TWI411669B - 金屬研磨組成物及化學機械研磨方法 - Google Patents

Description

金屬研磨組成物及化學機械研磨方法

本發明係關於一種金屬研磨組成物，其係在製造半導體裝置的方法中用來進行化學機械平坦化，及其有關的研磨方法。

在開發大型積體電路(在一些情況下將在下文中簡稱為”LSI”)時，為達到半導體裝置更高度的整合及更高的速度，已有人研究線路小型化及整合之方法。在實現此要求的技術中，已經採用了各種不同的技術，如化學機械研磨(在一些情況下將在下文中簡稱為”CMP”)。CMP係用來研磨被用來做為內層絕緣膜(SiO₂ )之金屬薄膜或是平坦化基板的線路或者是在形成線路時去除多餘的金屬薄膜(例如，請參考美國4944836號專利)。

CMP的一般方法如下所述。

研磨墊係與圓形的研磨平臺結合，並且研磨墊的表面被研磨液弄濕。將基板(晶圓)的表面壓著研磨墊，並且由其背面施加預定的壓力(研磨壓力)。在這個階段，同時使研磨平臺及基板旋轉。在CMP時，由上述操作所產生的機械摩擦被用來使基板的表面平坦化。

至於互連的金屬方面，一般係以鎢和鋁用於互連結構中。然而，現在已開發出使用銅的LSIs，與使用這些金屬相比，其可以降低線路電阻以達到更佳的性能。在銅線路互連的方法中，已知有金屬鑲嵌法(例如，請參考日本專利申請書早期公開(JP-A)2-278822號)。此外，使接觸孔和互連溝槽同時在內層絕緣膜中形成且金屬同時鑲埋於其中的雙鑲嵌方法已被廣泛使用。至於用來做為銅線的靶材，安裝的是99.999%或更高純度的銅靶。

然而，近年來，配合LSIs更高緻密化的需要，因此要求改善銅線的導電度和電子特性，以實現線路的小型化。就此而言，已有人開始研究使用一種銅合金，其係藉由將第三種成分添加至高純度的銅中而得。

此外，對於能夠改善高精度及高純度材料生產力且不會造成污染之高速金屬研磨方法也有所需求。特別是，由於銅是一種柔軟的金屬，當銅或銅合金被研磨時，可能會發生：只有在中心部分會被研磨的較深而形成類似碟形凹痕的現象(淺碟化)、複數個互連金屬表面形成類似碟形凹面部分的現象(腐蝕)或是研磨刮痕；因此，對於更高精度研磨技術的需求日增。

近年來，晶圓的尺寸已被加大以改善生產力。目前一般所使用的晶圓具有200毫米或更大的直徑，並且已開始製造具有300毫米或更大直徑的晶圓。隨著晶圓尺寸的增加，晶圓中心部分和晶圓圓周部分之間的研磨速度差異也跟著變大。因此，已開始強烈要求在晶圓平面內均勻進行研磨的能力。

另一方面，已有研究揭露一種用於銅及銅合金的化學研磨方法(例如，請參考JP-A 49-122432號)，它是一種只取決於溶解並且不需要施加機械研磨的方法。然而，由於化學研磨方法僅由化學溶解來決定研磨，與選擇性使用化學或機械方式研磨金屬薄膜凸面部分的CMP方法相比，其容易發生過度研磨凹面部分(也就是淺碟化)的問題，因此，會有平坦度的問題。

為了克服使用固體研磨粒之CMP所面臨的問題，有一種金屬表面研磨方法被揭露，其係使用不含研磨粒之研磨液及乾式蝕刻的組合(例如，請參考電化學學會期刊,2000,147(10)冊，第3907至3913頁)。

當銅線被用於製造LSI時，一般會在線路部分及絕緣層之間置放一層稱為阻障層的擴散阻擋層，以禁止銅離子擴散至絕緣材料。阻障層是由阻障材料所形成，例如TaN、TaSiN、Ta、TiN、Ti、Nb、W、WN、Co、Zr、ZrN、Ru、CuTa合金、MnSi_x O_y 或MnO_x ，並且至少配置一層此種材料。這些阻障材料本身具有導電性，因此，在絕緣層上的阻障材料必須完全被去除，以避免發生例如漏電流的失誤。在去除方法中，可以使用研磨大多數金屬線路材料的類似方法。這就是所謂的阻障層CMP。

在研磨銅的時候，在寬的金屬線路部分特別容易發生淺碟化的情形。因此，希望能夠控制研磨並且去除在線路部分和阻障層部分之間的數量，而使得最後能達成平坦化的目標。基於這個理由，希望用於研磨阻障層之研磨液對於銅/阻障材料能夠具有適當的研磨選擇性。此外，由於各個線路層之間的線距和線密度不同，更希望能夠適當地控制研磨選擇性。

用於CMP的金屬研磨組成物通常含有固體研磨粒(如氧化鋁或二氧化矽)及氧化劑(如過氧化氫或過氧二硫酸鹽)。使用此類金屬研磨組成物之CMP的基本機制被認為是以氧化劑氧化金屬表面以及之後以研磨粒去除氧化物薄膜的方式來進行研磨(例如，請參考電化學學會期刊,1991,138(11)冊，第3460至3464頁)。

含有過氧二硫酸鹽之金屬研磨組成物的特徵在於：其能夠得到高的研磨速度。然而，也可能會造成淺碟化及腐蝕的問題。有一種克服淺碟化的方法是將苯並三唑添加至金屬研磨組成物中做為防蝕劑，其可抑制金屬薄膜被研磨(例如，請參考JP-A 2005-116987號)。依照這種方法，在半導體基底材料的金屬薄膜上會形成一層保護膜，因此，當凸出部分被研磨粒去除時，金屬薄膜會留在凹面的部分，因而獲得所需的半導體圖案。在凹面部分的保護膜可抑制淺碟化的發生，因此可以得到高的平坦度。然而，在CMP時，即使是使用了已使用能獲得高平坦度之防蝕劑的金屬研磨組成物，也無法抑制因為腐蝕阻障膜所造成的腐蝕。也就是說，製造裝置所需之平坦度仍需要進一步的改善。

發明總結

本發明基於以下的原因而得以完成：為了改善LSIs類型之半導體裝置的生產力，需要有一種能夠實現更高速度來研磨由(例如)銅金屬和銅合金所製成之線路的金屬研磨組成物(CMP漿液)。

