相關(guān)申請本申請要求2014年6月25日提交的名稱為colloidalsilicaabrasiveforachemicalmechanicalpolishingcomposition的美國臨時申請第62/017,100號的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
：許多化學(xué)-機(jī)械拋光(cmp)操作用于半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)線前段工藝(front-end-of-the-line；feol)及生產(chǎn)線后段工藝(back-end-of-the-line；beol)加工這兩者。舉例而言，通常采用以下cmp操作。淺溝槽隔離(sti)是在晶體管形成之前使用的feol工藝。電介質(zhì)(例如，原硅酸四乙酯(teos))沉積于形成在硅晶片中的開口中。接著，使用cmp工藝以移除過量teos，導(dǎo)致teos的預(yù)定圖案嵌于該硅晶片中的結(jié)構(gòu)。鎢插塞與互連以及銅互連與雙鑲嵌工藝是beol工藝，其用于形成連接元件晶體管的金屬線的網(wǎng)絡(luò)。在這些工藝中，鎢或銅金屬沉積于形成在介電材料(例如，teos)中的開口中。cmp工藝用于自該電介質(zhì)移除過量鎢或銅以在其中形成鎢或銅的插塞和/或互連。層間電介質(zhì)(ild)材料(例如teos)沉積于金屬互連水平面(層，level)之間以在所述水平面之間提供電絕緣。通常采用ildcmp步驟以在構(gòu)建后續(xù)互連水平面之前使所沉積的絕緣材料光滑及平坦化。在常規(guī)cmp操作中，待拋光的基板(晶片)安裝于載具(拋光頭)上，該載具進(jìn)而安裝于載具組件上并且定位成接觸cmp裝置(拋光工具)中的拋光墊。該載具組件給該基板提供可控的壓力，將該基板壓靠于該拋光墊上?；瘜W(xué)-機(jī)械拋光組合物通常施加至該墊的表面，同時該基板及墊相對于彼此移動?；迮c墊(及所施加的拋光組合物)的相對運(yùn)動研磨該基板的表面并自其移除一部分材料，從而拋光該基板。該基板的拋光通常借助于拋光組合物的化學(xué)活性(例如，通過化學(xué)促進(jìn)劑)和/或懸浮于拋光組合物中的研磨劑的機(jī)械活性。用于拋光(或平坦化)基板表面的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物及方法已為本領(lǐng)域所熟知。用于拋光電介質(zhì)的拋光組合物(也稱為漿料)通常包括氧化硅(silica)或鈰土(ceria)研磨劑。所使用的那些氧化硅研磨劑通常具有高的ph值及高的氧化硅濃度(例如，大于12重量％)。用于拋光金屬層(例如鎢或銅)的拋光組合物通常包含氧化硅或礬土(alumina)研磨劑以及各種化學(xué)促進(jìn)劑，例如氧化劑、螯合劑、催化劑等。如本領(lǐng)域中所熟知的，半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)受持續(xù)且嚴(yán)重的價格下滑壓力。為了維持經(jīng)濟(jì)上有利的cmp工藝，需要高的生產(chǎn)量，因此需要所拋光的原材料的高移除速率(例如，ildcmp工藝可需要teos的高移除速率，而鎢cmp工藝可需要鎢的高移除速率)。該價格下滑壓力還延伸至cmp耗材本身(例如，延伸至cmp漿料及墊)。這樣的價格壓力對漿料配方設(shè)計者造成挑戰(zhàn)，因為降低成本的壓力常常與所需的漿料性能指標(biāo)相沖突。在該行業(yè)中，對于在降低的總成本下提供高生產(chǎn)量的cmp漿料存在實際需要。技術(shù)實現(xiàn)要素：公開了用于對半導(dǎo)體基板進(jìn)行拋光的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物。該基板可包含硅氧(siliconoxygen)材料(例如，半導(dǎo)體晶片上的ild層)。在一個實施方式中，該組合物包含基于水的液體載劑、分散在該液體載劑中的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒、及氨基硅烷化合物或鏻硅烷(phosphoniumsilane)化合物，該氨基硅烷化合物或鏻硅烷化合物結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的外表面的內(nèi)部。該實施方式的ph值可在約1.5至約7的范圍內(nèi)。附圖說明為了更全面地理解本文所公開的主題及其優(yōu)點，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖的以下描述，所述附圖描繪了具有聚集體分布的示例性膠態(tài)氧化硅顆粒的透射電子顯微照片(tem)。具體實施方式公開了化學(xué)-機(jī)械拋光組合物。該組合物包含基于水的液體載劑及分散在該液體載劑中的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒?；瘜W(xué)物質(zhì)(例如氨基硅烷化合物)結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒中，使得所述顆粒優(yōu)選具有永久性正電荷。如下文更詳細(xì)地闡述的，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒可在含有化學(xué)物質(zhì)(例如，氨基硅烷化合物)的液體溶液中生長，使得所述化學(xué)物質(zhì)在所述膠態(tài)氧化硅顆粒的生長期間變得結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅顆粒中。進(jìn)一步地，公開了使用上述化學(xué)-機(jī)械組合物來化學(xué)-機(jī)械拋光基板的方法。舉例而言，用于對包含硅氧材料的基板進(jìn)行拋光的方法可包括使該基板接觸該拋光組合物，使該拋光組合物相對于該基板移動，及研磨該基板以從該基板移除一部分硅氧材料并從而拋光該基板。理解，硅氧材料為這樣的材料，其包含硅和氧，例如，包含硅氧化物，諸如二氧化硅(或下文所列舉的其它物質(zhì))。所公開的化學(xué)-機(jī)械組合物含有懸浮于液體載劑(例如，水)中的研磨劑膠態(tài)氧化硅顆粒的分散體。