)抛光应用的含有氧化铈颗粒和聚合物电解质的抛光组合物。所使用的聚合物电解质包括聚丙烯酸的盐，类似于美国专利5,876,490中的那些。二氧化铈、氧化铝、二氧化硅和氧化锆用作磨料。这样的列出的聚电解质的分子量为300至20,000，但总体上＜100,000。
美国专利6,616，514公开了化学机械抛光浆料，其用于通过化学机械抛光从制品的表面相对于氮化硅优先去除第一物质。根据该发明的化学机械抛光浆料包含磨料、水性介质和不解离质子的有机多元醇，所述有机多元醇包括具有至少三个在水性介质中不解离的羟基的化合物，或由至少一种具有至少三个在水性介质中不解离的羟基的单体形成的聚合物。
然而，那些现有技术公开的浅沟槽隔离(STI)抛光组合物并未传达SiN膜去除速率抑制和氧化物沟槽凹陷减少和在抛光的图案化晶片上更均匀的氧化物沟槽凹陷以及高氧化物：氮化物选择性的重要性。
因此，从前述内容应该容易理解，在本领域内仍然需要STI化学机械抛光的组合物、方法和系统，其除了提供高二氧化硅去除速率以及高二氧化硅：氮化硅选择性以外，还可以在STI化学和机械抛光(CMP)过程中提供降低的SiN膜去除速率和减小的氧化物沟槽凹陷及在抛光的图案化晶片上各种尺寸的氧化物沟槽特征之间更均匀的氧化物沟槽凹陷。
发明内容
本发明提供了用于抑制SiN膜去除速率和提高氧化硅：氮化硅去除选择性(或TEOS∶SiN选择性)和减少在抛光的图案化晶片上的氧化物沟槽凹陷的STI CMP抛光组合物。
本发明的STI CMP抛光组合物还通过在用于宽pH范围(包括酸性、中性和碱性pH条件)的浅沟槽隔离(STI)CMP应用的化学机械抛光(CMP)组合物中引入化学添加剂作为SiN膜去除速率抑制剂和氧化物沟槽凹陷减少剂来提供高氧化物：氮化物选择性。
所公开的用于浅沟槽隔离(STI)CMP应用的化学机械抛光(CMP)组合物具有使用二氧化铈涂覆的无机氧化物磨料颗粒和作为氧化物沟槽凹陷减少剂和氮化物抑制剂的合适的化学添加剂的独特组合。
在一个方面，提供了一种STI CMP抛光组合物，其包含：
二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒；
选自以下的化学添加剂：含有炔键(acetylene bond)和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子(organic acetylene molecule)；在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子；及其组合；
水溶性溶剂；和
任选地
杀生物剂；和
pH调节剂；
其中所述组合物的pH为2至12，优选3至10，更优选4至9，最优选4.5至7.5。
二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒包括但不限于二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的高纯度胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的氧化铝、二氧化铈涂覆的二氧化钛、二氧化铈涂覆的氧化锆或任何其他二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒。
水溶性溶剂包括但不限于去离子(DI)水、蒸馏水和醇类有机溶剂。
存在两种类型或两个组的化学添加剂。
第I组化学添加剂包括含有炔键和至少两个或多个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子。
第II组化学添加剂在同一非离子有机分子中包含至少两个或多个羟基。
该化学添加剂用作SiN膜去除速率抑制剂和氧化物沟槽凹陷减少剂。
第I组化学添加剂包括含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子，具有如下所示的一般分子结构：
Figure BDA0002256031370000041
在该一般分子结构中，R1和R2可以相同或不同，并且各自独立地选自具有直链或支链的烷基CnH2n+1；其中n为1至12，优选1至10，并且更优选1至6。
对于乙氧基化物重复单元，q和m可以相同或不同。
q和m独立地选自1至100，优选3至50，并且更优选5至30。
下面列出了这种类型的化学添加剂的一些实例：
Figure BDA0002256031370000042
Figure BDA0002256031370000051
第I组化学添加剂的实例包括但不限于根据重复乙氧基化物单元的长度而具有不同的亲水/亲脂平衡(HLB)值(亲水基团对疏水基团的重量百分比；例如，在结构中亲水部分是环氧乙烷，而疏水部分是环氧丙烷)的非离子表面活性剂。不同的重复乙氧基化物单元还在去离子水中提供不同的溶解度。
包含乙氧基化炔二醇(ethoxylated acetylene glycol)的非离子型表面活性剂，例如来自Evonik的乙氧基化炔二醇表面活性剂DynolTM型或
Figure BDA0002256031370000052
型的有机表面活性剂，被视为和用作第I组化学添加剂。
实例是DYNOLTM 604、DYNOLTM 607、DYNOLTM 800、DYNOLTM810、
Figure BDA0002256031370000053
FS-85、
Figure BDA0002256031370000054
104、
Figure BDA0002256031370000055
465；
Figure BDA0002256031370000056
485、
Figure BDA0002256031370000057
5160、
Figure BDA0002256031370000058
PSA366；
Figure BDA0002256031370000059
SE；和
Figure BDA00022560313700000510
SE-F。
DynolTM 607和DynolTM 604包括结构(2)乙氧基化2，5，8，11-四甲基-6-十二炔-5，8-二醇。
在一个实施方式中，第II组的化学添加剂具有如下所示的分子结构：
Figure BDA00022560313700000511
在一般分子结构(a)中，n选自2至5,000，优选3至12，并且更优选4至6。
在这些一般分子结构中，R1、R2和R3基团可以是相同或不同的原子或官能团。
R1、R2和R3可以独立地选自氢；烷基CnH2n+1，n为1至12，优选为1至6，更优选为1至3；烷氧基；具有一个或多个羟基的有机基团；取代的有机磺酸；取代的有机磺酸盐；取代的有机羧酸；取代的有机羧酸盐；有机羧酸酯；有机胺基；及其组合；其中至少两个是氢原子。
在另一个实施方式中，第II组化学添加剂具有如下所示的一般结构：
Figure BDA0002256031370000061
在这种结构中，一个-CHO官能团位于分子的一端作为末端官能团；n选自2至5,000，3至12，优选4至7。
R1和R2各自可以独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺基及其组合。
在又一个实施方式中，第II组化学添加剂具有选自至少一个(c)、至少一个(d)、至少一个(e)及其组合的分子结构；
Figure BDA0002256031370000062
Figure BDA0002256031370000071
在这些一般分子结构中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14可以是相同或不同的原子或官能团。
它们可以独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺基及其组合；其中至少两个或更多个，优选四个或更多个是氢原子。
而在另一个实施方式中，第II组化学添加剂含有至少一个六元环结构基型(motif)醚，其与至少一个在分子单元结构中含有多个羟基官能团的多元醇分子单元或者至少一个在分子单元结构中含有多个羟基官能团的多元醇分子单元和至少一个六元环多元醇键合。多元醇是含有羟基的有机化合物。
化学添加剂的一般分子结构在(f)中显示：
Figure BDA0002256031370000072
在结构(f)中，一般分子结构(f)中的R1至R5基团中的至少一个R是具有(i)所示结构的多元醇分子单元：
Figure BDA0002256031370000081
其中n和m可以相同或不同。m或n独立地选自1至5，优选地1至4，更优选地1至3，并且最优选地1至2；R6至R9可以是相同或不同的原子或官能团；R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；并且它们中的至少两个是氢原子；和