本發明的第一方面是提供一種金屬研磨組成物，其係在製造半導體裝置時用於化學機械研磨。這種金屬研磨組成物至少包含以下個別的成分(1)至(3)：

(1)氧化劑，

(2)研磨粒，以及

(3)至少一種化合物，其選自下式(I)代表之化合物及下式(II)代表之化合物。

在式(I)中，R¹ 代表氫原子或烷基，並且Ph代表苯環。在式(II)中，R² 代表氫原子或烷基，並且Ph代表苯環。

本發明的第二方面是提供一種化學機械研磨方法，其包括將本發明之金屬研磨組成物進料至位於研磨平臺上的研磨墊之上的方法；以及在研磨墊與研磨表面接觸的同時，旋轉研磨平臺並且因而使得研磨墊對於被研磨物件之研磨表面產生相對移動，以研磨此研磨表面的方法。

發明詳述

在下文中，將敍述本發明的特定列舉的實施實例。在本發明申請書中，“至”係分別代表包含在“至”之前及之後所述的最小值和最大值的數值範圍。

1.金屬研磨組成物

本發明之金屬研磨組成物至少包括以下成分(1)至(3)：

(1)氧化劑

(2)研磨粒

(3)至少一種化合物，其選自下式(I)代表之化合物及下式(II)代表之化合物。

在式(I)中，R¹ 代表氫原子或烷基，並且Ph代表苯環。在式(II)中，R² 代表氫原子或烷基，並且Ph代表苯環。

除了(1)至(3)各自的成分之外，如有需要，本發明之金屬研磨組成物可包含有機酸、界面活性劑及其它成分。

本發明之金屬研磨組成物通常為漿液的形態，其係將研磨粒分散在溶解了各個成分之水溶液中而得。

在本發明之金屬研磨組成物中所含的各個成分將在以下做詳細的說明。各個成分可以單獨使用或者是將至少兩種成分組合在一起使用。

在製造半導體裝置時，本發明之金屬研磨組成物可用來做為研磨組成物，其係用於化學機械研磨被研磨的物件。在本發明中，除非清楚地聲明，否則“金屬研磨組成物”(以下也會稱為“研磨組成物”)不只是包括具有用於研磨時之組成(濃度)的金屬研磨組成物，也包括濃縮的研磨液，其係在使用時再藉由稀釋的方式來使用。當濃縮液被用於研磨時，可以水或水溶液來稀釋，稀釋的倍數通常為體積的1至20倍。

1-2.式(I)代表之化合物及式(II)代表之化合物

本發明之金屬研磨組成物含有至少一種化合物，其係選自下式(I)代表之化合物和下式(II)代表之化合物，並且此化合物可在本發明之金屬研磨組成物中做為鈍化膜形成劑。在下文中，式(I)代表之化合物和式(II)代表之化合物被通稱為“特定的鈍化膜形成劑”。

在式(I)中，R¹ 代表氫原子或烷基，並且Ph代表苯環。在式(II)中，R² 代表氫原子或烷基，並且Ph代表苯環。

在式(I)中，在R¹ 代表的烷基中，以具有1至3個碳原子的烷基為較佳，且以具有1至2個碳原子的烷基為更佳。烷基的具體實例包括甲基、乙基和丙基，以甲基和乙基為較佳。此外，R¹ 更佳為氫原子或甲基。

在式(II)中，在R² 代表的烷基中，以具有1至3個碳原子的烷基為較佳，且以具有1至2個碳原子的烷基為更佳。烷基的具體實例包括甲基、乙基和丙基，以甲基和乙基為較佳。此外，R² 更佳為氫原子或甲基。

在式(I)代表的化合物中，除了R¹ 及在2-位置的羧基外的取代基可以進一步地引入吲哚骨架中。此外，在式(II)代表的化合物中，除了R² 及在3-位置的羧基外的取代基可以進一步地引入吲唑骨架中。

引入式(I)之吲哚骨架中或式(II)之吲唑骨架中的取代基實例較佳係包括烷基、烷氧基、羧基、羥基、磺酸基和胺基，更佳為烷基、羧基和羥基，又更佳的是烷基。

如果取代基被進一步地引入式(I)的吲哚骨架中，取代基的取代位置較佳為3-位置、5-位置或6-位置。如果取代基被進一步地引入式(II)的吲唑骨架中，取代基的取代位置較佳為5-位置或6-位置。

如果式(I)之吲哚骨架中的Ph(苯環)或式(II)之吲唑骨架中的Ph(苯環)具有至少兩個取代基時，這些取代基可以彼此鍵結而形成環結構。

除了分子結構中的羧基之外，式(I)代表之化合物及式(II)代表之化合物以沒有取代基為較佳。

在式(I)代表之化合物及式(II)代表之化合物當中，從維持高研磨速度的觀點來看，以式(I)代表之化合物為較佳。

在下文中，將列舉式(I)代表之化合物及式(II)代表之化合物的具體實例(特定的鈍化膜形成劑)，但並非將本發明侷限於此。

就總量而言，在每升用於研磨之金屬研磨組成物中，本發明之研磨組成物中特定的鈍化膜形成劑含量較佳是在1×10^-8 莫耳至1×10^-1 莫耳的範圍內，更佳是在1×10^-7 莫耳至1×10^-1 莫耳的範圍內，又更佳的是在1×10^-6 莫耳至1×10^-1 莫耳的範圍內。

1-3.氧化劑

本發明之研磨組成物包括一種可以氧化金屬的化合物(氧化劑)，該金屬為被研磨之物件。

氧化劑的實例包括，例如，過氧化氫、過氧化物、硝酸鹽、碘酸鹽、過碘酸鹽、次氯酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、過氯酸鹽、過氧二硫酸鹽、銀(II)鹽和鐵(III)鹽。

在這些氧化劑之中，較佳為過氧化氫、過氧二硫酸鹽、鐵(III)的乙二胺-N,N,N’,N’-四乙酸鹽、1,3-二胺丙烷-N,N,N’,N’-四乙酸鹽和乙二胺二琥珀酸鹽之錯合物(SS體)，最佳為過氧二硫酸鹽。

在過氧二硫酸鹽之中，較佳為過氧二硫酸鉀和過氧二硫酸銨，最佳為過氧二硫酸銨。

以研磨使用的1升研磨組成物為基準，氧化劑的含量較佳為0.003莫耳至8莫耳，更佳為0.03莫耳至6莫耳，又更佳為0.05莫耳至2莫耳。也就是說，由充分氧化金屬及確保高CMP速度的觀點來看，在研磨組成物中的氧化劑含量較佳為0.003莫耳或更多，而由抑制研磨表面變得粗糙的觀點來看，其含量較佳為8莫耳或更少。

