混合研磨劑型的鎢化學機械拋光組合物的制作方法

用于拋光(或平坦化)基板表面的化學機械拋光(CMP)組合物及方法是本領域公知的。用于拋光半導體基板上的金屬層(諸如鎢)的拋光組合物(也稱為拋光漿料、CMP漿料及CMP組合物)可包括懸浮于水性溶液中的研磨劑顆粒及化學促進劑，諸如氧化劑、螯合劑、催化劑及其類似試劑。在常規CMP操作中，待拋光的基板(晶片)安裝于載體(拋光頭)上，該載體又安裝于載體總成上且在CMP裝置(拋光工具)中與拋光墊接觸放置。載體總成對基板提供可控的壓力，按壓基板與拋光墊相抵。基板與墊通過外部驅動力相對于彼此移動。基板與墊的相對運動從基板表面研磨且移除一部分材料，從而拋光基板。通過墊與基板的相對運動來拋光基板可進一步通過拋光組合物的化學活性(例如，通過CMP組合物中所存在的氧化劑及其他化學組分)和/或懸浮于拋光組合物中的研磨劑的機械活性輔助。在典型的鎢插塞及互連工藝中，鎢沉積于介電質上以及其中所形成的開口內。隨后，在CMP操作期間，移除介電層上的過量的鎢以在介電質內形成鎢插塞及互連。由于半導體器件的特征尺寸持續縮減，因此，在CMP操作中(例如，在鎢CMP操作中)，滿足局域及全域平坦度要求已變得更為困難。陣列腐蝕(也稱為氧化物腐蝕)、插塞及線的凹陷、以及鎢蝕刻缺陷已知有損于平坦度及整體器件完整性。舉例而言，過度的陣列腐蝕可在后續的光刻步驟中導致困難以及造成可降低電效能的電接觸問題。半導體行業也經歷持續的價格下行壓力。為了維持在經濟上有利的CMP方法，通常需要高的產出率(throughput)，從而使鎢的高移除速率(以及任何阻擋層/粘合劑層的高移除速率)成為必要。價格下行壓力也延伸至CMP消耗品自身(例如，漿料及墊)。這樣的價格壓力對漿料配制者造成挑戰，因為降低成本的壓力常與所需的漿料效能量度沖突。在該行業中，對于在高的產出率及降低的成本下提供改善的平坦度的鎢CMP漿料(組合物)存在著現實需求。技術實現要素：公開了用于拋光具有鎢層的基板的化學機械拋光組合物。所述拋光組合物包括水基液體載劑及分散于液體載劑中的第一與第二二氧化硅研磨劑。第一二氧化硅研磨劑為具有至少10mV永久性正電荷的膠體二氧化硅研磨劑。第二二氧化硅研磨劑具有中性電荷或非永久性正電荷。在一個實施方式中，所述拋光組合物具有酸性pH且進一步包括含鐵的促進劑。進一步公開了化學機械拋光包括鎢層的基板的方法。該方法可包括使基板與上述拋光組合物接觸，相對于基板移動拋光組合物，及研磨基板以從基板移除一部分鎢并從而拋光基板。附圖說明為了更完全地理解所公開的主題以及其優勢，現參考結合了附圖1的以下描述，該附圖以針對實施例9的拋光組合物9A、9B、9C、9D及9E的高度(hg/g)-顆粒直徑(nm)曲線圖描繪了粒徑分布。具體實施方式在一個實施方式中，拋光具有鎢層的基板的化學機械拋光組合物包括水基液體載劑及分散于液體載劑中的第一與第二二氧化硅研磨劑。第一二氧化硅研磨劑為具有至少10mV永久性正電荷的膠體二氧化硅研磨劑。第二二氧化硅研磨劑具有中性電荷或非永久性正電荷。第二二氧化硅研磨劑可基本上包括任何適合的二氧化硅研磨劑，例如包括熱解二氧化硅研磨劑和/或膠體二氧化硅研磨劑。所述拋光組合物可進一步任選地包括含鐵的促進劑(諸如含鐵的催化劑)、與含鐵的促進劑結合的穩定劑、過氧化氫氧化劑和/或1.5至5.0的范圍內的pH。第一二氧化硅研磨劑也可用氨基硅烷化合物處理。第一二氧化硅研磨劑包括膠體二氧化硅顆粒。如本文所用的，術語膠體二氧化硅顆粒是指經由濕法而非經由產生結構上不同的顆粒的火成或火焰水解方法制備的二氧化硅顆粒。膠體二氧化硅顆粒可為聚集或非聚集的。非聚集的顆粒為單獨的離散顆粒，其形狀可為球形或近似球形，但也可具有其他形狀(諸如，大體橢圓形、正方形或矩形的橫截面)。聚集的顆粒為這樣的顆粒，在所述顆粒中，多個離散顆粒簇集或粘結在一起以形成具有大體不規則形狀的聚集體。優選地，膠體二氧化硅為沉淀或縮聚的二氧化硅，其可使用本領域普通技術人員已知的任何方法制備，諸如通過溶膠凝膠法或通過硅酸鹽離子交換。縮聚的二氧化硅顆粒常常通過如下制備：使Si(OH)4縮合，從而，形成基本上球形的顆粒。前體Si(OH)4可例如通過高純度烷氧基硅烷的水解或通過硅酸鹽水性溶液的酸化獲得。這樣的研磨劑顆粒可例如根據美國專利第5,230,833號制備或可以各種市售產品中任一者的形式獲得，諸如，來自于EKAChemicals的BINDZIL50/80、30/310和40/130產品，FusoPL-1、PL-2、PL-3和PL-3H產品，以及Nalco1034A、1050、2327和2329產品，以及得自于DuPont、Bayer、AppliedResearch、NissanChemical(SNOWTEX產品)和Clariant的其他類似產品。第二二氧化硅研磨劑可基本上包括任何適合的二氧化硅研磨劑顆粒，例如包括前述膠體二氧化硅及火成(熱解)二氧化硅。火成二氧化硅經由火焰水解方法產生，在所述方法中，以氫氣和氧氣的火焰燃燒適合的原料蒸氣(諸如四氯化硅)。以該燃燒方法形成大致球形形狀的熔融顆粒，其直徑可經由工藝參數改變。這些熔融球(通常稱為初級顆粒)通過在它們的接觸點進行碰撞而彼此融合，從而形成支化的三維鏈狀聚集體。熱解二氧化硅研磨劑可購自多個供應商，包括例如CabotCorporation、Evonic及WackerChemie。行業中可使用多種方式定義懸浮于分散體中的顆粒的粒徑。在本文所公開的實施方式中，粒徑定義為通過CPS盤式離心機(型號DC24000HR(得自于CPSInstruments,Prairieville,Louisiana))量測。研磨劑顆粒可具有任何適合的粒徑。研磨劑顆粒的平均粒徑可為10nm或更大(例如，20nm或更大、40nm或更大、50nm或更大、80nm或更大、或者100nm或更大)。研磨劑顆粒的平均粒徑可為200nm或更小(例如，180nm或更小、150nm或更小、130nm或更小、110nm或更小、或者80nm或更小)。因此，研磨劑顆粒的平均粒徑可在10nm至200nm的范圍內(例如，20nm至180nm、或者50nm至130nm)。第一二氧化硅研磨劑的平均粒徑與第二二氧化硅研磨劑的平均粒徑不同。