本文所用的術(shù)語膠態(tài)氧化硅顆粒是指經(jīng)由濕法工藝(而非產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不同的顆粒的火成或火焰水解工藝)制備的氧化硅顆粒。適宜的分散體可包括聚集和非聚集的膠態(tài)氧化硅顆粒這兩者。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的，非聚集的顆粒是單獨的離散顆粒，其形狀可為球形或接近球形的、但也可具有其它形狀。這些非聚集的顆粒被稱為初級顆粒。聚集的顆粒為其中多個離散顆粒(初級顆粒)簇集或鍵合在一起以形成具有通常不規(guī)則形狀的聚集體的顆粒。聚集的顆?？砂▋蓚€、三個或更多個連接的初級顆粒。如上文所述的，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒包含結(jié)合到所述顆粒內(nèi)(即，在所述顆粒的內(nèi)部中)的化學(xué)物質(zhì)。該化學(xué)物質(zhì)為含氮化合物或含磷化合物。當(dāng)該化學(xué)物質(zhì)為含氮化合物時，其優(yōu)選包括含胺化合物或含銨化合物。當(dāng)該化學(xué)物質(zhì)為含磷化合物時，其優(yōu)選包括含膦化合物或含鏻化合物。銨化合物可包含r1r2r3r4n+且鏻化合物可包含r1r2r3r4p+，其中r1、r2、r3、及r4獨立地代表氫、c1-c6烷基、c7-c12芳烷基、或c6-c10芳基。這些基團(tuán)當(dāng)然可用一個或多個羥基進(jìn)行進(jìn)一步取代。示例性的銨化合物可包括四甲基銨、四乙基銨、四丙基銨、四丁基銨、四戊基銨、乙基三甲基銨、及二乙基二甲基銨。在某些實施方式中，該銨化合物優(yōu)選不為氨或銨(nh3或nh4+)。示例性的鏻化合物可包括四甲基鏻、四乙基鏻、四丙基鏻、四丁基鏻、四苯基鏻、甲基三苯基鏻、乙基三苯基鏻、丁基三苯基鏻、芐基三苯基鏻、二甲基二苯基鏻、羥甲基三苯基鏻、及羥乙基三苯基鏻。示例性的鏻化合物還可包括鏻硅烷化合物。含氮化合物還可包括具有氨基的物質(zhì)，例如伯胺、仲胺、叔胺、或季胺化合物。這樣的含氮化合物可包括氨基酸，例如具有1至8個碳原子的氨基酸，例如，賴氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、亞氨基二乙酸、丙氨酸、纈氨酸、白氨酸、異白氨酸、絲氨酸、及蘇氨酸。在某些實施方式中，所述化學(xué)物質(zhì)可包括優(yōu)選具有1至6個碳原子的含氮的堿性催化劑。適宜的化合物可包括(例如)乙二胺、氫氧化四甲基銨(tmah)、或乙氧基丙基胺(eopa)。在各種實施方式中，在膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒中，化學(xué)物質(zhì)對氧化硅的摩爾比優(yōu)選大于約0.1％(例如，大于約0.2％或大于約0.3％)且小于約10％(例如，小于5％或小于2％)或在約0.1％至約10％的范圍內(nèi)(例如，約0.2％至約5％、約0.2％至約2％、或約0.3％至約2％)。膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的氮含量還可大于約0.15毫摩爾/克sio2(例如，大于約0.2毫摩爾/克sio2)。氨基硅烷化合物是最優(yōu)選的含氮化合物。這樣的氨基硅烷化合物可包含伯氨基硅烷、仲氨基硅烷、叔氨基硅烷、季氨基硅烷、及多足(multi-podal)(例如，二足)氨基硅烷。該氨基硅烷化合物可包括基本上任何適宜的氨基硅烷，例如含丙基的氨基硅烷、或包括丙基胺的氨基硅烷化合物。適宜的氨基硅烷的實例可包括雙(2-羥乙基)-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-芐基氨基乙基)-3-氨基丙基三烷氧基硅烷)、三烷氧基甲硅烷基丙基-n,n,n-三甲基銨、n-(三烷氧基甲硅烷基乙基)芐基-n,n,n-三甲基銨、(雙(甲基二烷氧基甲硅烷基丙基)-n-甲基胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)脲、雙(3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基)-乙二胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺、3-氨基丙基三烷氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二烷氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三烷氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二烷氧基硅烷、3-氨基丙基三烷氧基硅烷、(n-三烷氧基甲硅烷基丙基)聚乙烯亞胺、三烷氧基甲硅烷基丙基二亞乙基三胺、n-苯基-3-氨基丙基三烷氧基硅烷、n-(乙烯基芐基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三烷氧基硅烷、4-氨基丁基三烷氧基硅烷、及其混合物。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)易于理解，氨基硅烷化合物通常在水性介質(zhì)中水解(或部分水解)。因此，理解，通過列舉氨基硅烷化合物，氨基硅烷和/或其水解(或部分水解)物質(zhì)和/或其縮合物質(zhì)可結(jié)合到膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒中。在其中含氮化合物為氨基硅烷化合物的實施方式中，在所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒中，氨基硅烷化合物對氧化硅的摩爾比優(yōu)選小于約10％(例如，小于約8％、小于約6％、小于約5％、小于約4％、或小于約2％)。該摩爾比還優(yōu)選(但非必須)大于約0.1％(例如，大于約0.2％或大于約0.3％)。理解，在所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒中，氨基硅烷化合物對氧化硅的摩爾比可大約等于其中生長有膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的液體溶液中的氨基硅烷化合物對產(chǎn)生氧化硅的化合物的摩爾比。