1-4.研磨粒

本發明之研磨組成物含有研磨粒。較佳研磨粒的實例包括，例如氧化矽粒子(二氧化矽：沈澱二氧化矽、熔融二氧化矽、膠態二氧化矽、合成二氧化矽)、氧化鈰、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鍺和氧化錳。在這些粒子之中，較佳為氧化矽粒子，並且特佳為膠態二氧化矽(特別是，20奈米至50奈米的膠態二氧化矽)。這種膠態二氧化矽的結合度較佳為2或更小。在這裡所指的結合度係將絮凝初級粒子所形成之二級粒子的直徑除以初級粒子的直徑所得之數值(二級粒子的直徑/初級粒子的直徑)。結合度為1係指只存在單分散的初級粒子。二級粒子的直徑可以藉由電子顯微鏡來量測。

在膠態二氧化矽的沈澱方法中，較佳係用來做為研磨粒，可以使用一種沈澱方法，其係以溶膠-凝膠法來水解Si(OC₂ H₅ )₄ 、Si(sec-OC₄ H₉ )₄ 、Si(OCH₃ )₄ 或Si(OC₄ H₉ )₄ 之類的矽烷氧化物。所獲得之膠態二氧化矽具有非常明顯的粒徑分佈。

在本文中，研磨粒的初級粒徑係指：當獲得了呈現研磨粒之粒徑和累積頻率之間關係的粒徑累積曲線時，曲線之累積頻率為50%時的粒徑值，其中累積頻率係將具有所得粒徑之粒徑數目予以積分而得。舉例而言，可以使用LB-500(商品名稱，由Horiba公司製造)來做為取得粒徑分佈曲線的量測單元。

當研磨粒的粒子為球形時，此項數值可以被採用。然而，具有不規則形狀的粒徑大小則是以具有相同體之球形的直徑來代表。粒徑可以用各種不同的已知方法來量測，例如光子交互作用法、雷射繞射法或自動粒子計數器法。然而，在本發明中所使用的是以掃描式顯微鏡觀察的方法或是以穿透式電子顯微鏡照相的方法，接著取得各個粒子的形狀和大小，再接著進行計算。

在本發明之研磨組成物中，研磨粒的平均粒徑(初級粒徑)較佳為20奈米至150奈米，並且較佳為20奈米至50奈米。從達到足夠研磨速度的觀點來看，粒徑較佳為20奈米或更大。另一方面，從不要在研磨期間產生過多摩擦熱的觀點來看，粒徑較佳為50奈米或更小。

不只是可以使用上述的一般無機研磨粒，在不破壞本發明研磨組成物之好處的範圍內，也可以一倂使用有機聚合物粒子。此外，也可以依用途而使用各種經表面改質之膠態二氧化矽(例如經鋁酸鹽離子或硼酸鹽離子改質之膠態二氧化矽)、表面電位被控制之膠態二氧化矽或是由數種材料製成的複合研磨粒。

在本發明之研磨組成物中，研磨粒的添加量可以依用途適當的選擇，相對於金屬研磨組成物的總質量，一般係在0.001至20質量%的範圍內。在本發明中，由於特定鈍化膜形成劑和氧化劑的添加效果，即使是研磨粒的添加量少於1.0質量%，仍可展現優異的研磨特性。因此，由減少研磨粒造成刮痕的觀點來看，研磨粒的添加量以少於1.0質量%為佳，又以在0.01至0.5質量%的範圍內為更佳。

1-5.其它成分

除了上述成分之外，如有需要，本發明之研磨組成物還可以包含以下成分。接下來，將描述可施用於本發明之研磨組成物中的選用成分。

1-5-1.有機酸

本發明之金屬研磨組成物較佳為進一步包含至少一種有機酸。此處的有機酸並不是做為金屬的氧化劑，而是做為氧化加速劑、pH調整劑或緩衝劑。有機酸的實例包括，例如，以下所示之化合物。

該有機酸以水溶性為佳。在此類有機酸之中，以選自下面所示之組群為更佳。也就是包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、羥乙酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、順丁烯二酸、酞酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、羥乙基亞胺二乙酸、亞胺二乙酸、乙醯胺亞胺二乙酸、氮基三丙酸、氮基三甲基膦酸、二羥乙基甘胺酸、(三羥甲基)甲基甘胺酸(tricine)、這些酸的鹽類(如銨鹽或鹼金屬鹽)或其混合物。

此外，胺基酸也很適合做為本發明中的有機酸。該胺基酸較佳為水溶性且以選自下面所示之組群為更佳。也就是包括甘胺酸、L-丙胺酸、β-丙胺酸、L-2-丁胺酸、L-正纈胺酸、L-纈胺酸、L-白胺酸、L-正白胺酸、L-異白胺酸、L-別異白胺酸、L-苯基丙胺酸、L-脯胺酸、肌胺酸、L-鳥胺酸、L-離胺酸、牛膽素、L-絲胺酸、L-蘇胺酸、L-別蘇胺酸、L-高絲胺酸、L-酪胺酸、3,5-二碘-L-酪胺酸、β-(3,4-二羥苯基)-L-丙胺酸、L-甲狀腺素、4-羥基-L-脯胺酸、L-半胱胺酸、L-甲硫胺酸、L-乙硫胺酸、L-羊毛硫胺酸、L-胱硫醚、L-胱胺酸、L-半胱胺酸、L-天門冬胺酸、L-戊二酸、S-(羧甲基)-L-半胱胺酸、4-丁胺酸、L-天門冬醯胺酸、L-麩醯胺酸、氮絲胺酸、L-精胺酸、L-刀豆胺酸、L-瓜胺酸、δ-羥基-L-離胺酸、肌酸、L-犬尿胺酸、L-組胺酸、1-甲基-L-組胺酸、3-甲基-L-組胺酸、麥角硫因、L-色胺酸、放射菌素C1、蜂毒明肽、血管收縮素I、血管收縮素II及抗痛素。

在本發明中，這些有機酸之中特別適合使用的是以下所示的胺基羧酸。也就是包括甘胺酸、亞胺二乙酸、甲基亞胺二乙酸、N-甲基甘胺酸、氮基三丙酸、羥乙基亞胺二乙酸、β-丙胺酸、甘胺醯甘胺酸、二羥乙基甘胺酸、乙醯胺亞胺二乙酸和(三羥甲基)甲基甘胺酸。