舉例而言，第一二氧化硅研磨劑的平均粒徑可小于第二二氧化硅研磨劑的平均粒徑。或者，第一二氧化硅研磨劑的平均粒徑可大于第二二氧化硅研磨劑的平均粒徑。第一二氧化硅研磨劑的平均粒徑可與第二二氧化硅研磨劑的平均粒徑的差異為至少20nm(例如，至少30nm)。第二二氧化硅研磨劑的平均粒徑優選比第一二氧化硅研磨劑的平均粒徑大至少20nm(例如，至少30nm)。第一二氧化硅研磨劑的平均粒徑可為10nm或更大(例如，30nm或更大、40nm或更大、或者50nm或更大)。第一二氧化硅研磨劑的平均粒徑可為130nm或更小(例如，110nm或更小、100nm或更小、或者90nm或更小)。因此，第一二氧化硅研磨劑的平均粒徑可在10nm至130nm的范圍內(例如，20nm至110nm、40nm至100nm、或者50nm至90nm)。第二二氧化硅研磨劑的平均粒徑可為80nm或更大(例如，90nm或更大、100nm或更大、或者110nm或更大)。第二二氧化硅研磨劑的平均粒徑可為200nm或更小(例如，180nm或更小、170nm或更小、或者160nm或更小)。因此，第二二氧化硅研磨劑的平均粒徑可在80nm至200nm的范圍內(例如，90nm至180nm、或者100nm至160nm)。第一與第二二氧化硅研磨劑可包括部分聚集的膠體二氧化硅。部分聚集意指50％或更多的膠體二氧化硅研磨劑顆粒包括兩個或更多個聚集的初級顆粒(例如，兩個、三個、四個、或更多個聚集的初級顆粒)。因此，在其中第一和第二二氧化硅研磨劑中的每一者均包括部分聚集的膠體二氧化硅的實施方式中，第一二氧化硅研磨劑中50％或更多的膠體二氧化硅研磨劑顆粒包括兩個或更多個聚集的初級顆粒且第二二氧化硅研磨劑中50％或更多的膠體二氧化硅研磨劑顆粒包括兩個或更多個聚集的初級顆粒。舉例而言，拋光組合物可包括：第一二氧化硅研磨劑，其中50％或更多的研磨劑顆粒包括兩個聚集的初級顆粒；以及，第二二氧化硅研磨劑，其中50％或更多的研磨劑顆粒包括兩個聚集的初級顆粒。可例如使用其中初級顆粒首先生長于溶液中的多步驟方法(例如描述于'833專利中)制備部分聚集分散體，在該部分聚集分散體中，50％或更多的膠體二氧化硅研磨劑顆粒包括兩個或更多個聚集的初級顆粒。然后，可將溶液的pH調節至酸值、持續預定時段以促進聚集(或部分聚集)。任選的最終步驟可允許聚集體(及任何剩余的初級顆粒)的進一步生長。在其中第一和第二二氧化硅研磨劑均具有永久性正電荷的實施方式中，所公開的拋光組合物可包括混合研磨劑或具有雙峰分布的單一研磨劑。混合研磨劑意指：在研磨劑顆粒完全生長之后，將相異的第一與第二分散體混合在一起。具有雙峰分布的單一研磨劑為其中膠體二氧化硅顆粒已被加工以使具有雙峰分布的研磨劑顆粒生長的分散體。拋光組合物可包括任何適宜量的二氧化硅研磨劑顆粒。拋光組合物可包括各自為0.01重量％或更高的第一二氧化硅研磨劑和第二二氧化硅研磨劑(例如，0.02重量％或更高、約0.05重量％或更高、或者0.1重量％或更高)。拋光組合物可包括各自為1重量％或更低的第一二氧化硅研磨劑和第二二氧化硅研磨劑(例如，0.8重量％或更低、0.6重量％或更低、或者0.4重量％或更低)。因此，第一二氧化硅研磨劑與第二二氧化硅研磨劑中每一者的量可在0.01重量％至1重量％的范圍內(例如，0.02重量％至0.8重量％、0.05重量％至0.6重量％、或者0.1重量％至0.04重量％)。二氧化硅研磨劑的總量(第一二氧化硅研磨劑的量與第二二氧化硅研磨劑的量的總和)可小于2.0重量％(例如，小于1.5重量％、或者小于1.0重量％、或者甚至小于0.5重量％)。使用液體載劑以促進研磨劑與任何任選的化學添加劑施用至待拋光(例如，平坦化)的適合基板的表面。液體載劑可為任何適合的載劑(例如溶劑)，包括低級醇(例如甲醇、乙醇等)、醚(例如二烷、四氫呋喃等)、水、以及它們的混合物。優選地，液體載劑包含水、基本上由水組成、或者由水組成，更優選為去離子水。第一二氧化硅研磨劑在拋光組合物中包括具有至少10mV正電荷的膠體二氧化硅顆粒。分散顆粒(諸如膠體二氧化硅顆粒)上的電荷在本領域中通常稱為ζ電位(或動電電位)。顆粒的ζ電位是指顆粒周圍離子的電荷與拋光組合物本體溶液(例如，液體載劑及溶解于其中的任何其他組分)的電荷之間的電位差。典型地，ζ電位取決于水性介質的pH。對于給定的拋光組合物，顆粒的等電點定義為ζ電位為零時的pH。當pH提高或降低而偏離等電點時，表面電荷(以及因此的ζ電位)相應地降低或提高(至負或正的ζ電位值)。分散體(諸如拋光組合物)的ζ電位可使用市售儀器(諸如DT-1202，一種得自于DispersionTechnologies,Inc.的電聲學譜儀)獲得。拋光組合物中的第一二氧化硅研磨劑的膠體二氧化硅顆粒具有10mV或更高的永久性正電荷(例如，15mV或更高、或者20mV或更高)。拋光組合物中的第一二氧化硅研磨劑的膠體二氧化硅顆粒可具有50mV或更低(例如，45mV或更低、40mV或更低、或者35mV或更低)的永久性正電荷。優選地，第一二氧化硅研磨劑的膠體二氧化硅顆粒具有10mV至50mV(例如，15mV至40mV)的范圍內的永久性正電荷。永久性正電荷意指二氧化硅顆粒上的正電荷不容易例如經由沖洗、稀釋、過濾及其類似方法逆轉。永久性正電荷可為例如陽離子物質與膠體二氧化硅共價鍵結的結果。永久性正電荷與可逆正電荷(非永久性正電荷)相反，后者可為例如陽離子物質與膠體二氧化硅之間的靜電相互作用的結果。盡管如此，如本文所用的，至少10mV的永久性正電荷意指二氧化硅顆粒的ζ電位在以下三步超濾測試后保持高于10mV。使一部分拋光組合物(例如，初始200ml樣品)通過MilliporeUltracell再生纖維素超濾盤(例如，具有100,000道爾頓的MW截止值及6.3nm的孔徑)。收集剩余的分散體(通過超濾盤滯留的約65ml分散體)且用經pH調節的去離子水補充至原始體積。使用適合的無機酸或堿(諸如硝酸或氫氧化鉀)，將去離子水的pH調節至拋光組合物的原始pH。該程序重復總共三次超濾循環(其中的每一次均包括超濾步驟和補充步驟)。隨后，量測經三次超濾及補充的拋光組合物的ζ電位且與原始拋光組合物的ζ電位比較。