理解，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？砂瑑煞N或更多種結(jié)合到所述顆粒中的上述化學(xué)物質(zhì)。舉例而言，在一個膠態(tài)氧化硅實施方式中，所結(jié)合的第一化學(xué)物質(zhì)可包括氨基硅烷化合物且所結(jié)合的第二化學(xué)物質(zhì)可包括銨化合物，例如季胺。在其中該第一化學(xué)物質(zhì)為銨且該第二化學(xué)物質(zhì)為季胺的實施方式中，第一化學(xué)物質(zhì)對第二化學(xué)物質(zhì)的摩爾比優(yōu)選小于約5:1。包含帶正電荷的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的cmp組合物已公開于(例如)美國專利7,994,057及8,252,687中。在這些專利中，氧化硅顆粒上的正電荷經(jīng)由用帶正電荷的化學(xué)化合物(例如，含季胺的化合物或含氨基硅烷的化合物)處理顆粒的外表面來達(dá)成。盡管當(dāng)利用包含這樣的帶正電荷的氧化硅研磨劑顆粒的cmp組合物時可達(dá)成某些益處，但是，表面處理劑的使用可掩蔽(或遮蔽)顆粒表面(例如，表面上的硅烷醇和/或硅氧烷基團(tuán))，使得研磨劑可能不總是具有與未經(jīng)處理的氧化硅研磨劑相同的一些所需性質(zhì)。舉例而言，表面處理可不利地影響該組合物的貯存壽命以及使組合物濃縮的能力。而且，表面處理化合物的使用可對cmp后的晶片清潔操作造成挑戰(zhàn)。本發(fā)明的一個方面是認(rèn)識到：可選擇地，帶正電荷的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？山?jīng)由將某些帶正電荷的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合到所述研磨劑顆粒中(即，將化學(xué)物質(zhì)在表面下結(jié)合到顆粒的內(nèi)部中)而獲得。具有提供正電荷的內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？?例如)經(jīng)由使所述研磨劑顆粒在含所述化學(xué)物質(zhì)的液體溶液中生長來制造，使得所述化學(xué)物質(zhì)在所述膠態(tài)氧化硅顆粒的生長期間變得結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅顆粒的至少一部分中。可選擇地，這樣的研磨劑顆?？山?jīng)由用該化學(xué)物質(zhì)處理常規(guī)膠態(tài)氧化硅顆粒且然后在該化學(xué)物質(zhì)上生長額外的氧化硅(且由此利用額外的氧化硅覆蓋該化學(xué)物質(zhì))來制造。盡管該化學(xué)物質(zhì)由內(nèi)部結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒中，但理解，該化學(xué)物質(zhì)的一部分可處于顆粒表面處或靠近該顆粒表面(使得該化學(xué)物質(zhì)在表面內(nèi)以及表面處)。在第一實施方式中，具有內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒可(例如)經(jīng)由以下制造：(i)提供液體溶液(例如，包括在預(yù)定ph值下的水)且(ii)將該液體溶液與產(chǎn)生氧化硅的化合物及化學(xué)物質(zhì)組合，由此使得膠態(tài)氧化硅顆粒在該液體溶液中生長，以獲得包含膠態(tài)氧化硅顆粒的分散體，所述膠態(tài)氧化硅顆粒具有結(jié)合到其中的化學(xué)物質(zhì)?？蛇x擇地，化學(xué)物質(zhì)可包含在(i)中所提供的液體溶液中。所述產(chǎn)生氧化硅的化合物可包括(例如)原硅酸四甲酯(tmos)、原硅酸四乙酯(teos)、硅酸、堿金屬或銨的硅酸鹽、或四鹵化硅。該方法類似于美國專利8,529,787中所公開的方法，在所述美國專利中，將tmos連續(xù)添加至包含堿性催化劑的母液中(相似性在于產(chǎn)生氧化硅的化合物與液體溶液組合以產(chǎn)生膠態(tài)氧化硅顆粒)。該方法可進(jìn)一步包括處理該分散體以獲得化學(xué)-機(jī)械拋光組合物，該組合物包含具有結(jié)合到其中的化學(xué)物質(zhì)的膠態(tài)氧化硅顆粒。該處理可包括(例如)用水稀釋該分散體和/或蒸餾該分散體以移除在所述膠態(tài)氧化硅顆粒生長期間所獲得的甲醇或乙醇副產(chǎn)物。可選擇地和/或另外地，該處理可包括將該ph值調(diào)節(jié)至所需值和/或添加其它化學(xué)組分，例如氧化劑、促進(jìn)劑、催化劑、緩沖劑、螯合劑、腐蝕抑制劑、成膜劑、表面活性劑、拋光均勻性添加劑、殺生物劑等。該處理不包括將自所述膠態(tài)氧化硅顆粒燒掉(或以其它方式移除)化學(xué)物質(zhì)的高溫煅燒步驟，因為期望所述化學(xué)物質(zhì)保留于所述膠態(tài)氧化硅顆粒中。水性液體溶液中溶解的化學(xué)物質(zhì)可包括上述物質(zhì)中的任何一種或多種，但最優(yōu)選地，包括氨基硅烷化合物。所述化學(xué)物質(zhì)可以基本上任何適宜的量添加至液體溶液中，使得足夠的量結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅顆粒中(其中所述顆粒優(yōu)選–盡管非必須–包括小于10重量％的結(jié)合到其中的化學(xué)物質(zhì))。該水性液體溶液可進(jìn)一步任選地包含堿性催化劑，例如，包括醚胺、亞乙基胺、四烷基胺、和/或醇胺。適宜的堿性催化劑可包括有機(jī)堿催化劑，例如乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、氨、脲、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化四甲基銨(tmah)、四甲基胍、氫氧化四乙基銨、氨基丙基嗎啉、己氧基丙基胺、乙氧基丙基胺(eopa)、jeffaminehk-511、或其組合。在某些實施方式中，該堿性催化劑可優(yōu)選具有1至6個碳原子?？蛇x擇地和/或另外地，該堿性催化劑可包括氫氧化鉀(koh)。