在1升用於研磨之金屬研磨組成物中，有機酸的添加量較佳是在0.005莫耳至0.5莫耳的範圍內，更佳是在0.01莫耳至0.3莫耳的範圍內，並且特佳是在0.05莫耳至0.3莫耳的範圍內。也就是說，由改善研磨速度的觀點來看，有機酸的添加量較佳為0.01莫耳或更多，而由抑制淺碟化情形惡化的觀點來看，其含量較佳為0.3莫耳或更少。

在本發明之金屬研磨組成物中，有機酸可以單獨使用或者是組合至少兩種有機酸一起使用。

此外，有機酸可以依照標準方法來合成或是使用已商業化的產品。

1-5-2.界面活性劑

本發明之金屬研磨組成物以含有界面活性劑為較佳。在界面活性劑方面，較希望為酸型。當界面活性劑為鹽類結構時，此種鹽類結構包括銨鹽結構、鉀鹽結構和鈉鹽結構，其中以銨鹽結構和鉀鹽結構為特佳。

這些界面活性劑的功能皆是降低被研磨表面的接觸角，因而促使研磨均勻。在本發明之金屬研磨組成物中所使用的界面活性劑較佳係包括以下所詳列的界面活性劑。

陰離子界面活性劑的實例包括羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯和磷酸酯。羧酸鹽的實例包括肥皂、N-醯胺基酸鹽、聚氧乙烯或聚氧丙烯烷基醚羧酸鹽和醯化胜肽。磺酸鹽的實例包括烷基磺酸鹽、烷基苯和烷基萘、磺酸鹽、萘磺酸鹽、(烷基)萘磺酸鹽福馬林濃縮物、磺基琥珀酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、N-醯基磺酸鹽、烷基二苯醚單磺酸鹽和烷基二苯醚二磺酸鹽。硫酸酯的實例包括硫酸化油、烷基硫酸鹽、烷基醚硫酸鹽、聚氧乙烯或聚氧丙烯烷基烯丙醚硫酸鹽和烷基醯胺硫酸鹽。磷酸酯的實例包括烷基磷酸鹽和聚氧乙烯或聚氧丙烯烷基烯丙醚磷酸鹽。

陽離子界面活性劑的實例包括脂肪酸胺鹽、脂肪族季銨鹽、氯化苄烷銨、氯化苯乙基銨、吡啶鹽及咪唑鹽。兩性界面活性劑的實例包括羧酸內銨鹽、磺酸內銨鹽、胺基羧酸鹽、咪唑內銨鹽、卵磷脂和氧化烷基胺。

非離子界面活性劑的實例包括醚型、醚酯型、酯型和含氮型。醚型的實例包括聚氧乙烯烷基及烷苯基醚、烷基烯丙基甲醛縮合聚氧乙烯醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物和聚氧乙烯-聚氧丙烯烷基醚。醚酯型的實例包括甘油酯的聚氧乙烯醚、去水山梨醇酯的聚氧乙烯醚及山梨醇酯的聚氧乙烯醚。酯型的實例包括聚乙二醇脂肪酸酯、甘油酯、聚甘油酯、去水山梨醇酯、丙二醇酯和糖酯。含氮型的實例包括脂肪酸烷醇醯胺、聚氧乙烯脂肪酸醯胺和聚氧乙烯烷基醯胺。

界面活性劑較佳為陰離子界面活性劑。在本發明之研磨組成物中可包含的界面活性劑最好是選自式(III)至(V)所代表之界面活性劑中的至少一種界面活性劑。

(式(III)代表之界面活性劑)

R³ -Ar¹ -O-Ar² -SO₃ ^- M₁ ⁺ 　式(III)

在式(III)中，R³ 代表具有8至20個碳原子的直鏈或支鏈烷基，Ar¹ 及Ar² 各自獨立代表伸芳基，並且M₁ ⁺ 代表氫離子、鹼金屬離子或銨。

R³ 代表的烷基較佳係具有10至20個碳原子，更佳係具有12至20個碳原子。R³ 代表的烷基可以是直鏈或支鏈，以直鏈為較佳。R³ 代表之烷基的特定實例包括癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基和二十基。其中較佳為十二基、十三基、十四基、十五基、十八基、十九基或二十基。

在式(III)中，Ar¹ 及Ar² 各自獨立代表伸芳基。Ar¹ 或Ar² 代表之伸芳基的實例包括伸苯基、伸萘基、伸蒽基和伸菲基。其中較佳為伸苯基。

在式(III)中，Ar¹ 及Ar² 可彼此相同或相異。然而，較佳是彼此相同。

R³ 代表的烷基以及Ar¹ 和Ar² 代表的伸芳基可以進一步具有一個取代基。可引入基團的實例包括鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)、烷基(直鏈、支鏈或環烷基，或是多環烷基，如雙環烷基，或是可以含有活性次甲基)、烯基、炔基、芳基、雜環基(取代位置不限)、醯基、烷氧羰基、芳氧羰基、雜環氧羰基、胺甲醯基(具有取代基之胺甲醯基的實例包括，例如N-羥基胺甲醯基、N-醯基胺甲醯基、N-磺醯基胺甲醯基、N-胺甲醯基胺甲醯基、胺硫甲醯基和N-胺磺醯基胺甲醯基)、咔唑基、羧基或其鹽類、草醯基、草醯胺醯基、氰基、亞胺亞甲基、甲醯基、羥基、烷氧基(包括重覆包含乙烯氧基或丙烯氧基單元的基團)、芳氧基、雜環氧基、醯氧基、(烷氧或芳氧)羰氧基、胺甲醯氧基、磺醯氧基、胺基、(烷基、芳基或雜環)胺基、醯基胺基、碸醯胺基、脲基、硫脲基、N-羥脲基、醯亞胺基、(烷氧或芳氧)羰胺基、胺磺醯基胺基、半卡胼基、硫半卡胼基、胼基、銨基、草醯胺醯基胺基、N-(烷基或芳基)磺醯脲基、N-醯脲基、N-醯基胺磺醯基胺基、羥胺基、硝基、含四級化氮原子的雜環基(例如吡啶基、咪唑基、喹啉基、異喹啉基)、異氰基、亞胺基、巰基、(烷基、芳基或雜環)硫基、(烷基、芳基或雜環)二硫基、(烷基或芳基)磺醯基、(烷基或芳基)亞磺醯基、磺基、胺磺醯基(具有取代基之胺磺醯基包括，例如N-醯基胺磺醯基和N-磺醯基胺磺醯基)、膦基、氧膦基、氧膦氧基、氧膦胺基和矽烷基。在這些取代基之中，較佳為烷基或磺基。