下文通過實施例(在實施例8中)進一步說明此三步超濾測試。盡管不希望受理論束縛，但相信，通過超濾盤滯留的分散體(滯留的分散體)包括二氧化硅顆粒及可與顆粒表面結合(例如，鍵結于顆粒表面、附著于顆粒表面、與顆粒表面靜電相互作用或與顆粒表面接觸)的任何化學組分(例如陽離子物質)。至少一部分液體載劑及溶解于其中的化學組分通過超濾盤。相信，將滯留的分散體補充至原始體積打亂了原始拋光組合物中的平衡，使得與顆粒表面結合的化學組分可趨向新的平衡。與顆粒表面強力結合(例如，共價鍵結)的組分殘留在表面上，使得若顆粒的正ζ電位有任何變化，則該變化往往很小。與此相反，隨著體系趨向新的平衡，一部分與顆粒表面結合較弱(例如，靜電相互作用)的組分可返回至溶液，從而導致正ζ電位降低。相信，重復總共三次超濾及補充循環的此方法增強了上述效果。優選地，在校正離子強度差之后，原始拋光組合物中的二氧化硅顆粒與得自于上述三步超濾測試的經三次超濾及補充的拋光組合物中的二氧化硅顆粒的ζ電位之間存在很小(或者無)差異。應理解，在校正離子強度差之前，由于經三次超濾及補充的拋光組合物的離子強度降低，因此，可觀測到所量測的ζ電位提高。在校正離子強度差之后，由前述三步超濾測試產生的顆粒上的正電荷的任何降低(正ζ電位的降低)優選小于10mV(例如，小于7mV、小于5mV、或者甚至小于2mV)。含氨基硅烷化合物的二氧化硅研磨劑顆粒可具有永久性正電荷。因此，可例如經由用至少一種氨基硅烷化合物處理顆粒來獲得永久性正電荷。這樣的化合物包括伯氨基硅烷、仲氨基硅烷、叔氨基硅烷、季氨基硅烷及多足(multi-podal)(例如雙足)氨基硅烷。氨基硅烷化合物可基本上包括任何適合的氨基硅烷，例如，含丙基的氨基硅烷或包括丙胺的氨基硅烷化合物。適合的氨基硅烷的實例可包括雙(2-羥基乙基)-3-氨基丙基三烷氧基硅烷、二乙基氨基甲基三烷氧基硅烷、(N,N-二乙基-3-氨基丙基)三烷氧基硅烷)、3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基丙基三烷氧基硅烷、氨基丙基三烷氧基硅烷、(2-N-苯甲基氨基乙基)-3-氨基丙基三烷氧基硅烷)、三烷氧基甲硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化銨、N-(三烷氧基甲硅烷基乙基)苯甲基-N,N,N-三甲基氯化銨、(雙(甲基二烷氧基甲硅烷基丙基)-N-甲胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)脲、雙(3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基)-亞乙基二胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺、以及它們的混合物。可采用任何適合的處理二氧化硅顆粒的方法(其中許多是本領域普通技術人員已知的)。舉例而言，可在與拋光組合物的其他組分或氨基硅烷混合之前用氨基硅烷化合物處理二氧化硅顆粒，且可同時將膠體二氧化硅顆粒添加至拋光組合物的其他組分中。氨基硅烷化合物可以任何適合的量存在于拋光組合物中。氨基硅烷的用量可取決于若干因素，例如包括粒徑、顆粒表面積、所使用的具體氨基硅烷化合物以及顆粒上的所需電荷。總體而言，隨著粒徑減小(且因此表面積增加)及顆粒上的電荷提高，氨基硅烷的用量增加。舉例而言，為了獲得25mV或更高的永久性正電荷，可將20ppm或更高的氨基硅烷用于具有110nm粒徑的分散體，可將70ppm或更高的氨基硅烷用于具有75nm粒徑的分散體，且可將130ppm或更高的氨基硅烷用于具有55nm粒徑的分散體。因此，拋光組合物可包括5ppm或更高(例如，10ppm或更高、15ppm或更高、或者20ppm或更高)的氨基硅烷化合物。優選地，拋光組合物包括足以提供所需的永久性正電荷的氨基硅烷量而無需使用過量。因此，拋光組合物可包括500ppm或更低(例如，300ppm或更低、或者200ppm或更低、或者150ppm或更低)的氨基硅烷化合物。優選地，拋光組合物包括5ppm至500ppm的范圍內(例如，10ppm至300ppm、15ppm至200ppm、或者20ppm至150ppm)的氨基硅烷化合物。聚合物胺可用于對某些二氧化硅研磨劑顆粒賦予永久性正電荷(或需要超過三次超濾循環以逆轉的半永久性正電荷)。盡管這樣的聚合物胺可對二氧化硅顆粒提供永久性(或半永久性)正電荷，但某些聚合物胺的存在可在一些CMP組合物及CMP操作中對鎢移除速率具有不利影響。因此，在某些實施方式中，拋光組合物基本上不含聚合物胺(且借助于其他方式賦予永久性正電荷)可為優選的。在某些所公開的實施方式中，第二二氧化硅研磨劑可具有中性電荷或非永久性正電荷。中性電荷意指二氧化硅研磨劑顆粒的ζ電位接近零，例如在約-5mV至5mV的范圍內。具有中性電荷的二氧化硅研磨劑顆粒一般不經處理。具有非永久性正電荷的二氧化硅研磨劑為其中研磨劑顆粒具有大于5mV的可逆(或部分可逆)正電荷(例如，經由沖洗、稀釋、過濾及其類似方法)的二氧化硅研磨劑。上述超濾測試可用于區分具有永久性和非永久性正電荷的二氧化硅研磨劑顆粒。舉例而言，具有非永久性正電荷的二氧化硅研磨劑顆粒為其中在超濾及補充之后使正電荷降至低于某一閾值(例如10mV)的顆粒。同樣，具有非永久性正電荷的二氧化硅研磨劑顆粒為其中正電荷可在校正離子強度差(例如超過5mV或超過10mV)之后發生減少的顆粒。永久性與非永久性正電荷之間的該區別進一步說明于實施例8中。與含陽離子的組分接觸的二氧化硅研磨劑顆粒(即，帶正電荷的物質)可具有非永久性正電荷。因此，可例如經由用至少一種含陽離子的組分處理顆粒來獲得非永久性正電荷。處理組分可選自例如銨鹽(優選季胺化合物)、鹽、锍鹽、咪唑鹽及吡啶鹽。銨鹽可包括R1R2R3R4N+X-；鹽可包括R1R2R3R4P+X-；且锍鹽可包括R1R2R3S+X-，其中R1、R2、R3及R4獨立表示C1-C6烷基、C7-C12芳基烷基或C6-C10芳基。這些基團當然可進一步經一個或多個羥基取代。