R1至R5的组中的其余R各自可以独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺、具有(ii)所示结构的六元环多元醇：
Figure BDA0002256031370000082
其中通过从(ii)中的R11至R14中除去一个R，结构(ii)通过氧碳键连接至结构(f)，其余R10至R14各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；
及其组合。
一般分子结构(f)在R1至R9的组中至少两个、至少四个或至少六个R为氢原子。因此，该化学添加剂在其分子结构中含有至少两个、至少四个或至少六个羟基官能团。
第II组化学添加剂的实例包括麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脱水山梨糖醇、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、内-赤藓糖醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其组合。优选的化学添加剂是麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-(+)-甘露糖、β-乳糖及其组合。更优选的化学添加剂是麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合。
在一些实施方式中，CMP抛光组合物可以制成两种或更多种组分并在使用时混合。
在另一个方面，提供了一种在浅沟槽隔离(STI)工艺中使用上述化学机械抛光(CMP)组合物对具有至少一个包含二氧化硅的表面的衬底进行化学机械抛光(CMP)的方法。
在另一个方面，提供了一种在浅沟槽隔离(STI)工艺中使用上述化学机械抛光(CMP)组合物对具有至少一个包含二氧化硅的表面的衬底进行化学机械抛光(CMP)的系统。
抛光的氧化物膜可以是化学气相沉积(CVD)、等离子增强CVD(PECVD)、高密度沉积CVD(HDP)或旋涂氧化物膜。
上文公开的衬底可以进一步包含氮化硅表面。SiO2：SiN去除选择性大于30，优选大于60，更优选大于100。
具体实施方式
在图案化STI结构的整体平面化中，抑制SiN去除速率和减少各种尺寸的氧化物沟槽特征之间的氧化物沟槽凹陷是有待考虑的关键因素。较低的沟槽氧化物损失防止相邻晶体管之间的漏电。跨管芯(管芯内)的不均匀沟槽氧化物损失将影响晶体管性能和器件制造产率。严重的沟槽氧化物损失(高氧化物沟槽凹陷)将导致晶体管的不良隔离，从而导致器件故障。因此，在STI CMP抛光组合物中重要的是通过减少氧化物沟槽凹陷来减少沟槽氧化物损失。
本发明涉及用于浅沟槽隔离(STI)CMP应用的化学机械抛光(CMP)组合物。
更具体地，所公开的用于浅沟槽隔离(STI)CMP应用的化学机械抛光(CMP)组合物具有使用二氧化铈涂覆的无机氧化物磨料颗粒和作为氧化物沟槽凹陷减少剂和氮化物去除速率抑制剂的合适的化学添加剂的独特组合。
合适的化学添加剂包括但不限于含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子(第I组)；在同一分子上携带至少两个羟基官能团的有机分子(第II组)；及其组合。
在STI CMP抛光组合物中使用这两组化学添加剂提供了以下益处：实现高氧化物膜去除速率、低SiN膜去除速率、高且可调的氧化物：SiN选择性，和更重要的是，提供显著减少的氧化物沟槽凹陷并改善抛光图案化晶片上的过抛光窗口稳定性。
在一个方面，提供了一种STI CMP抛光组合物，其包含：
二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒；
化学添加剂，其选自含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子；在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子；及其组合；
水溶性溶剂；和
任选地
杀生物剂；和
pH调节剂；
其中所述组合物的pH为2至12，优选3至10，更优选4至9，并且最优选4.5至7.5。
二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒包括但不限于二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的高纯度胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的氧化铝、二氧化铈涂覆的二氧化钛、二氧化铈涂覆的氧化锆或任何其他二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒。
本文公开的发明中，这些二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒的粒度范围为10nm至1,000nm，优选的平均粒度范围为20nm至500nm，更优选的平均粒径范围为50nm至250nm。
这些二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒的浓度范围为0.01重量％至20重量％，优选浓度范围为0.05重量％至10重量％，更优选浓度范围为0.1重量％至5重量％。
优选的二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒是二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒。
水溶性溶剂包括但不限于去离子(DI)水、蒸馏水和醇类有机溶剂。
优选的水溶性溶剂是去离子水。
STI CMP组合物可以含有0.0001重量％至0.05重量％，优选0.0005重量％至0.025重量％，更优选0.001重量％至0.01重量％的杀生物剂。
杀生物剂包括但不限于来自Dupont/Dow Chemical Co.的KathonTM、KathonTMCG/ICPII，以及来自Dupont/Dow Chemical Co.的Bioban。它们具有5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的活性成分。
STI CMP组合物可以含有pH调节剂。
可以使用酸性或碱性pH调节剂来将STI抛光组合物调节至优化的pH值。
pH调节剂包括但不限于硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、其他无机或有机酸及其混合物。
pH调节剂还包括碱性pH调节剂，例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、四烷基氢氧化铵、有机季铵氢氧化物、有机胺和其他可用于将pH向更碱性方向调节的化学试剂。
STI CMP组合物含有0重量％至1重量％；优选0.01重量％至0.5重量％；更优选0.1重量％至0.25重量％的pH调节剂。
存在两组化学添加剂。
第I组化学添加剂包括含有炔键和至少两个或多个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子。
更具体地，第一组化学添加剂包含至少一个碳碳三键与直链或支链烷基(其连接至与另一个碳原子形成所述三键的碳原子)，及乙氧基化物重复单元(其连接至与另一个碳原子形成所述三键的碳原子)，及一些羟基官能团作为末端基团。
第二组化学添加剂在同一非离子有机分子中包含至少两个或多个羟基。
STI CMP组合物包含0.0001重量％至1.0重量％，优选0.0005重量％至0.5重量％，更优选O.001重量％至0.25重量％，最优选0.002重量％至0.15重量％的第I组化学添加剂。
STI CMP组合物包含0.001重量％至2.0重量％，优选0.0025重量％至1.0重量％，并且优选0.05重量％至0.5重量％的第II组化学添加剂。
作为含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子的化学添加剂具有如下所示的一般分子结构：
Figure BDA0002256031370000121
在该一般分子结构中，R1和R2可以相同或不同，并且其各自独立地选自具有直链或支链的烷基CnH2n+1；其中n为1至12，优选1至10，并且更优选1至6。
对于乙氧基化物基团，q和m可以相同或不同。
q和m独立地选自1至100，优选3至50，更优选5至30。
下面列出了这种类型的化学添加剂的一些实例：
Figure BDA0002256031370000131
第I组化学添加剂的实例包括但不限于根据重复乙氧基化物单元的长度具有不同的亲水/亲脂平衡(HLB)值(亲水基团对疏水基团的重量百分比；例如，在结构中亲水部分是环氧乙烷，而疏水部分是环氧丙烷)的非离子表面活性剂。不同的重复乙氧基化物单元在去离子水中还提供不同的溶解度。