所添加的堿性催化劑的量可經(jīng)選擇以使得該水性液體溶液的ph值通常在約7至約14的范圍內(nèi)且優(yōu)選在約9至約12的范圍內(nèi)。該液體溶液可任選地進(jìn)一步包含意欲用作膠態(tài)氧化硅生長的成核位點的膠態(tài)氧化硅顆粒。在這樣的實施方式中，最終的膠態(tài)氧化硅可被認(rèn)為具有核-殼結(jié)構(gòu)(或多層結(jié)構(gòu))，其中，核(內(nèi)層)包含初始添加至液體溶液的膠態(tài)氧化硅顆粒且殼(外層)包含在該核上生長且包含內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)(在內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì))(例如氨基硅烷)的氧化硅。在具有核-殼結(jié)構(gòu)的顆粒中，該殼可具有基本上任何適宜的厚度，例如大于1納米(例如，大于2納米、大于3納米、或大于5納米)。理解，所公開的實施方式并不限于具有核-殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅顆粒，因為該內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)(例如，氨基硅烷)可分布遍及基本上整個顆粒。在第二實施方式中，具有內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？?例如)經(jīng)由以下制造：(i)提供高ph值的硅酸鹽溶液(例如，硅酸鈉或硅酸鉀溶液)，(ii)處理該硅酸鹽溶液以使硅酸鹽陰離子質(zhì)子化并形成硅酸(例如，經(jīng)由添加酸至該溶液中或使該溶液穿過離子交換柱)，這進(jìn)而使膠態(tài)氧化硅顆粒在反應(yīng)容器中沉淀并生長，及(iii)將化學(xué)物質(zhì)添加至該反應(yīng)容器，以使其變得結(jié)合到正在生長的膠態(tài)氧化硅顆粒中。該硅酸鹽溶液優(yōu)選具有在約11至約13范圍內(nèi)的ph值。該硅酸鹽溶液可穿過離子交換柱進(jìn)入至該反應(yīng)容器中，這往往使ph值降低至在約2至約5范圍內(nèi)的值。所述化學(xué)物質(zhì)可以基本上任何適宜的量(且以基本上任何適宜的速率)添加至該反應(yīng)容器中，使得足夠的量結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅顆粒中(其中，所述顆粒優(yōu)選-盡管非必須-包含小于10重量％的結(jié)合到其中的化學(xué)物質(zhì))。在第三實施方式中，膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？山?jīng)由(例如)以下制造：利用化學(xué)物質(zhì)處理(例如，表面處理)常規(guī)膠態(tài)氧化硅顆粒，然后在該經(jīng)處理的膠態(tài)氧化硅上(即，在該化學(xué)物質(zhì)上)生長額外的氧化硅。舉例而言，含氮化合物(例如季胺化合物或氨基硅烷化合物)可添加至含有膠態(tài)氧化硅的分散體中(例如，如美國專利7,994,057及8,252,687中所教導(dǎo)的)。在足以允許所述氮化合物變得與所述膠態(tài)氧化硅顆粒締合(例如，化學(xué)鍵合或靜電締合)的時間之后，可將產(chǎn)生氧化硅的化合物(例如，tmos、teos、硅酸、堿金屬或銨的硅酸鹽、或四鹵化硅)添加至該分散體中。該分散體可任選地加熱(例如，至45℃)以促進(jìn)所述膠態(tài)氧化硅顆粒的進(jìn)一步生長，使得化學(xué)物質(zhì)(表面處理劑)變得結(jié)合到該顆粒中。這樣的膠態(tài)氧化硅顆?？梢暈榫哂兄辽賰蓚€層——包含該經(jīng)處理的膠態(tài)氧化硅的第一內(nèi)層以及沉積于該內(nèi)層上從而使化學(xué)物質(zhì)結(jié)合到顆粒中的氧化硅的第二外層?？蛇x擇地，帶正電荷的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？山?jīng)由將帶正電荷的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合到所述研磨劑顆粒中，接著進(jìn)一步鍵合(經(jīng)由表面處理)相同或不同化學(xué)物質(zhì)至該顆粒表面來獲得。這樣的研磨劑顆?？?例如)通過以下制造：首先在含有化學(xué)物質(zhì)的液體溶液中生長所述膠態(tài)氧化硅顆粒(例如，使用上述方法中的一種)，使得該化學(xué)物質(zhì)在所述膠態(tài)氧化硅顆粒生長期間變得結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅顆粒中的至少一部分中，且接著隨后表面處理所述顆粒。舉例而言，在一個實施方式中，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒可包含內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)，該內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)包括具有1至6個碳原子的含氮的堿性催化劑(例如，前面所述的乙二胺、tmah、或eopa)。所述研磨劑顆?？山又?例如)氨基硅烷化合物進(jìn)一步進(jìn)行表面處理。這樣的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？墒褂脴O低表面處理水平(含量，level)的氨基硅烷來有利地達(dá)成高的電荷水平(且從而可能掩蔽表面上的較小百分比的硅烷醇和/或硅氧烷基團(tuán))。在其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒包含具有1至6個碳原子的含氮的內(nèi)部堿性催化劑且利用氨基硅烷化合物進(jìn)一步表面處理的實施方式中，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？砂秃康膬?nèi)部化學(xué)物質(zhì)，例如小于0.20毫摩爾/克的氮。在這樣的實施方式中，所述顆粒在經(jīng)該表面處理之前的ζ電位在ph值為4下可小于15毫伏(例如，小于13毫伏或小于10毫伏)。