陰離子X-可為優選不與拋光組合物的其他組分反應的任何適合的陰離子。適合的陰離子的非限制性實例包括氫氧根、氯根、溴根、氟根、硝酸根、硫酸根、酸式硫酸根、甲磺酸根、甲基硫酸根(即CH3OSO3-)及其類似者。銨鹽中的陽離子組分可包括例如四甲銨、四乙銨、四丙銨、四丁銨、四戊銨、乙基三甲銨及二乙基二甲銨。鹽中的陽離子組分可包括例如四甲基、四乙基、四丙基、四丁基、四苯基、甲基三苯基、乙基三苯基、丁基三苯基、苯甲基三苯基、二甲基二苯基、羥甲基三苯基及羥乙基三苯基。锍鹽中的陽離子組分可包括例如三甲基锍及三乙基锍。咪唑鹽中的陽離子組分可包括例如1-乙基-3-甲基咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑、1-苯甲基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑及1-乙基-2,3-二甲基咪唑。吡啶鹽中的陽離子組分可包括例如1-甲基吡啶。拋光組合物一般呈酸性，其pH小于7。拋光組合物典型地具有1或更高(例如，1.5或更高、或者2或更高)的pH。優選地，拋光組合物具有6或更低(例如，5或更低、或者4或更低)的pH。更優選地，拋光組合物具有1至6(例如，1.5至5、或2至4、或2至3.5)的范圍內的pH。拋光組合物的pH可通過任何適合的方式達成和/或保持。拋光組合物可基本上包括任何適合的pH調節劑或緩沖體系。舉例而言，適合的pH調節劑可包括硝酸、硫酸、磷酸、鄰苯二甲酸、檸檬酸、己二酸、草酸、丙二酸、順丁烯二酸、氫氧化銨及其類似物，而適合的緩沖劑可包括磷酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽、丙二酸鹽、草酸鹽、硼酸鹽、銨鹽及其類似物。拋光組合物的任選的實施方式可進一步包括含鐵的促進劑。如本文所用的含鐵的促進劑為在鎢CMP操作期間提高鎢移除速率的含鐵的化學組分。舉例而言，含鐵的促進劑可包括例如美國專利第5,958,288號及第5,980,775號中所公開的含鐵的催化劑。這樣的含鐵的催化劑可溶于液體載劑中且可包括例如正鐵(鐵III)或亞鐵(鐵II)化合物，諸如硝酸鐵、硫酸鐵、鐵的鹵化物(包括氟化物、氯化物、溴化物及碘化物以及高氯酸鹽、過溴酸鹽及高碘酸鹽)及有機鐵化合物(諸如乙酸鐵、乙酰丙酮化鐵、檸檬酸鐵、葡糖酸鐵、丙二酸鐵、草酸鐵、鄰苯二甲酸鐵及丁二酸鐵)、以及它們的混合物。含鐵的促進劑也可包括含鐵的活化劑(例如產生自由基的化合物)或者與膠體二氧化硅顆粒表面結合(例如，涂布或鍵結)的含鐵的催化劑，諸如美國專利第7,029,508號及第7,077,880號中所公開的。舉例而言，含鐵的促進劑可與膠體表面顆粒的表面上的硅烷醇基團鍵結。在一個實施方式中，含鐵的促進劑可包括含硼的穩定劑及含鐵的催化劑。在這樣的實施方式中，穩定劑和催化劑可基本上占據膠體二氧化硅顆粒上的可利用的表面位點的任何百分率，例如，可利用的表面位點的超過1％、超過50％、或者超過80％。拋光組合物中的含鐵的促進劑的量可根據促進劑的化學形式以及所使用的氧化劑而變化。當使用優選的氧化劑過氧化氫(或其類似物)且使用能溶解的含鐵的催化劑(諸如硝酸鐵)時，以組合物的總重量計，催化劑可以足以提供1至3000ppmFe范圍的量存在于組合物中。優選地，拋光組合物包括1ppm或更高的Fe(例如，5ppm或更高、10ppm或更高、或者20ppm或更高)。優選地，拋光組合物包括500ppm或更低的Fe(例如，200ppm或更低、100ppm或更低、或者50ppm或更低)。拋光組合物可因此包括1至500ppmFe的范圍(例如，3ppm至200ppm、5ppm至100ppm、或者10ppm至50ppm)。包括含鐵的促進劑的拋光組合物的實施方式可進一步包括穩定劑。在沒有這樣的穩定劑的情況下，氧化劑及含鐵的促進劑可以使得氧化劑隨時間迅速降解(劣化)的方式發生反應。穩定劑的添加往往降低含鐵的促進劑的有效性，使得添加至拋光組合物中的穩定劑的類型及量的選擇可對CMP效能具有顯著影響。穩定劑的添加可導致形成穩定劑/促進劑配合物，其抑制促進劑與氧化劑反應，同時使促進劑保留足夠的活性以促進快速的鎢拋光速率。可用的穩定劑包括磷酸、有機酸、膦酸鹽化合物、腈、以及與金屬結合并降低其對過氧化氫分解產物及其混合物的反應性的其他配體。酸穩定劑可以其共軛形式使用，例如，羧酸鹽可代替羧酸使用。出于本申請的目的，當使用術語“酸”來描述可用的穩定劑時，該術語還意指酸穩定劑的共軛堿。舉例而言，術語“己二酸”意指己二酸及其共軛堿。穩定劑可單獨或以組合形式使用并且顯著地降低了氧化劑(諸如過氧化氫)的分解速率。優選的穩定劑包括乙酸、磷酸、鄰苯二甲酸、檸檬酸、己二酸、草酸、丙二酸、天冬氨酸、丁二酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、順丁烯二酸、戊烯二酸、粘康酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、丙二胺四乙酸(PDTA)、以及它們的混合物。優選的穩定劑可以1當量(以含鐵的促進劑計)至3.0重量％或更高的范圍內的量添加至本發明的組合物及漿料中。如本文所用的，術語“當量(以含鐵的促進劑計)”意指組合物中的每個鐵物質一個穩定劑分子。舉例而言，2當量(以含鐵的促進劑計)意指每個鐵物質兩個穩定劑分子。拋光組合物可進一步包括氧化劑。氧化劑可在漿料制造過程中或恰好在CMP操作之前添加至拋光組合物中(例如，在位于半導體制造設備處的儲罐中)。優選的氧化劑包括無機或有機的過化合物(per-compound)。過化合物(如由Hawley'sCondensedChemicalDictionary所定義的)為含有至少一個過氧基團(-O--O-)的化合物或含有處于其最高氧化態的元素的化合物。含有至少一個過氧基團的化合物的實例包括但不限于過氧化氫及其加合物(諸如脲過氧化氫及過碳酸鹽)、有機過氧化物(諸如過氧化苯甲酰、過乙酸、及二-叔丁基過氧化物)、單過硫酸鹽(SO5＝)、二過硫酸鹽(S2O8＝)及過氧化鈉。