在式(III)中，M₁ ⁺ 代表的鹼金屬離子較佳為鈉離子或鉀離子，並且以鈉離子為更佳。此外，M₁ ⁺ 代表的銨(NH₄ ⁺ )包括那些以烷基取代銨之氫原子所得的基團。被烷基取代之銨基包括甲基銨和乙基銨。M₁ ⁺ 較佳為氫離子或是銨，並且以氫離子為特佳。

式(III)所代表之界面活性劑的實例明確地包括烷基二苯醚二磺酸及其鹽類，例如十二基二苯醚二磺酸、十四基二苯醚二磺酸、十六基二苯醚二磺酸、十八基二苯醚二磺酸或二十基二苯醚二磺酸；烷基二苯醚單磺酸及其鹽類，例如十二基二苯醚單磺酸、十四基二苯醚單磺酸、十六基二苯醚單磺酸、十八基一苯醚二磺酸或二十基一苯醚二磺酸；以及十二基二萘醚二磺酸、十二基二蒽醚二磺酸、十二基二萘醚單磺酸、十二基二蒽醚單磺酸，及其鹽類。

式(III)所代表之界面活性劑也可以使用市售商品。其實例包括，例如，PELEX SS-H和PELEX SS-L(商品名稱，由花王股份有限公司製造)及PIONIN A-43S、PIONIN A-200、PIONIN A-43-D和PIONIN A-43-N(商品名稱，由竹本油脂股份有限公司製造)。

由減少淺碟化的觀點來看，在這些之中，式(III)所代表的界面活性劑較佳為烷基二苯醚二磺酸或其鹽，烷基二苯醚二磺酸及烷基二苯醚單磺酸之混合物，或其鹽類之混合物。當式(III)所代表的界面活性劑為上述物質的混合物時，在混合物中以含有10莫耳%或更高的烷基二苯醚單磺酸為較佳，更佳為30莫耳%或更高，又更佳為50莫耳%或更高。

(式(IV)代表之界面活性劑)

R⁴ -Ar³ -SO₃ ^- M₂ ⁺ 　式(IV)

在式(IV)中，R⁴ 代表具有8至20個碳原子的直鏈或支鏈烷基，Ar³ 代表伸芳基，並且M₂ ⁺ 代表氫離子、鹼金屬離子或銨。

在式(IV)中，R⁴ 代表的烷基較佳係具有10至20個碳原子，更佳係具有12至20個碳原子。R⁴ 代表的烷基可以是直鏈或支鏈，以直鏈為較佳。R⁴ 代表之烷基的實例明確地包括癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基和二十基，其中較佳為十二基、十三基、十四基、十五基、十八基、十九基及二十基。

在式(IV)中，Ar³ 所代表之伸芳基包括伸苯基和伸萘基，其中較佳為伸苯基。

在式(IV)中，R⁴ 代表的烷基以及Ar³ 代表的伸芳基可以進一步具有一個取代基。可引入基團的實例包括先前所引述可以進一步引入式(III)之R³ 、Ar¹ 和Ar² 中的個別取代基。

在式(IV)中，M₂ ⁺ 代表的鹼金屬離子較佳為鈉離子或鉀離子，並且以鈉離子為更佳。此外，M₂ ⁺ 代表的銨(NH₄ ⁺ )包括那些以烷基取代銨之氫原子所得的基團。被烷基取代之銨包括甲基銨和乙基銨。M₂ ⁺ 較佳為氫離子或是銨，並且以氫離子為特佳。

式(IV)所代表之界面活性劑的實例明確地包括烷基苯磺酸或其鹽類、十二苯磺酸或其鹽類、辛苯磺酸或其鹽類、癸烷苯磺酸或其鹽類、十四苯磺酸或其鹽類和十六苯磺酸或其鹽類。由減少淺碟化的觀點來看，在這些之中，式(IV)所代表的界面活性劑較佳為十二苯磺酸或其鹽類。由容易生物降低的觀點來看，特佳的是直鏈十二苯磺酸或其鹽類。

式(IV)所代表之界面活性劑也可以使用市售商品。其實例包括，例如，PIONIN A-40-S、PIONIN A-40和PIONIN A-41-BN(商品名稱，由竹本油脂股份有限公司製造)、SOFT OUSEN 5S、OUSEN S、NEWLEX R. NEWLEX SOFT 30-N和NEWLEXK SOFT 60-N(商品名稱，由日本油脂股份有限公司製造)、NEWCOLE 210m、NEWCOLE 211-MB、NEWCOLE 220L(65)、NEWCOLE 263(商品名稱，由日本Nyukazai股份有限公司製造)及NEOPELEX SS、NEOPELEX G-15、NEOPELEX G-25和NEOPELEX G-65(商品名稱，由花王股份有限公司製造)。

(式(V)代表之界面活性劑)

R⁵ -O-(CH₂ CH₂ O)_n -R⁶ -COO^- M₃ ⁺ 　式(V)

在式(V)中，R⁵ 代表具有8至20個碳原子的直鏈或支鏈烷基，n代表1至20的整數，R⁶ 代表具有1至5個碳原子的直鏈或支鏈伸烷基。M₃ ⁺ 代表氫離子、鹼金屬離子或銨。

在式(V)中，R⁵ 代表的烷基係具有8至20個碳原子，較佳係具有10至18個碳原子。R⁵ 代表的烷基可以是直鏈或支鏈，以直鏈為較佳。R⁵ 代表之烷基的實例明確地包括，例如癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基和二十基。

在式(V)中，R⁶ 代表的伸烷基較佳係具有1至5個碳原子，並且以具有1至3個碳原子為更佳。R⁶ 代表的伸烷基可以是直鏈或支鏈，以直鏈為更佳。

在式(V)中，R⁵ 代表的烷基及R⁶ 代表的伸烷基可以進一步具有一個取代基。可引入基團的實例包括先前所引述可以進一步引入式(III)之R³ 、Ar¹ 和Ar² 中的個別取代基。

在式(V)中，M₃ ⁺ 代表的離子較佳為氫離子、鈉離子、鉀離子或銨離子，並且以鉀離子或銨離子為更佳。

在式(V)中，n所代表之重覆數字為1至20，較佳為1至10。

式(V)代表之界面活性劑的實例明確地包括聚氧乙烯烷基醚羧酸、聚氧乙烯烷基醚乙酸、聚氧乙烯烷基醚丙酸及其鹽類。其更佳的實例包括聚氧乙烯烷基醚羧酸、聚氧乙烯烷基醚乙酸、聚氧乙烯烷基醚丙酸及其鹽類，所有這些化合物的烷基為庚基、己基、戊基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基或二十基，又更佳的是聚氧乙烯烷基醚乙酸、聚氧乙烯烷基醚丙酸及其鹽類。