同樣地，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？砂秃康逆I合至該表面的氨基硅烷化合物，例如，達(dá)到表面上的硅烷醇基團(tuán)的不到4％(例如，不到3％、或者不到或等于2％)(假定4.5個sioh/平方納米及氧化硅的bet表面積)。理解，用于制造具有內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的膠態(tài)氧化硅顆粒的上述方法產(chǎn)生其中膠態(tài)氧化硅顆粒懸浮于液體載劑中的分散體。在制造本文所述的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物中，該分散體可稀釋至膠態(tài)氧化硅顆粒的預(yù)定濃度。而且，其它化學(xué)化合物可根據(jù)需要地添加至分散體(在稀釋之前或之后)。這樣的化學(xué)化合物可包括本文所公開的所述化合物中的基本上任一種。該膠態(tài)氧化硅顆?？删哂谢旧先魏芜m宜的聚集度。舉例而言，該膠態(tài)氧化硅研磨劑可為基本上非聚集的，因為其主要包括初級顆粒?？蛇x擇地，該膠態(tài)氧化硅研磨劑可部分地聚集。部分地聚集可意味著所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的50％或更高包括兩個或更多個聚集的初級顆?；蛘咚瞿z態(tài)氧化硅顆粒的30％或更高(或45％或更高)包括三個或更多個聚集的初級顆粒。這樣的部分聚集的膠態(tài)氧化硅研磨劑可(例如)使用其中初級顆粒首先在溶液中生長的多步驟工藝來制備，例如如美國專利5,230,833中所述的。接著，可將溶液的ph值調(diào)節(jié)至酸性值、保持預(yù)定的時間期間以促進(jìn)聚集(或部分聚集)，例如如美國專利8,529,787中所述的。任選的最后步驟可允許聚集體(以及任何剩余的初級顆粒)的進(jìn)一步生長。所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？蛇M(jìn)一步具有聚集體分布，其中，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的20％或更高包括不到三個初級顆粒(即，非聚集的初級顆?；騼H具有兩個初級顆粒的聚集顆粒，也稱為單體和二聚體)且所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的50％或更高包括三個或更多個聚集的初級顆粒。附圖描繪了用于cmp組合物的具有上述聚集體分布的示例性膠態(tài)氧化硅顆粒的透射電子顯微照片(tem)。示例性的tem描繪了具有1至6個初級顆粒的膠態(tài)氧化硅顆粒。計數(shù)了總共16個顆粒，其中的三個由單個初級顆粒組成，其中的兩個由兩個聚集的初級顆粒組成，其中的五個由三個聚集的初級顆粒組成，其中的兩個由四個聚集的初級顆粒組成，其中的三個由五個聚集的初級顆粒組成，且其中的一個由六個聚集的初級顆粒組成。所描繪的圖像還包括未被計數(shù)的在右上方的看上去為大顆粒者(描繪于20處)，因為根據(jù)圖像不清楚該特征是單一聚集體還是彼此靠近放置的多個聚集體?？紤]到在任一圖像中的顆粒數(shù)量相對少，應(yīng)理解：為了獲得聚集體分布的顯著的統(tǒng)計學(xué)量測，通常需要評估大量tem圖像。具有本文所述聚集體分布的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？?例如)如上文關(guān)于美國專利5,230,833及8,529,787所述的來進(jìn)行生長?？蛇x擇地，具有聚集體分布(如上文所定義)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？赏ㄟ^將初級顆粒添加至部分聚集或聚集的膠態(tài)氧化硅來制備。舉例而言，可將膠態(tài)氧化硅初級顆粒添加至具有部分聚集的膠態(tài)氧化硅顆粒的分散體中，其中，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的50％或更高包括三個或更多個聚集的初級顆粒，使得所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的5％或更高為初級顆粒。在這樣的實施方式中，所述聚集膠態(tài)氧化硅顆?？删哂性诩s40納米至約60納米范圍內(nèi)的平均粒徑，而所述膠態(tài)氧化硅初級顆?？删哂性诩s15納米至約35納米范圍內(nèi)的平均粒徑。而且，該拋光組合物可包含約1重量％至約4重量％的所述聚集膠態(tài)氧化硅顆粒及約0.05重量％至約0.5重量％的未聚集的膠態(tài)氧化硅初級顆粒。懸浮于分散體中的顆粒的粒徑在工業(yè)中可使用各種方式定義。在本文所公開的實施方式中，粒徑定義為通過從malvern獲得的量測的。所述研磨劑顆?？删哂谢旧线m用于具體cmp操作的任何粒徑。所述研磨劑顆粒優(yōu)選具有約10納米或更大(例如，約20納米或更大、約30納米或更大、或約40納米或更大)的平均粒徑。所述研磨劑顆粒優(yōu)選還具有約100納米或更小(例如，約80納米或更小、約70納米或更小、或約60納米或更小)的平均粒徑。因此，所述研磨劑顆粒可具有在約10納米至約100納米(例如，約20納米至約80納米、或約30至約70、或約40至約60)范圍的平均粒徑。所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？蛇M(jìn)一步具有基本上任何適宜的初級粒徑。在某些實施方式中，該初級粒徑可在約15納米至約35納米(例如，約20納米至約30納米)的范圍內(nèi)。而且，對于初級顆粒而言，所有顆粒皆具有大約相同的尺寸可為有利的(使得該膠態(tài)氧化硅具有窄的初級粒徑分布)。舉例而言，超過90％(例如，超過95％、超過98％、或超過99％)的所述初級顆?？删哂性诩s15納米至約35納米(例如，約20納米至約30納米)范圍內(nèi)的初級粒徑。此外，該初級粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差可小于約5納米。該拋光組合物可包含基本上任何適宜量的膠態(tài)氧化硅顆粒，然而，一般而言，期望使用量的點是低的，以降低cmp操作的成本。