含有處于其最高氧化態的元素的化合物的實例包括但不限于高碘酸、高碘酸鹽、過溴酸、過溴酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過硼酸及過硼酸鹽以及高錳酸鹽。最優選的氧化劑為過氧化氫。氧化劑可以例如0.1重量％至10重量％的范圍內的量存在于拋光組合物中。在其中使用過氧化氫氧化劑及能溶解的含鐵的促進劑的優選實施方式中，氧化劑可以0.1重量％至6重量％(例如，0.2重量％至5重量％、0.5重量％至4重量％、或者1重量％至3重量％)的范圍內的量存在于拋光組合物中。拋光組合物可任選地進一步包括抑制鎢蝕刻的化合物。適合的抑制劑化合物抑制了固體鎢向能溶解的鎢化合物的轉化，同時允許經由CMP操作的有效的固體鎢移除。作為可用的鎢蝕刻抑制劑的化合物的類別包括具有含氮官能團(諸如含氮雜環、烷基銨離子、氨基烷基及氨基酸)的化合物。可用的氨基烷基腐蝕抑制劑包括例如己胺、四甲基-對苯二胺、辛胺、二亞乙基三胺、二丁基苯甲胺、氨基丙基硅烷醇、氨基丙基硅氧烷、十二烷胺、它們的混合物、以及合成及天然存在的氨基酸(包括例如賴氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸(氨基乙酸))。抑制劑化合物可替代性地和/或另外地包括在液體載劑中處于溶解狀態的胺化合物。胺化合物可包括伯胺、仲胺、叔胺或季胺。胺化合物可進一步包括一元胺、二元胺、三元胺、四元胺、或者具有大量重復胺基(例如，4個或更多個胺基)的基于胺的聚合物。在拋光化合物的某些實施方式中，胺化合物可包括長鏈烷基。長鏈烷基意指胺化合物包括具有至少10個碳原子(例如，至少12個碳原子或至少14個碳原子)的烷基。這樣的胺化合物可包括例如十二烷胺、十四烷胺、十六烷胺、十八烷胺、油胺、N-甲基二辛胺、N-甲基十八烷胺、椰油酰氨丙基氧化胺、苯甲基二甲基十六烷基氯化銨、苯扎氯銨、椰油烷基甲基[聚氧亞乙基(15)]氯化銨、十八烷基甲基[聚氧亞乙基(15)]氯化銨、鯨蠟基三甲基溴化銨、及其類似物。在拋光組合物的某些實施方式中，胺化合物可包括多陽離子型胺。多陽離子型胺(當該術語在本文使用時)為具有多個(兩個或更多個)胺基的胺化合物，其中，所述胺基中的每一者均為陽離子(即，具有正電荷)。因此，多陽離子型胺可包括多季胺。多季胺意指胺化合物包括2至4個季銨基團，使得多季胺為二季胺、三季胺或四季胺化合物。二季胺化合物可包括例如N,N'-亞甲基雙(二甲基十四烷基溴化銨)、1,1,4,4-四丁基哌嗪二二溴化物、N,N,N',N',N'-五甲基-N-牛脂(tallow)-1,3-丙烷-二銨二氯化物、N,N'-六亞甲基雙(氫氧化三丁基銨)、十烴溴銨(decamethoniumbromide)、雙十二烷基-四甲基-1,4-丁烷二銨二碘化物、1,5-二甲基-1,5-二氮雜(diazonia)雙環(3.2.2)壬烷二溴化物等。三季胺化合物可包括例如N(1),N(6)-雙十二烷基-N(1),N(1),N(6),N(6)-四甲基-1,6-己烷二銨二碘化物。四季胺化合物可包括例如甲烷四基(tetrayl)四(溴化四甲基銨)。多季胺化合物可進一步包括長鏈烷基(例如，具有10個或更多個碳原子)。例如，具有長鏈烷基的多季胺化合物可包括N,N'-亞甲基雙(二甲基十四烷基溴化銨)、N,N,N',N',N'-五甲基-N-牛脂-1,3-丙烷-二銨二氯化物、雙十二烷基-四甲基-1,4-丁烷二銨二碘化物、及N(1),N(6)-雙十二烷基-N(1),N(1),N(6),N(6)-四甲基-1,6-己烷二銨二碘化物。多陽離子型胺也可為其中各胺基經質子化(且因此具有正電荷)的多陽離子型的。例如，雙陽離子型胺(諸如四甲基-對苯二胺)包括兩個在低于胺化合物的pKa的拋光組合物pH值下可被質子化(且因此帶正電)的叔碳型胺基。在拋光組合物的某些實施方式中，胺化合物可包括基于胺的聚合物。這樣的聚合物包括四個或更多個胺基。該基于胺的聚合物可包括，例如，三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺、及包括以下含胺官能團的聚合物：甲基丙烯酰氧基-乙基三甲基甲基硫酸銨、二烯丙基二甲基氯化銨、及甲基丙烯酰氨基-丙基三甲基氯化銨。拋光組合物可基本上包括任何適宜濃度的抑制劑化合物。總體而言，希望該濃度足夠高以提供適當的蝕刻抑制，但足夠低以使得該化合物可溶解且不會使鎢拋光速率降至低于可接受的水平。可溶解意指該化合物完全溶于液體載劑中或其在液體載劑中形成膠束或者以膠束的形式運送。可能需要根據眾多及多種因素來改變該抑制劑化合物的濃度，所述因素，例如，包括該抑制劑化合物的溶解度、該抑制劑化合物中的胺基數量、烷基的長度、蝕刻速率抑制與拋光速率抑制之間的關系、所使用的氧化劑、氧化劑的濃度等。在某些期望的實施方式中，拋光組合物中的胺化合物的濃度可在0.1μM至10mM的范圍內(即，10-7至10-2M)。例如，在使用具有高分子量的基于胺的聚合物的實施方式中，該濃度可在該范圍的較低端(例如，10-7至10-4M)。在使用相對簡單的胺化合物(具有較少胺基及較低分子量)的其他實施方式中，該濃度可在該范圍的較高端(例如，10-5至10-2M)。拋光組合物可任選地進一步包括殺生物劑。該殺生物劑可包括任何適宜的殺生物劑，例如異噻唑啉酮殺生物劑。拋光組合物中的殺生物劑的量典型地在1ppm至50ppm的范圍內，且優選為1ppm至20ppm。可使用任何適宜的技術來制備拋光組合物，其中許多是本領域技術人員已知的。拋光組合物可以分批或連續方法制備。一般而言，拋光組合物可通過以任何順序組合其組分來制備。如本文所用的術語“組分”包括單獨的成分(例如，膠體二氧化硅、含鐵的促進劑、胺化合物等)。舉例而言，第一二氧化硅研磨劑可分散于水性液體載劑中以獲得第一分散體。然后，第一分散體可例如用氨基硅烷化合物處理以便產生具有至少10mV永久性正電荷的膠體二氧化硅研磨劑。第二二氧化硅研磨劑可分散于水性液體載劑中以獲得第二分散體。然后，第二分散體可例如用季胺化合物處理以便產生具有非永久性正電荷的二氧化硅研磨劑。然后，第一和第二經處理的分散體可混合在一起，之后，添加其他組分(諸如含鐵的促進劑及穩定劑)。