来自Evonik的乙氧基化炔二醇表面活性剂DynolTM型或
Figure BDA0002256031370000132
型的有机表面活性剂被视为和用作第I组化学添加剂。
例如，DynolTM 607和DynolTM 604包括结构(2)乙氧基化2，5，8，11-四甲基-6-十二炔-5，8-二醇。
在一个实施方式中，第II组的化学添加剂具有如下所示的分子结构：
Figure BDA0002256031370000141
在一般分子结构(a)中，n选自2至5，000，优选3至12，并且更优选4至6。
在这些一般分子结构中；R1、R2和R3基团可以是相同或不同的原子或官能团。
R1、R2和R3可以独立地选自氢；烷基CnH2n+1，n为1至12，优选为1至6，更优选为1至3；烷氧基；具有一个或多个羟基的有机基团；取代的有机磺酸；取代的有机磺酸盐；取代的有机羧酸；取代的有机羧酸盐；有机羧酸酯；有机胺基；及其组合；其中至少两个或更多个，优选四个或更多个是氢原子。
当R1、R2和R3都是氢原子且n≥2时，化学添加剂携带至少两个羟基官能团。下面列出了这样的化学添加剂的一些实例的分子结构：
Figure BDA0002256031370000142
Figure BDA0002256031370000151
在另一个实施方式中，第II组化学添加剂具有如下所示的一般结构：
Figure BDA0002256031370000152
在这一结构中，一个-CHO官能团位于分子的一端作为末端官能团；n选自2至5,000，3至12，优选4至7。
R1和R2各自可以独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺基及其组合。
当R1和R2均为氢原子且n＝3时，化学添加剂为D-阿拉伯糖或L-阿拉伯糖：
Figure BDA0002256031370000161
当R1和R2均为氢原子且n＝4时，化学添加剂为D-甘露糖或L-甘露糖：
Figure BDA0002256031370000162
在又一个实施方式中，第II组的化学添加剂具有选自至少一个(c)、至少一个(d)、至少一个(e)及其组合的分子结构；
Figure BDA0002256031370000163
Figure BDA0002256031370000171
在这些一般分子结构中；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14可以是相同或不同的原子或官能团。
它们可以独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺基及其组合；其中它们中的至少两个或更多个，优选四个或更多个是氢原子。
当R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14均为氢原子时，提供了携带至少两个羟基官能团的化学添加剂。
下面列出了这样的化学添加剂的一些实例的分子结构：
Figure BDA0002256031370000172
Figure BDA0002256031370000181
而在另一个实施方式中，第II组化学添加剂含有至少一个六元环结构基型醚，其与至少一个在分子单元结构中含有多个羟基官能团的多元醇分子单元或者至少一个在分子单元结构中含有多个羟基官能团的多元醇分子单元和至少一个六元环多元醇键合。多元醇是含有羟基的有机化合物。
化学添加剂在其分子结构中含有至少两个、至少四个或至少六个羟基官能团。
化学添加剂的一般分子结构在(f)中显示：
Figure BDA0002256031370000191
在结构(f)中，一般分子结构(f)中的R1至R5的组中的至少一个R是具有(i)所示结构的多元醇分子单元：
Figure BDA0002256031370000192
其中n和m可以相同或不同。m或n独立地选自1至5，优选地1至4，更优选地1至3，并且最优选地1至2；R6至R9可以是相同或不同的原子或官能团；和
R1至R5的组中的其余R各自可以独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺、具有(ii)所示结构的六元环多元醇：
Figure BDA0002256031370000193
其中通过从(ii)中的R11至R14中除去一个R，结构(ii)通过氧碳键连接至结构(f)，其余R10至R14各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；
及其组合。
在具有至少一个具有结构(i)的R的一般分子结构(f)中，R1至R9的组中至少两个、优选四个或更优选六个R为氢原子。
在一般分子结构(f)中，当R1至R5的组中只有一个R(如R5)是具有结构(i)的多元醇分子，其中n＝2且m＝1；并且R1至R9的组中的其余R均为氢原子时，得到以下两种化学添加剂：
Figure BDA0002256031370000201
在一般分子结构(f)中，当一个R(如R5)是n＝2且m＝1的多元醇分子结构(i)；并且一个R(如R2)是六元环多元醇结构(ii)；结构(ii)通过除去(ii)中的-R14而通过氧碳键连接至结构(f)；并且R1至R14的组中的其余所有R均为氢原子时，得到以下化学添加剂：
Figure BDA0002256031370000211
第I组的化学添加剂包括各种DynolTM型或
Figure BDA0002256031370000212
型的有机表面活性剂，如DynolTM604、DynolTM 607、DynolTM800、DynolTM 810、
Figure BDA0002256031370000213
104、
Figure BDA0002256031370000214
486和
Figure BDA0002256031370000215
5160等。
第II组的化学添加剂包括麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脱水山梨糖醇、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、内-赤藓糖醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其组合。优选的化学添加剂是麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、蔗糖、核糖、肌醇、葡萄糖、D-(+)-甘露糖、β-乳糖及其组合。更优选的化学添加剂是麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合。
在一些实施方式中，CMP抛光组合物可以制成两种或更多种组分并在使用时混合。
在另一个方面，提供了一种在浅沟槽隔离(STI)工艺中使用上述化学机械抛光(CMP)组合物对具有至少一个包含二氧化硅的表面的衬底进行化学机械抛光(CMP)的方法。
在另一个方面，提供了一种在浅沟槽隔离(STI)工艺中使用上述化学机械抛光(CMP)组合物对具有至少一个包含二氧化硅的表面的衬底进行化学机械抛光(CMP)的系统。
抛光的氧化物膜可以是化学气相沉积(CVD)、等离子增强CVD(PECVD)、高密度沉积CVD(HDP)或旋涂氧化物膜。
上文公开的衬底可以进一步包含氮化硅表面。SiO2：SiN的去除选择性大于30，优选大于60，更优选大于100。
在另一个方面，提供了在浅沟槽隔离(STI)工艺中使用上述化学机械抛光(CMP)组合物化学机械抛光(CMP)具有至少一个包含二氧化硅的表面的衬底的方法。抛光的氧化物膜可以是CVD氧化物、PECVD氧化物、高密度氧化物或旋涂氧化物膜。
提出以下非限制性实施例以进一步说明本发明。
CMP方法
在下文显示的实施例中，CMP实验使用以下给出的程序和实验条件运行。
词汇表
组分
二氧化铈涂覆的二氧化硅：用作磨料，粒度约为100纳米(nm)；这样的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒的粒径范围可以为约20纳米(nm)至500纳米(nm)；
二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒(具有不同的尺寸)由日本JGCC Inc.提供。
化学添加剂如不同的DynolTM型或
Figure BDA0002256031370000221
型的有机表面活性剂由EvonikIndustries，Allentown，PA提供；而麦芽糖醇、D-果糖、卫矛醇、D-山梨糖醇和其他化学原料由Sigma-Aldrich，St.Louis，MO提供。
TEOS：原硅酸四乙酯
抛光垫：CMP过程中使用抛光垫IC1010、IC1000和其他垫，由DOW，Inc.提供。
参数
一般
Figure BDA0002256031370000231