式(V)代表之界面活性劑可為市售商品，並且其實例包括(例如)EMULSOGEN CLA 050、EMULSOGEN CLA 070、EMULSOGEN CLA 110、EMULSOGEN CNO 080、EMULSOGEN COA 070、EMULSOGEN COL 020、EMULSOGEN COL 080、EMULSOGEN COL 100、SANDOPAN DTC ACID LIQUID、SANDOPAN LS 24N及SANDOPAN MA-18(商品名稱，全部皆是由Clariant製造)；NICCOL AKYPO RLM 45、NICCOL AKYPO RLM 45NV、NICCOL AKYPO RLM 100、NICCOL AKYPO RLM 100NV、NICCOL ECT-3、NICCOL ECT-3NEX、NICCOL ECT-7、NICCOL ECTD-3NEX和NICCOL ECTD-6NEX(商品名稱，全部皆是由日光化成股份有限公司製造)；NEO-HITENOL ECL-30S及NEO-HITENOL ECL-45(商品名稱，由第一工業製藥股份有限公司製造)；BEAULIGHT LCA-H、BEAULIGHT LCA-30D、BEAULIGHT ECA(商品名稱，由三洋化成工業股份有限公司製造)；KAO-AKYPO RLM-45、KAO-AKYPO RLM-45NV、KAO-AKYPO RLM-100及KAO-AKYPO RLM-100NV(商品名稱，由花王股份有限公司製造)；以及ENAGICOL EC-30(商品名稱，由獅王股份有限公司製造)。

式(III)、(IV)和(V)代表之界面活性劑可以依照已知的方法來合成，並不限定是那一種特殊的方法。此外，較佳係使用市售的產品做為界面活性劑。

如果本發明之研磨組成物含有式(III)、(IV)及/或(V)代表之界面活性劑時，可以和其它的界面活性劑及/或親水性聚合物一起使用。

本發明之研磨組合物可含有與式(III)、(IV)及/或(V)代表之界面活性劑一起使用之其它界面活性劑及親水性聚合物將會予以描述。

式(III)、(IV)及/或(V)代表之界面活性劑可與如下所示之各種其它的界面活性劑及親水性聚合物一起使用。在其它陰離子界面活性劑方面，在前述陰離子界面活性劑之中，列舉的是式(III)、(IV)及/或(V)代表之界面活性劑以外的陰離子界面活性劑。其實例包括羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯和磷酸酯。陽離子界面活性劑的實例包括，例如脂肪酸胺鹽、脂肪酸季銨鹽、氯化苯二甲烴銨、氯化苯銨松寧、吡啶鹽和咪唑鹽。兩性界面活性劑的實例包括羧酸內銨鹽、胺基羧酸鹽、咪唑內銨鹽、卵磷脂和氧化烷基胺。非離子界面活性劑的實例包括醚類、醚酯類、酯類和含氮類。此外，也可以使用氟化的界面活性劑。

親水性聚合物的實例包括，例如聚二醇類，如聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮；多醣類，如藻酸，及含羧酸之聚合物，如聚甲基丙烯酸。

若被研磨之物件為半導體積體電路用的矽基板，當本發明之研磨組成物施用於其上時，並不希望因為鹼金屬、鹼土金屬和鹵化物而造成沾染。因此，希望使用的親水性聚合物就是用來做為酸或者是做為銨鹽。上述的這些親水性聚合物之中，較佳為聚丙烯酸銨、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚乙二醇和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物。

可添加至本發明之研磨組成物中的界面活性劑或親水性聚合物之重量平均分子量較佳為500至100000，特佳為2000至50000。

在使用本發明之研磨組成物時，其中所含界面活性劑的總添加量較佳為0.0001至1.0質量%，更佳為0.005至0.5質量%，又更佳為0.01至0.2質量%。

當使用式(III)、(IV)和/或(V)所代表之界面活性劑做為界面活性劑時，在使用本發明之金屬研磨組成物時，其中所含界面活性劑的添加量較佳為0.0001至0.5質量%，更佳為0.005至0.2質量%，又更佳為0.01至0.2質量%。

當式(III)、(IV)和/或(V)所代表之界面活性劑與其它界面活性劑和/或親水性聚合物一起使用時，在使用金屬研磨組成物時，其中所含其它界面活性劑和/或親水性聚合物的添加量較佳為0.0001至1.0質量%，更佳為0.005至1.0質量%，又更佳為0.001至1.0質量%。

1-6.金屬研磨組成物的pH值

在本發明之研磨組成物中，上述成分的種類、添加量或pH值較佳係依據其對研磨表面的反應性及吸收度、被研磨金屬的溶解度、被研磨表面的電化學性質、化合物官能基的解離狀態及液體的安定性來決定。

由平坦化性質的觀點來看，本發明之研磨組成物的pH值較佳為3至12，並且以8.0至12.0為較佳。藉由適當地選擇及添加緩衝劑或鹼性試劑很容易地就可控制pH值。

2.化學機械研磨方法

本發明之化學機械研磨方法(在下文中，在一些情況下會簡稱為”研磨方法”)包括將本發明之金屬研磨組成物進料至位於研磨平臺上的研磨墊之上的方法，以及在研磨墊與研磨表面接觸的同時，旋轉研磨平臺並且因而使得研磨墊對於被研磨物件之研磨表面產生相對移動，以研磨此研磨表面的方法。接下來將詳細描述化學機械研磨方法。

(研磨單元)

以下將描述可進行本發明之研磨方法的單元。在可用於本發明之研磨單元方面，可以使用一般的研磨單元，其包括一個能夠固定住具有被研磨表面之研磨物件(如半導體基板)的夾持具；以及一個結合了研磨墊的研磨平臺(裝置了可變化旋轉頻率的馬達)。可以使用例如FREX 300(商品名稱，由荏原製作所製造)來做為此單元。

(研磨壓力)

依照此研磨方法，研磨時的研磨壓力(也就是被研磨表面和研磨墊之間的接觸壓力)較佳為3000至25000Pa，以及更佳為6500至14000Pa。

(研磨平臺的旋轉頻率)

依照本發明之研磨方法，研磨平臺在研磨時的旋轉頻率較佳為50至200rpm，並且更佳為60至150rpm。

(金屬研磨組成物的進料方法)

依照本發明之研磨方法，金屬研磨組成物係在被研磨物件(目標金屬)被研磨的期間，藉由泵持續地進料至位於研磨平臺上的研磨墊之上。進料量並沒有特殊的限制。然而，較佳係使得研磨墊的表面永遠覆蓋著金屬研磨組成物。