或者，可將其他組分添加至所述經處理的分散體的一者中，之后，將第一與第二分散體混合在一起。第一與第二分散體及其他組分可使用任何適于達成適當混合的技術共混在一起。可在制備拋光組合物期間的任何時間添加氧化劑。舉例而言，拋光組合物可在使用之前制備，其中一種或多種組分(例如氧化劑)恰好在CMP操作之前(例如，在CMP操作的1分鐘內、或10分鐘內、或1小時內、或1天內、或1周內)添加。拋光組合物也可通過在CMP操作期間在基板表面(例如，在拋光墊上)混合所述組分來制備。拋光組合物可作為包含具有至少10mV永久性正電荷的第一二氧化硅研磨劑、具有中性或非永久性正電荷的第二二氧化硅研磨劑及其他任選的組分(諸如含鐵的促進劑、穩定劑、鎢蝕刻抑制劑、殺生物劑及其類似組分)的單包裝體系來供應。氧化劑期望地與拋光組合物的其他組分分開供應且在使用前不久(例如，使用前1周或更短、使用前1天或更短、使用前1小時或更短、使用前10分鐘或更短、或者使用前1分鐘或更短)(例如，由最終使用者)與拋光組合物的其他組分組合。拋光組合物組分的各種其他二個容器、或三個或更多個容器的組合在本領域普通技術人員的知識范圍內。本發明的拋光組合物也可作為意欲在使用前經適量水稀釋的濃縮物提供。在這樣的實施方式中，拋光組合物濃縮物可包括具有至少10mV永久性正電荷的第一二氧化硅研磨劑、具有中性或非永久性正電荷的第二二氧化硅研磨劑、水、以及其他任選的組分(諸如含鐵的促進劑、穩定劑、鎢蝕刻抑制劑及殺生物劑)，具有或不具有氧化劑，所述組分的量使得在以適量水及氧化劑(若尚未以適當的量存在的話)稀釋濃縮物時，拋光組合物的各組分將以上文針對各組分所述的適當范圍內的量存在于該拋光組合物中。例如，具有至少10mV永久性正電荷的第一二氧化硅研磨劑、具有中性或非永久性正電荷的第二二氧化硅研磨劑及其他任選的組分(諸如含鐵的促進劑、穩定劑、鎢蝕刻抑制劑及殺生物劑)各自可以上文針對各組分所述濃度的2倍(例如，3倍、4倍、5倍、或甚至10倍)的量存在于拋光組合物中，使得當用等體積(例如，分別2倍等體積水、3倍等體積水、4倍等體積水、或甚至9倍等體積水)與適量氧化劑一起稀釋濃縮物時，各組分將以上文針對各組分所述的范圍內的量存在于拋光組合物中。此外，如本領域普通技術人員所理解的，濃縮物可含有適當比率的存于最終拋光組合物中的水，以確保其他組分至少部分或完全溶于濃縮物中。雖然本發明的拋光組合物可用于拋光任何基板，但該拋光組合物特別適用于拋光包括至少一種包含鎢的金屬及至少一種介電材料的基板。鎢層可沉積于一個或多個阻擋層(例如，包括鈦和/或氮化鈦(TiN))之上。介電層可為金屬氧化物，例如衍生自原硅酸四乙酯(TEOS)的硅氧化物層、多孔的金屬氧化物、多孔或非多孔的經碳摻雜的硅氧化物、經氟摻雜的硅氧化物、玻璃、有機聚合物、經氟化的有機聚合物、或任何其他適宜的高或低k的絕緣層。本發明的拋光方法特別適宜與化學機械拋光(CMP)裝置結合使用。典型地，該裝置包括：壓板，當使用時，其處于運動中且具有由軌道、線性或圓周運動產生的速度；拋光墊，其與該壓板接觸且在運動時隨壓板移動；以及載體，其固持待通過接觸拋光墊表面且相對于其移動而被拋光的基板。基板的拋光通過以下進行：使基板與拋光墊及本發明的拋光組合物接觸放置，然后，相對于基板移動拋光墊，以便研磨基板的至少一部分(諸如本文所述的鎢、鈦、氮化鈦和/或介電材料)以拋光基板。可使用化學機械拋光組合物以任何適宜的拋光墊(例如，拋光表面)來平面化或拋光基板。適宜的拋光墊包括，例如，編織和非編織的拋光墊。此外，適宜的拋光墊可包括具有各種密度、硬度、厚度、可壓縮性、壓縮回彈能力及壓縮模量的任何適宜的聚合物。適宜的聚合物包括，例如，聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龍、氟碳化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成產物、以及它們的混合物。以下實施例進一步說明本發明，但當然不應將其解釋為以任何方式限制其范圍。實施例1在本文所公開的實施例中，使用選自九種二氧化硅研磨劑分散體的第一和第二二氧化硅研磨劑制備混合二氧化硅研磨劑型的拋光組合物。分散體A1、B1、C1及D1包括用氨基硅烷(氨基丙基三烷氧基硅烷)處理的膠體二氧化硅分散體，使得膠體二氧化硅顆粒具有大于10mV的永久性正電荷。分散體A2、B2、C2及D2包括分散于水性溶液中的膠體二氧化硅顆粒。A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1及D2中的膠體二氧化硅研磨劑各自含有部分聚集的二氧化硅研磨劑，其中50％或更多的膠體二氧化硅研磨劑顆粒包括兩個聚集的初級顆粒。分散體F2包括分散于水性溶液中的表面積150m2/g的未經處理的熱解二氧化硅。關于這九種二氧化硅研磨劑分散體的進一步細節呈現于表1中。使用BET表面積測量結果的常規圈層外推法來估算初級粒徑。使用CPS盤式離心機(型號DC24000HR(得自于CPSInstruments,Prairieville,Louisiana))獲得聚集體粒徑。表1研磨劑初級尺寸(nm)聚集體尺寸(nm)經處理的氨基硅烷A11530是B13555是C15690是D175115是A21530否B23555否C25690否D275115否F2160否實施例2在該實施例中，針對各種拋光組合物評估鎢(W)拋光速率，其中各拋光組合物均包括選自實施例1中的分散體A1、B1、C1及D1的第一和第二二氧化硅研磨劑。該實施例中的第一和第二二氧化硅研磨劑各自包括具有大于10mV永久性正電荷的膠體二氧化硅。該實施例表明第一和第二二氧化硅研磨劑的相對量及第一和第二二氧化硅研磨劑的粒徑對W拋光速率的影響。各拋光組合物的pH均為2.5且均包括0.031重量％九水合硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)、0.04重量％丙二酸及2.4重量％過氧化氫。