或A：埃-长度单位
BP：背压，单位psi
CMP：化学机械平面化＝化学机械抛光
CS：载体速度
DF：下向力：在CMP过程中施加的压力，单位psi
min：分钟
ml：毫升
mV：毫伏
psi：磅每平方英寸
PS：抛光设备的台板旋转速度，单位为rpm(每分钟转数)
SF：组合物流量，ml/min
重量％：(所列组分的)重量百分比
TEOS∶SiN选择性：(TEOS的去除速率)/(SiN的去除速率)
HDP：高密度等离子体沉积的TEOS
TEOS或HDP去除速率：在给定下压力下测量的TEOS或HDP去除速率。在下文列出的实施例中，CMP设备的下压力为2.0、3.0或4.0psi。
SiN去除速率：在给定下压力下测量的SiN去除速率。在列出的实施例中，CMP设备的下压力为3.0psi。
氧化硅：氮化硅去除选择性(或TEOS∶SiN选择性)：(TEOS的去除速率)/(SiN的去除速率)。
计量
使用由Creative Design Engineering，Inc，20565Alves Dr.，Cupertino，CA，95014制造的168型ResMap CDE测量膜。Res Map设备是四点探针薄层电阻设备。对膜进行四十九点直径扫描(5mm边缘除外)。
CMP设备
所使用的CMP设备是Applied Materials，3050Boweres Avenue，Santa Clara，California，95054制造的200mm Mirra或300mm Reflexion。在台板1上使用DOW，Inc，451Bellevue Rd.，Neward，DE19713提供的IC1000垫用于毯覆式(blanket)和图案化晶片研究。
在修整机(conditioner)上在7lbs的下向力下，通过使垫修整18分钟来磨合IK4250UH垫或其它垫。为了使设备设置和垫磨合适格，在基线条件下使用VersumMaterials Inc.提供的
Figure BDA0002256031370000241
STI2305组合物对两个钨监测物和两个TEOS监测物进行抛光。
晶片
使用PECVD或LECVD或HD TEOS晶片进行抛光实验。这些毯覆晶片购自SiliconValley Microelectronics，2985Kifer Rd.，Santa Clara，CA 95051。
抛光实验
在毯覆式晶片研究中，在基线条件下抛光氧化物毯覆式晶片和SiN毯覆式晶片。设备基线条件是：台板速度：87rpm；头速度：93rpm；膜压：2.0psi或3.0psi DF；组合物流量：200ml/min。用于测试的抛光垫是Dow Chemicals提供的IK4250UH垫。
在工作实施例中，去离子水用作组合物中的溶剂。
组合物用于在由SWK Associates，Inc.2920Scott Blvd.Santa Clara，CA 95054供应的图案化晶片(MIT860)上进行的抛光实验。这些晶片在Veeco VX300分析仪/AFM仪器上测量。3种不同尺寸的间距(pitch)结构用于氧化物凹陷测量。晶片在中心、中间和边模(edge die)位置处测量。
工作实施例
在以下的工作实施例中，所有的STI抛光组合物都包含范围为0.0001重量％至0.05重量％的非常低浓度的杀生物剂，和去离子水。
实施例1
在实施例1中，用于氧化物抛光的抛光组合物示于表1中。
在所有组合物中均使用0.2重量％的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒、极低浓度的杀生物剂和去离子水。所有组合物具有约5.35的相同pH值。
在测试样品中，麦芽糖醇的用量为0.28重量％，而
Figure BDA0002256031370000251
PSA336或
Figure BDA0002256031370000252
FS-85的用量分别为0.05重量％或0.012重量％。
测试了对不同膜的去除速率(RR，以埃/分钟表示)。观察到化学添加剂对膜去除速率和TEOS∶SiN膜选择性的影响并且列于表1。
表1.化学添加剂对膜RR(埃/分钟)以及TEOS∶SIN选择性的影响
Figure BDA0002256031370000253
使用的抛光步骤条件为：Dow的IK4250UH垫，3.0psi DF，台板/头速度87/93rpm，和异位修整。
如表1所示的结果，在抛光组合物中使用双重化学添加剂有效地抑制了SiN膜去除速率。TEOS∶SIN选择性提高。
具体地，在抛光组合物中以0.012重量％的浓度添加
Figure BDA0002256031370000254
FS-85，不仅使SiN膜去除速率抑制约49％，而且使TEOS∶SIN选择性从78∶1提高到142∶1。
实施例2
在实施例2中，用于抛光的抛光组合物示于表2中。
在所有组合物中均使用0.2重量％的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒、极低浓度的杀生物剂和去离子水。所有组合物具有约5.35的相同pH值。
在测试样品中分别以0.05重量％或0.012重量％使用
Figure BDA0002256031370000261
型表面活性剂。
测试了化学添加剂对氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间的影响，结果列于表2中。
表2.化学添加剂对氧化物沟槽凹陷
Figure BDA0002256031370000262
vs.OP时间(秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000263
如表2所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中添加
Figure BDA0002256031370000264
FX-85或
Figure BDA0002256031370000265
PSA336作为化学添加剂，减少了氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间。
用于图案化晶片抛光的抛光条件为：Dow的IK4250UH垫，下向力为2.0psi，台板/头速度为87/93rpm，及异位修整。
测试了化学添加剂对氧化物沟槽损失速率(埃/秒)的影响，结果列于表3中。
如表3所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中添加
Figure BDA0002256031370000271
FX-85或
Figure BDA0002256031370000272
PSA336作为第二化学添加剂，降低了不同尺寸的氧化物沟槽特征上的氧化物沟槽损失速率。
表3.化学添加剂对氧化物沟槽损失速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000273
测试了化学添加剂对不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率(埃/秒)的影响，结果列于表4中。
表4.化学添加剂对SiN损失速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000274
Figure BDA0002256031370000281
如表4所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中添加
Figure BDA0002256031370000282
FX-85或
Figure BDA0002256031370000283
PSA336作为第二化学添加剂，降低了不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率。
测试了化学添加剂作为添加剂对氧化物沟槽凹陷速率(埃/秒)的影响，结果列于表5中。
如表5所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中添加
Figure BDA0002256031370000284
FS-85或
Figure BDA0002256031370000285
PSA336作为第二化学添加剂，降低了不同尺寸的氧化物沟槽特征上的氧化物沟槽凹陷速率。
表5.化学添加剂对氧化物沟槽凹陷速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000286
Figure BDA0002256031370000291
实施例3
在实施例3中，用于抛光的抛光组合物示于表6中。
在所有组合物中均使用0.2重量％的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒、极低浓度的杀生物剂和去离子水。所有组合物具有约5.35的相同pH值。
表6.