在本發明的研磨方法中，可將濃縮的金屬研磨組成物以水或水溶液來稀釋。至於稀釋的方法，可以(例如)有一條管線進料濃縮的金屬研磨組成物並且有另一條管線進料水或水溶液，兩條管線在中途匯集，而使得濃縮的金屬研磨組成物與水或水溶液混合，並且將經稀釋的金屬研磨組成物進料至研磨墊之上。在這個混合例子中，可以使用普徧使用的方法，例如加壓強迫液體通過狹窄的通道而使得彼此撞擊及混合的方法；在管線中裝入填充材料(如玻璃管)而使得液體的流動重覆被切割、分離和匯集的方法；或者是在管線中置入以原動力旋轉葉片的方法。

另一種可用於本發明之稀釋方法係包括以下程序：分開提供用於進料金屬研磨組成物的管線及用於進料水或水溶液的管線；將既定數量的液體由每一條管線供料至研磨墊；並且使研磨墊和被研磨表面之間相對移動。在可用於本發明的不同方法中，使既定數量的濃縮金屬研磨組成物及水或水溶液填入一容器中並予以混合，並且在稀釋成預設的濃度之後，將混合液進料至研磨墊之上。

在可用於本發明的另一種不同方法中，須摻入金屬研磨組成物中的成分被劃分成至少兩群組成成分，並且將這些組成成分藉由添加水或水溶液的方式稀釋而進料至研磨墊之上。在這個例子中，這些成分較佳係被劃分成一組含有氧化劑的組成成分和一組含有有機酸的組成成分，並且進料至研磨墊之上。

明確地說，較佳是以氧化劑做為一種組成成分(A)，並且以有機酸、添加劑、界面活性劑、雜環化合物(一種特定的鈍化膜形成劑等等)、研磨粒和水做為其它的組成成分(B)。接著，在使用時，將組成成分(A)和組成成分(B)以水或水溶液來稀釋。在這個時候，必需有三條管線分別進料組成成分(A)、組成成分(B)及水或水溶液。這三條管線可匯集成一條進料至研磨墊的管線，而在此條管線中進行混合。或者是，在兩條管線匯集之後，留下的一條管線再與之匯集以進行混合。舉例來說，可以將含有很難溶解之添加劑的一種組成成分和另一種組成成分混合，並且在經過藉由加長混合路徑以確保溶解的時間之後，再使用於水或水溶液的管線並與之匯集，而得以進料金屬研磨組成物。

還有的方法是將三條管線引導至研磨墊，並且將組成成分進料至研磨表面上，其同時可藉由研磨墊和被研磨表面之間的相對移動而使組成成分混合。或者是，在藉由於容器中使三種組成成分混合而製得混合液之後，將混合液進料至研磨墊之上。還有一種方法是將金屬研磨組成物製備成濃縮液，並且將稀釋水獨立地進料至被研磨表面上。

(金屬研磨組成物的進料量)

在本發明之研磨方法中，在研磨平臺上之金屬研磨組成物的進料量較佳為50毫升/分鐘至500毫升/分鐘，並且更佳為100毫升/分鐘至300毫升/分鐘。

(研磨墊)

能夠用於本發明之研磨方法中的研磨墊可以是非發泡結構的研磨墊或者是發泡結構的研磨墊，並沒有特別的限制。前者是使用一種類似塑膠板的硬式合成樹脂塊材做為研磨墊。後者還可以分成三種：封閉型發泡材料(乾式發泡材料)、開放型發泡材料(濕式發泡材料)及雙層複合材料(積層材料)。特別是以雙層複合材料(積層材料)為較佳。發泡可以是均勻的或是非均勻的。

可用於本發明之研磨方法中的研磨墊可含有研磨用的研磨粒(如氧化鈰、氧化矽、氧化鋁、樹脂)。有軟式研磨墊和硬式研磨墊；兩者都可接受。在積層材料中，每一層以具有不同的硬度為佳。這種材料較佳為不織布、人造皮、聚醯胺、聚胺甲酸酯、聚酯或聚碳酸酯。除此之外，與被研磨表面接觸的表面可以被加工成格狀溝槽、孔洞、同心圓溝槽或螺旋溝槽。

在下文中，將要敘述被研磨之物件(基板、晶圓)，其將接受本發明研磨方法的研磨。

(金屬線材)

在本發明中，被研磨物件較佳為具有銅或銅合金製造線路之基板(晶圓)。金屬線材可以是在銅合金之中含有銀的銅合金。當銅合金中的銀含量為10質量%或更低及進一步為1質量%或更低時，可展現出優異的好處，並且，當銅合金中的含銀量在0.00001至0.1質量%的範圍內時，可展現出最優異的好處。

(線寬)

在本發明中，對於被研磨物件而言，例如在DRAM裝置系統中，線路的半間距較佳為0.15微米或更小，更佳為0.10微米或更小，以及又更佳為0.08微米或更小。另一方面，對於MPU裝置系統而言，線路的半間距較佳為0.12微米或更小，更佳為0.09微米或更小，以及又更佳為0.07微米或更小。本發明中所用的金屬研磨組成物對於具有此種線路的被研磨物件可展現出特別優異的好處。

(阻障金屬材料)

在本發明之被研磨物件中，阻障層係配置於銅線和絕緣膜(包括內層絕緣膜)之間，以抑制銅擴散。構成阻障層的阻障金屬較佳為具有低電阻的金屬，如TiN、TiW、Ta、TaN、W或WN，其中更佳為Ta或TaN。

如前所述，本發明之金屬研磨組成物在研磨速度方面相當快速，可以改善研磨時的線路金屬/阻障金屬選擇性，並且可以在它使用於半導體裝置製程中的化學機械研磨時，抑制被研磨表面發生腐蝕；並且本發明也提供了使用此種金屬研磨組成物之化學機械研磨方法。

實施例

以下，將參照實施例對本發明加以闡述。然而，本發明並非侷限於這些實施例。

實施例1至21，比較實施例1至3

製備下表1所示之研磨組成物101至121及201至203，並且進行研磨測試及評估。

(金屬研磨組成物的製備)

依照表1，將如下所示之組成物在純水中攪拌，並且因而製備了研磨組成物101至121及201至203。

‧特定鈍化膜形成劑或比較組成物：如表1所示之化合物...7毫莫耳/升

‧氧化劑：如表1所示之化合物...1.0質量%

‧研磨粒：如表1所示之研磨粒...0.5質量%

‧有機酸：如表1所示之化合物...0.5質量%

‧界面活性劑：如表1所示之化合物...0.03質量%

以表1所示之pH調整劑將pH值調整為9.5。

[評估]