通過使用CMP工具(得自于AppliedMaterials)及IC1010拋光墊在2.5psi下行力、103rpm壓板速度、97rpm頭速度及150ml/min漿料流量下拋光具有W層的八英寸毯覆式晶片獲得W拋光速率。拋光時間為兩分鐘。第一和第二二氧化硅研磨劑的重量百分數與相應的W移除速率顯示于表2上。表2如自表2中列舉的結果顯見的，可使用寬范圍的具有大于10mV永久性正電荷的二氧化硅研磨劑顆粒混合物來實現高的鎢移除速率。具體地說，當第一和第二二氧化硅研磨劑之間存在至少20nm粒徑差異時，可實現高的W拋光速率。實施例3在該實施例中，針對各種拋光組合物評估鎢(W)拋光速率，其中各拋光組合物均包括選自實施例1中的分散體A1、B1、C1及D1的第一和第二二氧化硅研磨劑。該實施例中的第一和第二二氧化硅研磨劑各自包括具有大于10mV永久性正電荷的膠體二氧化硅。該實施例也表明第一和第二二氧化硅研磨劑的相對量及第一和第二二氧化硅研磨劑的粒徑對W拋光速率的影響。各拋光組合物的pH均為2.5且均包括0.031重量％九水合硝酸鐵、0.04重量％丙二酸及2.4重量％過氧化氫。通過使用CMP工具(得自于AppliedMaterials)及IC1010拋光墊在2.5psi下行力、103rpm壓板速度、97rpm頭速度及150ml/min漿料流量下拋光具有W層的八英寸毯覆式晶片獲得W拋光速率。該實施例中的拋光時間為一分鐘。第一和第二二氧化硅研磨劑的重量百分數與相應的W移除速率顯示于表3上。注意到，拋光組合物3A及3B與實施例2中的拋光組合物2E及2H對應，唯一差異為拋光時間。表3如自表3中列舉的結果顯見的，可使用寬范圍的具有大于10mV永久性正電荷的二氧化硅研磨劑混合物來實現高的鎢移除速率。當第一二氧化硅研磨劑的粒徑小于60nm且兩種顆粒均具有永久性正電荷時，拋光速率似乎為最高。實施例4在該實施例中，針對各種拋光組合物評估鎢(W)拋光速率，其中三種拋光組合物包括選自實施例1中的分散體B1及D1的第一和第二二氧化硅研磨劑。該實施例表明第一和第二二氧化硅研磨劑的相對量對W拋光速率的影響。各拋光組合物的pH均為2.5且均包括0.031重量％九水合硝酸鐵、0.04重量％丙二酸、2500ppm甘氨酸及2.4重量％過氧化氫。通過使用CMP工具(得自于AppliedMaterials)及IC1010拋光墊在2.5psi下行力、103rpm壓板速度、97rpm頭速度及150ml/min漿料流量下拋光具有W層的八英寸毯覆式晶片獲得W拋光速率。該實施例中的拋光時間為一分鐘。第一和第二二氧化硅研磨劑的重量百分數與相應的W移除速率顯示于表4上。表4如自表4中列舉的結果顯見的，包括分散體B1和D1的混合物的拋光組合物4C實現了比包括單獨的分散體B1和D1的拋光組合物4A和4B更高的W拋光。實施例5在該實施例中，針對各種拋光組合物評估鎢(W)拋光速率，其中四種拋光組合物包括選自實施例1中的分散體B1、B2及C1的第一和第二二氧化硅研磨劑。該實施例表明第一和第二二氧化硅研磨劑的相對量對W拋光速率及晶片清潔時間(終點時間)的影響。各拋光組合物的pH均為2.5且均包括0.031重量％九水合硝酸鐵、0.04重量％丙二酸、2500ppm甘氨酸及2.4重量％過氧化氫。通過使用CMP工具(得自于AppliedMaterials)及IC1010拋光墊在2.5psi下行力、103rpm壓板速度、97rpm頭速度及150ml/min漿料流量下拋光具有W層的八英寸毯覆式晶片獲得W拋光速率。該實施例中的拋光時間為一分鐘。第一和第二二氧化硅研磨劑的重量百分數與相應的W移除速率及晶片清潔時間顯示于表5上。表5如自表5中列舉的結果顯見的，混合研磨劑拋光組合物5B和5C(包括分散體B2和C2的混合物)實現了比對照組合物(5A)高的W拋光速率。此外，混合研磨劑拋光組合物5D和5E(包括具有永久性正電荷的膠體二氧化硅(B1)與具有非永久性正電荷的膠體二氧化硅(C2)的混合物)實現了比任何其他組合物高的W拋光速率。此外觀測到，混合研磨劑拋光組合物5D和5E清潔晶片的時間比其他組合物少，表明了用于較高產出率CMP方法的潛能。實施例6在該實施例中，針對各種拋光組合物評估鎢(W)拋光速率，其中五種拋光組合物包括選自實施例1中的分散體B1、D2及F1的第一和第二二氧化硅研磨劑。該實施例表明第一和第二二氧化硅研磨劑的相對量對W拋光速率及晶片清潔時間(終點時間)的影響。各拋光組合物的pH均為2.5且均包括0.031重量％九水合硝酸鐵、0.04重量％丙二酸及2.4重量％過氧化氫。通過使用CMP工具(得自于AppliedMaterials)及IC1010拋光墊在2.5psi下行力、103rpm壓板速度、97rpm頭速度及150ml/min漿料流量下拋光具有W層的八英寸毯覆式晶片獲得W拋光速率。該實施例中的拋光時間為兩分鐘。第一和第二二氧化硅研磨劑的重量百分數與相應的W移除速率顯示于表6上。表6如自表6中列舉的結果顯見的，相較于對照組合物6A，混合研磨劑拋光組合物6B、6C和6D(包括分散體B1和F2的混合物)實現了更高的W拋光速率及更短的晶片清潔時間。相較于對照組合物6A，混合研磨劑拋光組合物6E和6F(包括分散體B1和D2的混合物)也實現了更高的W拋光速率及縮短的晶片清潔時間。實施例7在該實施例中，針對各種拋光組合物評估鎢(W)拋光速率，其中六種拋光組合物包括選自實施例1中的分散體B1、C1及D2的第一和第二二氧化硅研磨劑。該實施例表明第一和第二二氧化硅研磨劑的相對量對W拋光速率及晶片清潔時間(終點時間)的影響。各拋光組合物的pH均為2.5(使用硝酸調節)且均包括0.031重量％九水合硝酸鐵、0.04重量％丙二酸、100ppm氫氧化四丁基銨(TBAH)及2.4重量％過氧化氫。通過使用CMP工具(得自于AppliedMaterials)及IC1010拋光墊在2.5psi下行力、103rpm壓板速度、97rpm頭速度及150ml/min漿料流量下拋光具有W層的八英寸毯覆式晶片獲得W拋光速率。該實施例中的拋光時間為兩分鐘。第一和第二二氧化硅研磨劑的重量百分數與相應的W移除速率顯示于表7上。表7如自表7中列舉的結果顯見的，盡管僅具有超過一半的固體裝載量，但拋光組合物7B和7D(包括分散體B1和D2及C1和D2的混合物)相較于對照組合物7A實現了更高的W拋光速率及更短的晶片清潔時間。