Figure BDA0002256031370000292
FS-85对膜RR(埃/分钟)以及TEOS∶SIN选择性的影响
Figure BDA0002256031370000293
Figure BDA0002256031370000301
在测试样品中，麦芽糖醇的用量为0.28重量％，而
Figure BDA0002256031370000302
FS-85的用量分别为0.006重量％、0.012重量％或0.024重量％。
抛光部件和条件为：Dow的IK4250UH抛光垫，2.0psi DF，异位修整，和台板/头速度为87/93rpm。
测试了对不同膜的去除速率(RR，以埃/分钟表示)。观察了不同浓度的化学添加剂
Figure BDA0002256031370000303
FS-85对膜去除速率和TEOS∶SiN选择性的影响，并且列于表6中。
如表6所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中以三种不同浓度添加
Figure BDA0002256031370000304
FS-85作为第1组化学添加剂，抑制了SiN膜去除速率并提高了TEOS∶SiN选择性。
实施例4
在实施例4中，用于抛光的抛光组合物示于表7中。
在所有组合物中均使用0.2重量％的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒、极低浓度的杀生物剂和去离子水。所有组合物具有约5.35的相同pH值。
表7.
Figure BDA0002256031370000305
FS-85浓度对氧化物沟槽凹陷(埃)vs.OP时间(秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000306
Figure BDA0002256031370000311
在测试样品中，麦芽糖醇的用量为0.28重量％，而
Figure BDA0002256031370000312
FS-85的用量分别为0.006重量％或0.012重量％或0.024重量％。
抛光部件和条件为：Dow的IK4250UH抛光垫，2.0psi DF，异位修整，和台板/头速度为87/93rpm。
测试了不同浓度的
Figure BDA0002256031370000313
型表面活性剂对氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间的影响，结果列于表7中。
如表7所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中以不同浓度添加第二化学添加剂
Figure BDA0002256031370000314
FS-85，进一步减少了不同尺寸的特征上的氧化物沟槽凹陷，并改善了过抛光窗口稳定性。
测试了
Figure BDA0002256031370000315
FS-85添加剂浓度对氧化物沟槽损失速率(埃/秒)的影响，结果列于表8中。
表8.
Figure BDA0002256031370000316
FS-85浓度对氧化物沟槽损失速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000317
Figure BDA0002256031370000321
如表8所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中以三种不同浓度添加
Figure BDA0002256031370000322
FX-85作为第1组化学添加剂，降低了不同尺寸的氧化物沟槽特征上的氧化物沟槽损失速率。
用于图案化晶片抛光的抛光条件为：
Dow的IK4250UH垫，下向力为2.0psi，台板/头速度为87/93rpm，及异位修整。
测试了
Figure BDA0002256031370000323
FS-85浓度对不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率(埃/秒)的影响，结果列于表9中。
表9.
Figure BDA0002256031370000324
FS-85浓度对SiN损失速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000325
Figure BDA0002256031370000331
如表9所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中以三种不同浓度添加
Figure BDA0002256031370000332
FX-85作为化学添加剂，降低了不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率。
测试了
Figure BDA0002256031370000333
FS-85浓度对氧化物沟槽凹陷速率(埃/秒)的影响，结果列于表10中。
如表10所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中以三种不同浓度添加
Figure BDA0002256031370000334
FS-85作为化学添加剂，降低了不同尺寸的氧化物沟槽特征上的氧化物沟槽凹陷速率。
表10.
Figure BDA0002256031370000335
FS-85浓度对氧化物沟槽凹陷速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000336
Figure BDA0002256031370000341
实施例5
在实施例5中，用于抛光的抛光组合物和两种不同的抛光下向力示于表11中。
在所有组合物中均使用0.2重量％的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒、极低浓度的杀生物剂和去离子水。所有组合物具有约5.35的相同pH值。
在测试样品中，麦芽糖醇和
Figure BDA0002256031370000342
FS-85的用量分别为0.28重量％和0.012重量％。
测试了在两个不同的下向力(2.0psi或3.0psi)下对不同膜的去除速率(RR，以埃/分钟表示)。观察了双重化学添加剂对膜去除速率和TEOS∶SiN选择性的影响，并且列于表11中。
抛光部件和条件为：Dow的IK4250UH抛光垫，2.0psi DF或3.0psi DF，异位修整，和台板/头速度为87/93rpm。
表11.
Figure BDA0002256031370000343
FS-85在不同DF(psi)下对膜RR(埃/分钟)以及TEOS∶SiN选择性的影响
Figure BDA0002256031370000344
Figure BDA0002256031370000351
如表11所示的结果，在不同的抛光下向力(DF)条件下使用相同浓度的双重化学添加剂，在两个下向力抛光条件下均抑制了PECVD或LPCVD SiN膜去除速率。TEOS∶PECVD SiN选择性显著提高，并且与在2.0psi DF相比，在3.0psi DF下的提高更多。
观察了在相同浓度和不同下向力条件下双重化学添加剂对氧化物沟槽凹陷的影响，并且列于表12中。
抛光部件和条件为：Dow的IK4250UH抛光垫，2.0psi DF或3.0psi DF，异位修整，和台板/头速度为87/93rpm。
如表12所示的结果，在两个下向力抛光条件下，在各种尺寸的特征上的氧化物沟槽凹陷都减小。同样，在3.0psi DF或2.0psi DF下使用双重化学添加剂改善了过抛光窗口稳定性。
表12.
Figure BDA0002256031370000352
FS-85在不同DF(psi)下对氧化物沟槽凹陷(埃)的影响。
Figure BDA0002256031370000353
Figure BDA0002256031370000361
还使用各种基于
Figure BDA0002256031370000362
的表面活性剂进行了更多的抛光测试。
表13列出了
Figure BDA0002256031370000363
型添加剂对膜去除速率和TEOS∶SiN选择性的影响。
使用Dow的IK4250UH抛光垫、2.0psi DF和87/93rpm的台板/头速度进行抛光测试。
表13.
Figure BDA0002256031370000364
型添加剂在不同DF(psi)下对膜RR(埃/分钟)和TEOS∶SiN选择性的影响。
Figure BDA0002256031370000365
Figure BDA0002256031370000371
如表13所示结果，使用相同浓度的不同
Figure BDA0002256031370000372
化学添加剂，TEOS∶SiN选择性对于大多数
Figure BDA0002256031370000373
化学添加剂提高。
观察了相同浓度的各种
Figure BDA0002256031370000374
表面活性剂作为化学添加剂对不同尺寸特征上的氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间的影响，并且列于表14中。
表14.