依照下面所述的研磨方法，以前面所獲得的每一種研磨組成物101至121及201至203(研磨液)來進行研磨，並且進行研磨表現(銅研磨速度、銅/阻障金屬選擇率)的評估。評估結果列於表1。

(研磨速度的評估)

在以下所述的條件下使漿液進料，並將薄膜置放在晶圓上，使用”FREX-300”(商品名稱，由荏原製作所製造)做為研磨單元來進行研磨，並且計算研磨速度。

‧基板：使用一個12吋的晶圓，其係以濺鍍方式在氧化矽薄膜上形成一層厚度為20奈米的Ta膜或Ti膜(阻障膜)，接著以濺鍍方式形成一層厚度為50奈米的銅膜，接著再以鍍著的方式形成總厚度為1000奈米的銅膜。

‧研磨桌的旋轉頻率：104rpm

‧研磨頭的旋轉頻率：85rpm(製程線性速度=2.0公尺/秒)

‧研磨壓力：10.5kPa

‧研磨墊：產品編號IC-1400(由Rohm&Haas公司製造)(XY-K-grv)+(A21)

‧漿液進料速度：30毫升/分鐘

在研磨前和研磨後，以電阻來量測銅膜或阻障膜的膜厚，並且因而獲得研磨速度。更明確來說，係使用以下公式來計算。

研磨速度(奈米/分鐘)=(銅膜或阻障膜在研磨前的厚度-銅膜或阻障膜在研磨後的厚度)/研磨時間

此外，銅/阻障金屬選擇率係由銅膜的研磨速度和阻障膜的研磨速度而得。

在表1所述的成分之中，特定鈍化膜形成劑的數字相當於前面所述特定實施例的數字。此外，用來做為氧化劑的APS及KPS；用來做為研磨粒的膠態二氧化矽A至C；及用來做為界面活性劑之烷基二苯醚磺酸、烷基苯磺酸及烷基苯磺酸銨的細節將在下面詳述。

APS：過氧二硫酸銨

KPS：過氧二硫酸鉀

KOH：氫氧化鉀

膠態二氧化矽A：”PL-3H”(商品名稱，由扶桑化學工業股份有限公司製造，初級粒徑：35奈米)

膠態二氧化矽B：”PL-7”(商品名稱，由扶桑化學工業股份有限公司製造，初級粒徑：70奈米)

膠態二氧化矽C：”PL-20”(商品名稱，由扶桑化學工業股份有限公司製造，初級粒徑：200奈米)

烷基二苯醚磺酸：PELEX SS-H(商品名稱，由花王股份有限公司製造)

烷基苯磺酸：PIONIN A-40-S(商品名稱，由竹本油脂股份有限公司製造)

烷基苯磺酸銨：將PIONIN A-40-S與氨水中和而製得。

由表1所示的結果可發現，實施例的各個金屬研磨組成物可改善銅/阻障金屬的選擇率，而與比較實施例的各個金屬研磨組成物相比，其又可達到更快的研磨速度。此外還發現，由於銅/阻障金屬的選擇率被改善，因此抑制了腐蝕並改善被研磨表面的平坦度。

在本專利說明書中所提及的所有出版物、專利申請案及技術標準皆倂入本參考，其係以每一個別的出版物、專利申請案或技術標準被具體且個別地指出之相同範圍倂入參考。

Claims (8)

1. 一種金屬研磨組成物，其係在製造半導體裝置時用於化學機械研磨，此金屬研磨組成物至少包含以下個別成分(1)至(3)：(1)氧化劑，(2)研磨粒，以及(3)至少一種化合物，其係選自下式(I)及下式(II)代表之化合物： 其中，在式(I)中，R¹ 代表氫原子或烷基，並且Ph代表苯環；以及其中，在式(II)中，R² 代表氫原子或烷基，並且Ph代表苯環。
2. 如申請專利範圍第1項之金屬研磨組成物，其中，在式(I)中，除了R¹ 及在2-位置的羧基外的取代基係進一步地結合至吲哚骨架，及/或其中，在式(II)中，除了R² 及在3-位置的羧基外的取代基係進一步地結合至吲唑骨架，其中，結合至吲哚骨架或吲唑骨架的取代基係選自烷基、烷氧基、羧基、羥基、磺酸基和胺基。
3. 如申請專利範圍第1或2項之金屬研磨組成物，還進一 步包含有機酸。
4. 如申請專利範圍第1或2項之金屬研磨組成物，其中氧化劑為過氧二硫酸鹽。
5. 如申請專利範圍第1或2項之金屬研磨組成物，還進一步包含界面活性劑。
6. 如申請專利範圍第5項之金屬研磨組成物，其中界面活性劑為選自下式(III)代表之界面活性劑、下式(IV)代表之界面活性劑和下式(V)代表之界面活性劑中的至少一種界面活性劑：R³ -Ar¹ -O-Ar² -SO₃ ^- M₁ ⁺ 式(III)其中，在式(III)中，R³ 代表具有8至20個碳原子的直鏈或支鏈烷基，Ar¹ 及Ar² 各自獨立代表伸芳基，並且M₁ ⁺ 代表氫離子、鹼金屬離子或銨；R⁴ -Ar³ -SO₃ ^- M₂ ⁺ 式(IV)其中，在式(IV)中，R⁴ 代表具有8至20個碳原子的直鏈或支鏈烷基，Ar³ 代表伸芳基，並且M₂ ⁺ 代表氫離子、鹼金屬離子或銨；以及R⁵ -O-(CH₂ CH₂ O)_n -R⁶ -COO^- M₃ ⁺ 式(V)其中，在式(v)中，R⁵ 代表具有8至20個碳原子的直鏈或支鏈烷基，n代表1至20的整數，R⁶ 代表具有1至5個碳原子的直鏈或支鏈伸烷基，並且M₃ ⁺ 代表氫離子、鹼金屬離子或銨。
7. 如申請專利範圍第1或2項之金屬研磨組成物，其中研 磨粒為具有20奈米至150奈米初級粒徑之膠態二氧化矽。
8. 一種化學機械研磨方法，其包括：將申請專利範圍第1或2項之金屬研磨組成物進料至位於研磨平臺上的研磨墊之上；以及在研磨墊與研磨表面接觸的同時，旋轉研磨平臺並且因而使得研磨墊對於被研磨物件之研磨表面產生相對移動，以研磨此研磨表面。