在經(jīng)調(diào)配的用于拋光硅氧材料的一個示例性cmp組合物中，該拋光組合物可包含約0.1重量％或更高的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒(例如，約0.2重量％或更高、約0.5重量％或更高、約1重量％或更高、或約1.5重量％或更高)。使用拋光組合物的點可包含約5重量％或更少的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒(例如，約4重量％或更少、約3重量％或更少、或約2.5重量％或更少)。優(yōu)選地，使用拋光組合物的點中的膠態(tài)氧化硅顆粒的量在約0.1重量％至約5重量％的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選約0.5重量％至約4重量％(例如，約1重量％至約3重量％)。已驚訝地發(fā)現(xiàn)，具有小于2重量％(或甚至小于1重量％)的膠態(tài)氧化硅顆粒的拋光組合物適于拋光硅氧材料(特別是在小于約4psi或甚至小于3psi的下壓力(downforce)下)。本發(fā)明的拋光組合物可有利地作為化學(xué)-機(jī)械拋光濃縮物提供，該濃縮物意欲在使用前用適當(dāng)量的水稀釋。在這樣的實施方式中，該濃縮物可包含超過5重量％的膠態(tài)氧化硅(例如，超過約8重量％、超過約10重量％、或超過約12重量％)。該濃縮物還可包含小于約25重量％的膠態(tài)氧化硅(例如，小于約22重量％、小于約20重量％、或小于約18重量％)。該濃縮物優(yōu)選包含約5重量％至約25重量％的膠態(tài)氧化硅(例如，約8重量％至約22重量％、約10重量％至約20重量％、或約12重量％至約18重量％)。在其中該拋光組合物包含硅氮(siliconnitrogen)(例如，硅氮化物(氮化硅，siliconnitride))促進(jìn)劑(例如多元酸)(如下文更詳細(xì)闡述)的實施方式中，濃縮物可包含約5重量％至約20重量％的膠態(tài)氧化硅(例如，約8重量％至約15重量％)?；瘜W(xué)-機(jī)械拋光濃縮物優(yōu)選是膠態(tài)穩(wěn)定的(使得濃縮物中的平均膠態(tài)氧化硅粒徑不會隨時間顯著增大)。舉例而言，在優(yōu)選的濃縮物實施方式中，當(dāng)在45℃下經(jīng)受加速老化測試(熱處理)1周的時候，膠態(tài)氧化硅研磨劑的平均粒徑不會增加超過8納米(例如，不超過5納米、不超過3納米、或不超過2納米)。使用液體載劑來促進(jìn)研磨劑及任何任選的化學(xué)添加劑向待拋光(例如，平坦化)的適宜的基板的表面的施加。該液體載劑可為任何適宜的載劑(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、及其混合物。優(yōu)選地，該液體載劑包含水(更優(yōu)選地去離子水)、基本上由水(更優(yōu)選地去離子水)組成、或者由水(更優(yōu)選地去離子水)組成。所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？扇芜x地在該拋光組合物中具有永久性正電荷。分散的顆粒(例如膠態(tài)氧化硅顆粒)上的電荷在本領(lǐng)域中通常稱為ζ電位(或動電位)。顆粒的ζ電位是指顆粒周圍的離子的電荷與拋光組合物的本體溶液(bulksolution)(例如，液體載劑和溶于其中的任何其它組分)的電荷之間的電位差。ζ電位典型地取決于水性介質(zhì)的ph值。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值。隨著ph值增大或減小地遠(yuǎn)離等電點，表面電荷(以及因此的ζ電位)相應(yīng)地降低或增加(朝向負(fù)的或正的ζ電位值)。分散體(例如，拋光組合物)的ζ電位可使用從dispersiontechnologies,inc.(bedfordhills,ny)購得的dt-1202型聲學(xué)及電聲學(xué)譜儀來獲得。該拋光組合物中的膠態(tài)氧化硅顆粒優(yōu)選具有約6毫伏或更高(例如，約8毫伏或更高、約10毫伏或更高、約13毫伏或更高、約15毫伏或更高、或約20毫伏或更高)的永久性正電荷。該拋光組合物中的膠態(tài)氧化硅顆?？删哂屑s50毫伏或更低(例如，約45毫伏或更低、約40毫伏或更低、或約35毫伏或更低)的永久性正電荷。優(yōu)選地，所述膠態(tài)氧化硅顆粒具有在約6毫伏至約50毫伏范圍內(nèi)(例如，約10毫伏至約45毫伏、約15毫伏至約40毫伏、或約20毫伏至約40毫伏)的永久性正電荷。永久性正電荷意指氧化硅顆粒上的正電荷不易于例如通過沖洗、稀釋、過濾等而發(fā)生反轉(zhuǎn)。永久性正電荷可為將帶正電荷的物質(zhì)結(jié)合到顆粒中的結(jié)果。永久性正電荷可進(jìn)一步由顆粒與帶正電荷的物質(zhì)之間的共價相互作用導(dǎo)致，且與可作為(例如)顆粒與帶正電荷的物質(zhì)之間的靜電相互作用的結(jié)果的可逆正電荷不同。然而，如本文使用的，至少6毫伏的永久性正電荷意指所述膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位在以下的三步驟過濾試驗后保持高于6毫伏。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6.3納米的孔徑)來過濾一定體積的拋光組合物(例如，200毫升)。收集剩余的分散體(由超濾盤截留的約65毫升分散體)并補(bǔ)充經(jīng)ph調(diào)節(jié)的去離子水。去離子水使用適宜的無機(jī)酸(例如硝酸)將ph值調(diào)節(jié)至拋光組合物的初始ph值。針對總共三個過濾循環(huán)重復(fù)此程序。然后量測經(jīng)三次過濾及補(bǔ)充的拋光組合物的ζ電位并與初始拋光組合物的ζ電位相比較。該三步驟過濾試驗下文通過實施例(在實施例10中)進(jìn)一步闡明。雖然不希望受限于理論，但據(jù)信由超濾盤截留的分散體(經(jīng)截留的分散體)包含氧化硅顆粒以及可能位于顆粒中或與顆粒的表面締合(例如，與顆粒表面鍵合、附著、靜電相互作用、或接觸)的任何化學(xué)組分(例如，帶正電荷的物質(zhì))。至少一部分該液體載劑及溶于其中的化學(xué)組分穿過該超濾盤。據(jù)信，補(bǔ)充經(jīng)截留的分散體至初始體積會干擾初始拋光組合物中的平衡，使得與顆粒表面締合的化學(xué)組分會趨于新的平衡。