Figure BDA0002256031370000375
型添加剂对氧化物沟槽凹陷(埃)的影响。
Figure BDA0002256031370000376
Figure BDA0002256031370000381
抛光部件和条件为：Dow的IK4250UH抛光垫，2.0psi DF，异位修整，和台板/头速度为87/93rpm。
如表14所示的结果，使用相同浓度的不同
Figure BDA0002256031370000382
化学添加剂，各种尺寸特征上的氧化物沟槽凹陷对于大多数
Figure BDA0002256031370000383
化学添加剂减小到一定程度。
实施例6
在实施例6中，用于氧化物抛光的抛光组合物示于表15中。
在所有组合物中均使用0.2重量％的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒、极低浓度的杀生物剂和去离子水。所有组合物具有约5.35的相同pH值。
在测试样品中，D-山梨糖醇的用量为0.15重量％，DynolTM 607的用量为0.05重量％。
使用Dow的IC1010垫在施加的3.1psi下向力对不同膜测试去除速率(RR，以埃/分钟表示)。
观察了双重化学添加剂对膜去除速率和TEOS∶SiN膜选择性的影响，并且列于表15中。
表15.化学添加剂对膜RR(埃/分钟)以及TEOS∶SIN选择性的影响。
Figure BDA0002256031370000384
Figure BDA0002256031370000391
如表15所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中添加基于DynolTM的表面活性剂分子，有效地抑制了SiN膜去除速率。TEOS∶SiN选择性提高。
测试了双重化学添加剂对氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间的影响，结果列于表16中。
如表16所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中添加DynolTM 607作为化学添加剂，提供了非常低的氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间。
表16.化学添加剂对氧化物沟槽凹陷(埃)vs.OP时间(秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000392
测试了双重化学添加剂对不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率(埃/秒)的影响，结果列于表17中。
表17.双重化学添加剂对SiN损失速率(埃/秒)的影响
Figure BDA0002256031370000401
如表17所示的结果，使用双重化学添加剂，即在抛光组合物中添加DynolTM607作为化学添加剂，降低了在不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率。
实施例7
在实施例7中，用于氧化物抛光的抛光组合物示于表18中。所有组合物均具有0.4重量％的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒、极低浓度的杀生物剂和去离子水。所有抛光组合物具有约5.35的相同pH值。
在测试样品中，D-山梨糖醇的用量为0.275重量％，DynolTM607的用量为0.01重量％。
使用Dow的IC1010垫在3.1psi下向力下对不同膜测试了去除速率(RR，以埃/分钟表示)。观察了化学添加剂对膜去除速率和TEOS∶SiN膜选择性的影响，并且列于表18中。
表18.添加剂对膜RR(埃/分钟)和TEOS∶SiN选择性的影响
Figure BDA0002256031370000402
Figure BDA0002256031370000411
当在抛光组合物中单独使用DynolTM 607时，获得约9∶1的低TEOS∶SIN选择性。
当在抛光组合物中单独使用D-山梨糖醇时，获得约44∶1的TEOS∶SIN选择性。
当抛光组合物具有D-山梨糖醇和DynolTM 607的组合，即双重化学添加剂时，TEOS∶SiN去除选择性出人意料地提高到78∶1。
测试了化学添加剂对氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间的影响，结果列于表19中。
表19.化学添加剂对氧化物沟槽凹陷(埃)vs.OP时间(秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000412
Figure BDA0002256031370000421
如表19所示的结果，在60秒和120秒过抛光时间条件下，与从分别使用DynolTM 607或D-山梨糖醇作为唯一化学添加剂的抛光组合物获得的那些氧化物沟槽凹陷相比，含有DynolTM 607和D-山梨糖醇两者作为双重化学添加剂的抛光组合物在两个测试的氧化物沟槽特征上提供了更低的氧化物沟槽凹陷。
还如表19中示出的，在抛光组合物中添加DynolTM607和D-山梨糖醇作为双重化学添加剂提供了非常低的氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间，并且显示了在不同图案化特征上相对于过抛光时间的显著的氧化物沟槽凹陷减少。
测试了化学添加剂对不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率(埃/秒)的影响，结果列于表20中。
表20.化学添加剂对SiN损失速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000422
Figure BDA0002256031370000431
如表20所示的结果，在抛光组合物中添加双重化学添加剂显著降低了在不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率。
测试了化学添加剂对不同尺寸的图案化特征上的氧化物沟槽损失速率(埃/秒)的影响，结果列于表21中。
如表21所示的结果，在抛光组合物中添加双重化学添加剂显著降低了在不同尺寸的图案化特征上的氧化物沟槽损失速率。
表21.化学添加剂对氧化物沟槽损失速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000432
测试了化学添加剂对不同尺寸图案化特征上的氧化物沟槽凹陷速率(埃/秒)的影响，结果列于表22中。
表22.化学添加剂对氧化物沟槽凹陷速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000433
Figure BDA0002256031370000441
如表22所示的结果，在抛光组合物中添加双重化学添加剂显著降低了在不同尺寸的图案化特征上的氧化物沟槽凹陷速率。
实施例8
在实施例8中，用于氧化物抛光的抛光组合物示于表23中。在所有组合物中均使用0.2重量％的二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒、极低浓度的杀生物剂和去离子水。所有组合物具有约5.35的相同pH值。
在测试样品中，麦芽糖醇的用量是0.28重量％，而
Figure BDA0002256031370000442
FS-85的用量是0.012重量％。
使用Dow的IC1010垫在施加的3.1psi下向力下对不同膜测试了去除速率(RR，以埃/分钟表示)。观察了化学添加剂麦芽糖醇或
Figure BDA0002256031370000443
FS-85或麦芽糖醇加
Figure BDA0002256031370000444
FS-85对膜去除速率和TEOS∶SiN膜选择性的影响，并且列于表23中。
表23.麦芽糖醇/
Figure BDA0002256031370000445
FS-85对膜RR(埃/分钟)和TEOS∶SiN选择性的影响
Figure BDA0002256031370000446
Figure BDA0002256031370000451
如表23所示的结果，与分别使用
Figure BDA0002256031370000452
FS-85或麦芽糖醇作为抛光组合物中的单一化学添加剂时获得的SiN膜去除速率相比，当
Figure BDA0002256031370000453
FS-85表面活性剂与麦芽糖醇一起用在抛光组合物中时，抛光组合物有效地抑制SiN膜去除速率。当
Figure BDA0002256031370000454
FS-85和麦芽糖醇两者用作双重化学添加剂时，TEOS∶SiN选择性提高。
具体地，当
Figure BDA0002256031370000455
FS-85和麦芽糖醇两者一起用作抛光组合物中的双重化学添加剂时，TEOS∶SIN选择性从单独使用麦芽糖醇的24∶1或单独使用
Figure BDA0002256031370000456
FS-85的8∶1提高至73∶1。
测试了
Figure BDA0002256031370000457
FS-85和麦芽糖醇对氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间的影响，结果在表24中列出。
表24.Surfynol FS-85/麦芽糖醇对氧化物沟槽凹陷(埃)vs.OP时间(秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000458
Figure BDA0002256031370000461
如表24所示的结果，在相同抛光组合物中添加
Figure BDA0002256031370000462
FS-85和麦芽糖醇作为双重化学添加剂提供了非常低的氧化物沟槽凹陷vs.不同过抛光时间，并且显示了在不同图案化特征上相对于过抛光时间的显著氧化物沟槽凹陷减少。
在60秒或120秒过抛光时间条件下，含有
Figure BDA0002256031370000463
FS-85和麦芽糖醇两者作为双重化学添加剂的抛光组合物在两个测试的氧化物沟槽特征上与分别使用
Figure BDA0002256031370000464
FS-85或麦芽糖醇作为唯一化学添加剂的抛光组合物获得的那些氧化物沟槽凹陷相比提供了低得多的氧化物沟槽凹陷。
测试了
Figure BDA0002256031370000465
FS-85表面活性剂和麦芽糖醇对不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率(埃/秒)的影响，结果在表25中列出。
如表25所示的结果，在相同抛光组合物中添加
Figure BDA0002256031370000466
FS-85和麦芽糖醇作为双重化学添加剂显著降低了不同尺寸的图案化特征上的SiN损失速率，并且与从抛光组合物中分别使用
Figure BDA0002256031370000467
FS-85或麦芽糖醇作为唯一化学添加剂的抛光组合物获得的那些SiN损失速率相比，在两个测试的图案化特征上提供了低得多的SiN损失速率。
表25.