盡管具有一半或更低的固體裝載量，但拋光組合物7E、7F和7G(包括分散體C1和D2的混合物)與對照組合物7A相比實現了大致相等的W拋光速率及更短的晶片清潔時間。盡管具有四分之一的固體裝載量(0.2重量％對0.8重量％)，但拋光組合物7D(包括分散體C1和D2的混合物)與對照組合物7A相比實現了大致相等的W拋光速率和晶片清潔時間。實施例8在過濾之前及之后，針對多種拋光組合物獲得ζ電位測量結果及電導率測量結果。經由MilliporeUltracell再生纖維素超濾盤(具有100,000道爾頓的MW截止值及6.3nm的孔徑)過濾(濃縮)200ml體積的各組合物。收集剩余的分散體(由超濾盤滯留的約65ml)且使用以硝酸調節至pH2.6的去離子水補充至原始200ml體積。該程序重復總共三次超濾循環(其中的每一次均包括超濾步驟和補充步驟)。在超濾程序(即，針對原始拋光組合物及經三次超濾和補充的拋光組合物)之前及之后，使用型號DT1202的聲學及電聲學譜儀(得自于DispersionTechnologies)量測拋光組合物的ζ電位。在超濾程序之前及之后，使用標準電導率儀來量測拋光組合物的電導率。表8展示了由實施例1中所述的分散體C1、C2及D2制造的拋光組合物8A、8B、8C及8D的ζ電位及電導率量測值。使用分散體C1、通過用去離子水稀釋至2重量％的最終膠體二氧化硅濃度且使用硝酸將pH調節至2.6來制備拋光組合物8A。使用分散體C2、通過用去離子水稀釋至2重量％的最終二氧化硅濃度且使用硝酸將pH調節至2.6來制備拋光組合物8B。使用0.01重量％TBAH處理膠體二氧化硅，從而獲得具有非永久性正電荷的顆粒。使用分散體C2、通過用去離子水稀釋至2重量％的最終二氧化硅濃度且使用硝酸將pH調節至2.3來制備拋光組合物8C。膠體二氧化硅顆粒保持未經處理。通過稀釋且混合分散體C1和D2來制備拋光組合物8D，使得最終混合物包括1.2重量％的來自C1分散體的膠體二氧化硅顆粒及0.6重量％的來自D2分散體的膠體二氧化硅顆粒。用0.01重量％TBAH進一步處理D2分散體，從而獲得具有非永久性正電荷的顆粒。拋光組合物8D進一步包括0.031重量％九水合硝酸鐵及0.04重量％丙二酸。如上所述，在上述超濾程序之前及之后量測原始組合物的ζ電位及電導率。此外，示出了經三次超濾和補充的拋光組合物的經校正的ζ電位值(針對離子強度差(其由通過添加1摩爾氯化鉀所致的電導率變化來指示)進行校正)。在該實施例中，總固體損失小于5％且因此未施用固體校正。表8如自表8中列舉的結果顯見的，拋光組合物8A的ζ電位不因過濾而變化，表明膠體二氧化硅具有41mV的永久性正電荷。拋光組合物8B的ζ電位自10mV降低至3mV，表明膠體二氧化硅上的正電荷不是永久性的。拋光組合物8C(未經處理的膠體二氧化硅顆粒)的ζ電位基本上為中性(4mV)。拋光組合物8D的ζ電位自17mV適度地降低至11mV。盡管不希望受理論束縛，但相信，經氨基硅烷處理的顆粒保留其永久性正電荷(如在拋光組合物8A中那樣)，同時，相信，經TBAH處理的顆粒上的非永久性正電荷具有顯著地降低(如在拋光組合物8B中那樣)。相信，該組合已引起ζ電位的適度降低。實施例9針對使用來自實施例1的分散體B1、C1和D2制備的五種拋光組合物，評估粒徑分布。通過分別用去離子水將分散體B1、C1及D2稀釋至1重量％的最終膠體二氧化硅濃度來制備拋光組合物9A、9B及9C。通過稀釋且混合分散體B1和D2來制備拋光組合物9D，使得最終混合物包括0.2重量％的來自分散體B1的膠體二氧化硅顆粒及0.3重量％的來自分散體D2的膠體二氧化硅顆粒。通過稀釋且混合分散體C1和D2來制備拋光組合物9E，使得最終混合物包括0.2重量％的來自分散體C1的膠體二氧化硅顆粒及0.3重量％的來自分散體D2的膠體二氧化硅顆粒。在拋光組合物9D和9E中，分散體D2進一步用100ppm(以重量計)的TBAH進行處理，從而獲得具有非永久性正電荷的顆粒。拋光組合物9D及9E進一步包括193ppm(以重量計)的九水合硝酸鐵、250ppm(以重量計)的丙二酸及7ppm(以重量計)的Kathon殺生物劑。使用硝酸將五種拋光組合物(9A、9B、9C、9D及9E)中的每一種的pH調節至2.5。使用CPS盤式離心機(型號DC24000HR(得自于CPSInstruments,Prairieville,Louisiana))評估各拋光組合物的粒徑分布。使用CPSInstrumentsAutogradient(使用8％和24％的蔗糖溶液)制備標準梯度。粒徑分布顯示于圖1上。如自圖1中列舉的結果顯見的，所評估的拋光組合物具有相異的粒徑分布。拋光組合物9A的粒徑分布具有位于50nm處的峰。拋光組合物9B的粒徑分布具有位于70nm處的峰。拋光組合物9C的粒徑分布具有位于115nm處的峰。拋光組合物9D具有雙峰分布，其第一峰位于50nm處且第二峰位于115nm處。拋光組合物9E具有雙峰分布，其第一峰位于75nm處且第二峰位于110nm處。應理解，除非本文另外指明，否則本文中的數值范圍的引述僅欲充當個別提及屬于該范圍內的各獨立值的簡寫方法，且各獨立值如同其在本文中個別列舉而并入本說明書中。除非本文另外指明或與上下文明顯矛盾，否則本文所述的所有方法均可以任何適合的順序進行。除非另外主張，否則本文所提供的任何及所有實例或例示性語言(例如，“諸如”)的使用僅用來更好地闡明本發明且并不對本發明的范圍形成限制。本說明書中的語言不應視作指示任何未主張的要素對于實踐本發明而言必不可少。本文描述了本發明的優選實施方式，包括本發明人已知的用于實施本發明的最佳模式。在閱讀前述說明書之后，這些優選實施方式的變化對于本領域普通技術人員可變得明晰。本發明人期望本領域普通技術人員按需要采用這些變化，且本發明人希望以不同于本文中所特定描述的方式來實踐本發明。因此，若適用法律允許，則本發明包括隨附于本文的權利要求書中所述的主題的所有修改及等效物。此外，除非本文另外指明或者與上下文明顯矛盾，否則本發明涵蓋上述要素在其所有可能變化中的任意組合。當前第1頁1 2 3