位于顆粒中或者與顆粒表面強(qiáng)烈締合(例如，共價鍵合)的組分保持與顆粒一起，使得在那里趨于很少，即使該顆粒的正ζ電位有任何改變的話。相反地，與顆粒表面具有較弱締合(例如，靜電相互作用)的一部分組分在該系統(tǒng)趨向新平衡時可返回該溶液，由此導(dǎo)致正ζ電位降低。據(jù)信，針對總共三次超濾及補(bǔ)充循環(huán)重復(fù)此過程將擴(kuò)大上述效應(yīng)。優(yōu)選地，在初始拋光組合物中的膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位與上述三步驟過濾試驗之后(在校正由過濾試驗所產(chǎn)生的離子強(qiáng)度差異后)的拋光組合物中的膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位間具有極小差異。舉例而言，優(yōu)選地，初始拋光組合物中的膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位與所述三步驟過濾試驗后的膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位相比高出不到約10毫伏(例如，高出不到約7毫伏、高出不到約5毫伏、或甚至高出不到約2毫伏)。換言之，優(yōu)選在所述三步驟過濾試驗之后的膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位與初始拋光組合物中的膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位相比降低不到10毫伏(或降低不到7毫伏、或不到5毫伏、或不到2毫伏)。舉例而言，在其中初始拋光組合物中的膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位為30毫伏的實施方式中，所述三步驟過濾試驗后的膠態(tài)氧化硅顆粒的ζ電位優(yōu)選大于20毫伏(或大于23毫伏、或大于25毫伏、或大于28毫伏)。該拋光組合物可為酸性的，具有小于約7、例如在約1.5至約7的范圍內(nèi)的ph值。對于用于拋光硅氧材料(例如二氧化硅及teos)的拋光組合物，ph值優(yōu)選為約3或更高(例如，約3.5或更高、或約4或更高)。優(yōu)選地，該拋光組合物具有約6.5或更低(例如，約6或更低)的ph值。更優(yōu)選地，該拋光組合物具有在約3至約7范圍內(nèi)(例如，約3.5至約6.5)的ph值。該拋光組合物的ph值范圍最優(yōu)選在約4至約6的范圍內(nèi)。該拋光組合物的ph值可通過任何適宜的方式達(dá)成和/或保持。該拋光組合物可包括基本上任何適宜的ph調(diào)節(jié)劑和/或緩沖劑。舉例而言，適宜的ph調(diào)節(jié)劑可包括硝酸、硫酸、氫氧化銨等。適宜的緩沖劑可包括磷酸鹽、羧酸鹽、硼酸鹽、氨基酸等。在其中該ph值在約3至約7范圍內(nèi)的實施方式中，緩沖劑優(yōu)選具有在3.5至約5.5范圍內(nèi)的pka。這樣的緩沖劑可包括(例如)甲酸、乙醇酸、丙烯酸、2-噻唑胺、三聚氰胺、丙酸及各種含丙酸的化合物、甘油酸、β-丙氨酸、三甲胺、巴比妥酸、丁酸及各種丁酸化合物、乙酸、乙酰乙酸、尿酸、戊二酸、氨基苯酚、及羥基吡啶。該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物可任選地進(jìn)一步包含用于改善晶片內(nèi)拋光速率均勻性(例如，晶片邊緣對中心的拋光速率比值或差異)的均勻性添加劑。該均勻性添加劑可(例如)包括：聚醚，例如聚乙二醇及聚醚胺；多元醇，例如乙二醇、丙二醇、及聚乙烯醇；和/或含胺化合物，例如氨基苯酚、羥基吡啶、及溴化十六烷基三甲基銨。在某些化學(xué)-機(jī)械拋光應(yīng)用(例如，淺溝槽應(yīng)用)中，硅氧材料可與硅氮材料(例如硅氮化物(氮化硅，siliconnitride；sin))共同被拋光。在具體應(yīng)用中，可期望達(dá)成硅氧材料及硅氮材料這兩者的高移除速率(例如，使得teos:sin拋光速率選擇性小于約10:1)。因此，該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物可任選地進(jìn)一步包含硅氮拋光促進(jìn)劑。該硅氮拋光促進(jìn)劑可包括(例如)基本上任何適宜的多元酸，例如多羧酸和/或多膦酸。示例性的多羧酸可包括(例如)草酸、檸檬酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、酒石酸、磺基琥珀酸、和/或苯二甲酸。理解，這樣的多羧酸通?？梢云涔曹椥问绞褂茫?，可使用羧酸鹽(酯)代替羧酸。出于本申請的目的，術(shù)語“酸”當(dāng)其用于闡述有用的硅氮促進(jìn)劑時，還意指該酸的共軛堿(或堿類)。適宜的多膦酸可包括(例如)亞甲基膦酸化合物及二膦酸化合物，例如1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、氨基三(亞甲基膦酸)、二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)、及雙(六亞甲基三胺五(亞甲基膦酸))。理解，這樣的多膦酸通?？梢云涔曹椥问绞褂?，例如，可使用膦酸鹽(酯)代替膦酸(如上文關(guān)于羧酸所闡述的)。上述多膦酸化合物的適宜的實例是以商品名出售的(italmatchchemicals,genova,italy)。在其它應(yīng)用中，可期望達(dá)成高的硅氧拋光速率以及低的硅氮拋光速率(例如，期望達(dá)成大于約20:1的teos:sin拋光速率選擇性)。因此，該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物可任選地進(jìn)一步包含硅氮拋光抑制劑。該硅氮拋光抑制劑可包含(例如)具有環(huán)和/或氮基團(tuán)的化學(xué)化合物。該抑制劑優(yōu)選包含其中該氮是環(huán)成員(例如，吡啶化合物)或鍵合至環(huán)的化學(xué)化合物。該硅氮抑制劑最優(yōu)選包含鍵合至該環(huán)的羥基。這樣的化合物可包括(例如)氨基苯酚化合物或羥基吡啶化合物。已觀察到，當(dāng)拋光組合物的電導(dǎo)率是低的時，所公開的拋光組合物的某些實施方式達(dá)成較高的二氧化硅(silicondioxide)(teos)拋光速率。