Figure BDA0002256031370000468
FS-85/麦芽糖醇添加剂对SiN损失速率(埃/秒)的影响
Figure BDA0002256031370000469
Figure BDA0002256031370000471
测试了
Figure BDA0002256031370000472
FS-85表面活性剂和麦芽糖醇对不同尺寸的图案化特征上的氧化物沟槽损失速率(埃/秒)的影响，结果在表26中列出。
表26.
Figure BDA0002256031370000473
FS-85和麦芽糖醇对氧化物沟槽损失速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000474
如表26所示的结果，在相同抛光组合物中添加
Figure BDA0002256031370000475
FS-85和麦芽糖醇作为双重化学添加剂显著降低了不同尺寸的图案化特征上的氧化物沟槽损失速率，并且与从抛光组合物中分别使用
Figure BDA0002256031370000476
FS-85或麦芽糖醇作为唯一化学添加剂的抛光组合物获得的那些氧化物沟槽损失速率相比，在两个测试的图案化特征上提供了低得多的氧化物沟槽损失速率。
测试了
Figure BDA0002256031370000481
FS-85表面活性剂和麦芽糖醇对不同尺寸的图案化特征上的氧化物沟槽凹陷速率(埃/秒)的影响，结果在表27中列出。
如表27所示的结果，在相同抛光组合物中添加
Figure BDA0002256031370000482
FS-85和麦芽糖醇作为双重化学添加剂显著降低了不同尺寸的图案化特征上的氧化物沟槽凹陷速率，并且与从分别使用
Figure BDA0002256031370000483
FS-85或麦芽糖醇作为唯一化学添加剂的抛光组合物获得的那些氧化物沟槽凹陷速率相比，在两个测试的图案化特征上提供了更低的氧化物沟槽凹陷速率。
表27.
Figure BDA0002256031370000484
FS-85和麦芽糖醇对氧化物沟槽凹陷速率(埃/秒)的影响。
Figure BDA0002256031370000485
工作实施例已经证明，在抛光组合物中使用第I组和第II组化学添加剂两者作为双重化学添加剂极大提高了TEOS∶SiN去除选择性。而且，氧化物沟槽凹陷速率、氧化物沟槽损失速率和SiN损失速率在测试的图案化特征上极大降低。
上文列出的本发明的实施方式，包括工作实施例，是可以由本发明作出的众多实施方式的示例。设想可以使用该方法的众多其他配置，并且该方法中使用的材料可以从除具体公开的那些以外的众多材料中选出。

Claims (23)

1.一种化学机械抛光组合物，其包含：
二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒；
含有炔键且具有至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子；
在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子；
水溶性溶剂；和
任选地
杀生物剂；和
pH调节剂；
其中所述组合物的pH为4至9。
2.根据权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中
所述二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒选自二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的高纯度胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的氧化铝、二氧化铈涂覆的二氧化钛、二氧化铈涂覆的氧化锆颗粒及其组合；
所述水溶性溶剂选自去离子(DI)水、蒸馏水和醇类有机溶剂；
所述杀生物剂包含选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮及其组合的活性成分；
和
所述pH调节剂对于酸性pH条件选自硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、其他无机或有机酸及其混合物；或对于碱性pH条件选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、四烷基氢氧化铵、有机季铵氢氧化物、有机胺及其组合。
3.根据权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中
所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子具有以下一般分子结构：
Figure FDA0002256031360000021
其中R1和R2各自独立地选自具有直链或支链的烷基CnH2n+1；其中n为1至10；q和m独立地选自1至100；和
所述在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子具有选自以下的一般分子结构：
(1)
Figure FDA0002256031360000022
其中
n选自3至12；R1、R2和R3各自独立地选自氢；烷基CnH2n+1，n为1至12；烷氧基；具有一个或多个羟基的有机基团；取代的有机磺酸；取代的有机磺酸盐；取代的有机羧酸；取代的有机羧酸盐；有机羧酸酯；有机胺；及其组合；并且R1、R2和R3中的至少两个是氢原子；
(2)
Figure FDA0002256031360000023
其中
一个-CHO官能团位于分子的一端作为末端官能团；n选自3至12；R1和R2各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；
(3)
具有选自(c)、(d)、(e)及其组合的结构的分子；
Figure FDA0002256031360000031
其中
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；并且它们中的至少两个是氢原子；
(4)
Figure FDA0002256031360000032
其中
R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是具有结构(i)的多元醇分子：
Figure FDA0002256031360000042
其中n和m独立地选自1至5，并且R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；并且它们中的至少两个是氢原子；
和
R1、R2、R3、R4和R5中的其余各者独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺、具有(ii)所示结构的六元环多元醇及其组合；
Figure FDA0002256031360000043
其中通过从(ii)中的R11至R14中除去一个R，结构(ii)通过氧碳键连接至结构(f)，且其余R10至R14各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；
及其组合。
4.根据权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子包括选自以下的结构：
Figure FDA0002256031360000051
及其组合。
5.根据权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中
所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子包括包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；和
所述在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脱水山梨糖醇、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、内-赤藓糖醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其组合。
6.根据权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中
所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子包括包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；和
所述在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合。
7.根据权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中所述组合物包含二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒；所述包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合的一种；和水。
8.根据权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中所述组合物包含二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒；0.001重量％至0.25重量％的所述包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；0.0025重量％至1.0重量％的选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合的一种；和水。
9.根据权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中所述组合物包含二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒；0.002重量％至0.15重量％的所述包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；0.05重量％至0.5重量％的选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合的一种；和水；其中所述组合物的pH为4.5至7.5。
10.一种化学机械抛光(CMP)包含至少一个氧化硅膜和至少一个氮化硅膜的半导体衬底的方法，所述方法包括
提供所述半导体衬底；
提供抛光垫；
提供化学机械抛光(CMP)组合物，其包含：
二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒；
含有炔键且具有至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子；
在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子；
水溶性溶剂；和
任选地
杀生物剂；和
pH调节剂；
其中所述组合物的pH为4至9；
使所述半导体衬底与所述抛光垫和所述化学机械抛光组合物接触；和
抛光所述至少一个氧化硅膜和所述至少一个氮化硅膜；
其中所述氧化硅膜选自化学气相沉积(CVD)、等离子增强CVD(PECVD)、高密度沉积CVD(HDP)或旋涂氧化硅膜。
11.根据权利要求10所述的方法，其中
所述二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒选自二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的高纯度胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的氧化铝、二氧化铈涂覆的二氧化钛、二氧化铈涂覆的氧化锆颗粒及其组合；
所述水溶性溶剂选自去离子(DI)水、蒸馏水和醇类有机溶剂；
所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子具有以下一般分子结构：
Figure FDA0002256031360000071
其中R1和R2各自独立地选自具有直链或支链的烷基CnH2n+1；其中n为1至10；q和m独立地选自1至100；和
所述在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子具有选自以下的一般分子结构：
(1)
Figure FDA0002256031360000081
其中
n选自3至12；R1、R2和R3各自独立地选自氢；烷基CnH2n+1，n为1至12；烷氧基；具有一个或多个羟基的有机基团；取代的有机磺酸；取代的有机磺酸盐；取代的有机羧酸；取代的有机羧酸盐；有机羧酸酯；有机胺；及其组合；并且R1、R2和R3中的至少两个是氢原子；
(2)
Figure FDA0002256031360000082
其中
一个-CHO官能团位于分子的一端作为末端官能团；n选自3至12；R1和R2各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；
(3)
具有选自(c)、(d)、(e)及其组合的结构的分子；
Figure FDA0002256031360000083
Figure FDA0002256031360000091
其中
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；并且它们中的至少两个是氢原子；
(4)
Figure FDA0002256031360000092
其中
R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是具有结构(i)的多元醇分子：
Figure FDA0002256031360000093
其中n和m独立地选自1至5，并且R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；并且它们中的至少两个是氢原子；
和
R1、R2、R3、R4和R5中的其余各者独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺、具有(ii)所示结构的六元环多元醇及其组合；
Figure FDA0002256031360000101
其中通过从(ii)中的R11至R14中除去一个R，结构(ii)通过氧碳键连接至结构(f)，且其余R10至R14各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；
及其组合；
所述杀生物剂包含选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮及其组合的活性成分；
和
所述pH调节剂对于酸性pH条件选自硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、其他无机或有机酸及其混合物；或对于碱性pH条件选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、四烷基氢氧化铵、有机季铵氢氧化物、有机胺及其组合。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子包括选自以下的结构：
Figure FDA0002256031360000111
及其组合。
13.根据权利要求10所述的方法，其中
所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子包括包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；和
所述在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脱水山梨糖醇、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、内-赤藓糖醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其组合。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述化学机械抛光(CMP)组合物包含二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒；所述包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合的一种；和水。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述化学机械抛光(CMP)组合物包含二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒；0.002重量％至0.15重量％的所述包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；0.05重量％至0.5重量％的选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合的一种；和水；其中所述组合物的pH为4.5至7.5。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述氧化硅膜为SiO2膜，且氧化硅：氮化硅的去除选择性大于30。
17.一种用于对包含至少一个氧化硅膜和至少一个氮化硅膜的半导体衬底进行化学机械抛光(CMP)的系统，所述系统包括
a.所述半导体衬底；
b.化学机械抛光(CMP)组合物，其包含：
二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒；
含有炔键且具有至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子；
在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子；
水溶性溶剂；和
任选地
杀生物剂；和
pH调节剂；
其中所述组合物的pH为4至9；
c.抛光垫；
其中所述至少一个氧化硅膜和至少一个氮化硅膜与所述抛光垫和所述化学机械抛光(CMP)组合物接触；
其中所述氧化硅膜选自化学气相沉积(CVD)、等离子增强CVD(PECVD)、高密度沉积CVD(HDP)或旋涂氧化硅膜。
18.根据权利要求17所述的系统，其中
所述二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒选自二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的高纯度胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的氧化铝、二氧化铈涂覆的二氧化钛、二氧化铈涂覆的氧化锆颗粒及其组合；
所述水溶性溶剂选自去离子(DI)水、蒸馏水和醇类有机溶剂；
所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子具有以下一般分子结构：
Figure FDA0002256031360000131
其中R1和R2各自独立地选自具有直链或支链的烷基CnH2n+1；其中n为1至10；q和m独立地选自1至100；和
所述在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子具有选自以下的一般分子结构：
(1)
Figure FDA0002256031360000132
其中
n选自3至12；R1、R2和R3各自独立地选自氢；烷基CnH2n+1，n为1至12；烷氧基；具有一个或多个羟基的有机基团；取代的有机磺酸；取代的有机磺酸盐；取代的有机羧酸；取代的有机羧酸盐；有机羧酸酯；有机胺；及其组合；并且R1、R2和R3中的至少两个是氢原子；
(2)
Figure FDA0002256031360000141
其中
一个-CHO官能团位于分子的一端作为末端官能团；n选自3至12；R1和R2各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；
(3)
具有选自(c)、(d)、(e)及其组合的结构的分子；
Figure FDA0002256031360000142
其中
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13和R14各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；并且它们中的至少两个是氢原子；
(4)
Figure FDA0002256031360000151
其中
R1、R2、R3、R4和R5中的至少一个是具有结构(i)的多元醇分子：
Figure FDA0002256031360000152
其中n和m独立地选自1至5，并且R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸、取代的有机磺酸盐、取代的有机羧酸、取代的有机羧酸盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；并且它们中的至少两个是氢原子；
和
R1、R2、R3、R4和R5中的其余各者独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺、具有(ii)所示结构的六元环多元醇及其组合；
Figure FDA0002256031360000161
其中通过从(ii)中的R11至R14中除去一个R，结构(ii)通过氧碳键连接至结构(f)，且其余R10至R14各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；
及其组合；
所述杀生物剂包含选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮及其组合的活性成分；
和
所述pH调节剂对于酸性pH条件选自硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、其他无机或有机酸及其混合物；或对于碱性pH条件选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、四烷基氢氧化铵、有机季铵氢氧化物、有机胺及其组合。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子包括选自以下的结构：
Figure FDA0002256031360000162
Figure FDA0002256031360000171
及其组合。
20.根据权利要求17所述的系统，其中
所述含有炔键和至少两个具有末端羟基的乙氧基化物官能团的有机炔属分子包括包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；和
所述在同一分子中具有至少两个羟基官能团的有机分子选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、核糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、D-(-)-果糖、脱水山梨糖醇、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、内-赤藓糖醇、β-乳糖、阿拉伯糖及其组合。
21.根据权利要求17所述的系统，其中所述化学机械抛光(CMP)组合物包含二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒；所述包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合的一种；和水。
22.根据权利要求17所述的系统，其中所述化学机械抛光(CMP)组合物包含二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒；0.002重量％至0.15重量％的所述包含乙氧基化炔二醇的非离子表面活性剂；0.05重量％至0.5重量％的选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三糖醇、D-山梨糖醇、甘露糖醇、卫矛醇、D-(-)-果糖、β-乳糖及其组合的一种；和水；其中所述组合物的pH为4.5至7.5。
23.根据权利要求17所述的系统，其中所述氧化硅膜为SiO2膜，且氧化硅：氮化硅的去除选择性大于30。
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