因此，示例性的拋光組合物可有利地具有小于1000微西門子/厘米的電導(dǎo)率(例如，小于800微西門子/厘米、小于500微西門子/厘米、或小于400微西門子/厘米、小于300微西門子/厘米、小于約200微西門子/厘米、小于約150微西門子/厘米、或小于約100微西門子/厘米)。在某些實施方式中，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？捎欣鼐哂写笥诩s1.90克/立方厘米的密度(例如，大于約2.0克/立方厘米、大于約2.05克/立方厘米、或?qū)τ谀承?yīng)用甚至大于約2.0(2.15)克/立方厘米)。密度可使用比重瓶(例如玻璃比重瓶)量測，例如，如下文在實施例14中更詳細(xì)闡述的。所述膠態(tài)氧化硅顆?？扇芜x地進(jìn)一步表征為具有29si峰面積，該峰面積是在優(yōu)選范圍內(nèi)通過固態(tài)29si{1h}交叉極化結(jié)合魔角旋轉(zhuǎn)(cross-polarizationcoupledtomagicanglespinning；cp-mas)譜學(xué)來量測。參照實施例14，更詳細(xì)地闡述該29si峰面積。在一個實施方式中，所述膠態(tài)氧化硅顆?？删哂写笥诩s5(例如，大于約6、或大于約7)的29si峰面積。在替代性的實施方式中，該膠態(tài)氧化硅的29si峰面積可小于約7(例如，小于約6、或小于約5)。該拋光組合物可有利地具有高的純度。舉例而言，該拋光組合物可具有小于百萬分之20(例如，小于15ppm、小于10ppm、小于5ppm、小于2.5ppm、或小于1ppm)的總金屬雜質(zhì)(其中所述金屬包括鉀、鈉、鐵、鋁、鈣、鎂、鈦、鎳、鉻、銅、及鋅)。該拋光組合物可進(jìn)一步具有小于百萬分之20(例如，小于15ppm、小于10ppm、小于5ppm、小于2.5ppm、或小于1ppm)的總金屬雜質(zhì)(其中所述金屬包括鈉、鋁、鈣、鎂、及過渡金屬)。該拋光組合物可任選地進(jìn)一步包含殺生物劑。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可在約1ppm至約50ppm的范圍內(nèi)，且優(yōu)選約1ppm至約20ppm。該拋光組合物可使用任何適宜的技術(shù)來制備，其中的許多是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。該拋光組合物可以間歇或連續(xù)工藝制備。一般而言，該拋光組合物可通過將其組分以任何順序組合來制備。本文所用的術(shù)語“組分”包括單獨的成分(例如，膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒、ph調(diào)節(jié)劑等)。所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒可在水性液體載劑中生長，例如，如上文所述的。接著，可將該分散體稀釋并(例如)經(jīng)由添加緩沖劑將ph值調(diào)節(jié)至預(yù)定值。還可添加其它任選的添加劑，例如，均勻性添加劑和/或殺生物劑。本發(fā)明的拋光組合物可有利地作為濃縮物提供，該濃縮物意欲在使用前用適當(dāng)量的水稀釋。在這樣的實施方式中，該拋光組合物濃縮物可包含具有如上文所述的結(jié)合到其中的帶正電荷的物質(zhì)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒以及其它任選的添加劑，其量使得當(dāng)用適當(dāng)量的水稀釋該濃縮物時，該拋光組合物的各組分將以在上文中針對各組分所列舉的適當(dāng)范圍內(nèi)的量存在于該拋光組合物中。舉例而言，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？梢陨衔闹嗅槍Ω鹘M分所列舉的濃度的約2倍(例如，約3倍、約4倍、約5倍、約8倍、約10倍、約15倍、或甚至約20倍)的量存在于拋光組合物中，以便當(dāng)濃縮物用等體積的水(例如，分別用2倍等體積的水、3倍等體積的水、4倍等體積的水、7倍等體積的水、9倍等體積的水、14倍等體積的水、或甚至19倍等體積的水)稀釋時，各組分將以在上文所闡明的范圍內(nèi)的量存在于該拋光組合物中。優(yōu)選的拋光組合物能夠濃縮至少約5倍。此外，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，濃縮物可含有存在于最終拋光組合物中的適當(dāng)分?jǐn)?shù)的水以確保其它組分至少部分或完全溶于濃縮物中。在一個實施方式中，適宜的濃縮物包含至少10重量％的分散于基于水的液體載劑中的上述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒中的一種(例如，包含結(jié)合到顆粒的外表面的內(nèi)部的含氮化合物(例如氨基硅烷化合物)或含磷化合物(例如鏻硅烷化合物)的膠態(tài)氧化硅)。所述膠態(tài)氧化硅顆?？扇芜x地具有至少8毫伏的永久性正電荷。而且，所述組合物的ph值可在約1.5至約7的范圍內(nèi)，且所述組合物的電導(dǎo)率可任選地小于2000微西門子/厘米(例如，小于約1000或小于約500微西門子/厘米)。盡管本發(fā)明的拋光組合物可用于拋光基本上任何基板，但所公開的拋光組合物特別地用于拋光包含至少一種硅氧材料(例如，氧化硅、teos、多孔或非多孔的摻雜有碳的硅氧化物、摻雜有氟的硅氧化物、或玻璃)的基板。該組合物特別好地適用于拋光二氧化硅層，例如teos。本領(lǐng)域中的常規(guī)觀點一直認(rèn)為，為了達(dá)成硅氧材料(例如teosild層)的適宜的高移除速率，需要使用堿性組合物。舉例而言，一篇眾所周知的文本(text)闡釋：為了“利用氧化硅漿料達(dá)成最大拋光速率，漿料的ph值應(yīng)在10.5至11.2的范圍內(nèi)或接近該范圍。在該狀況下，二氧化硅膜的表面被強(qiáng)烈地羥基化，其中，內(nèi)部的鍵通過與堿性液體相互作用而斷裂”(m.r.oliver編者，chemicalmechanicalplanarizationofsemiconductormaterials,springer-verlag,berlin,2004,第12頁)。常規(guī)觀點還指示：為了達(dá)成硅氧材料的適宜的高移除速率，也需要高濃度的氧化硅研磨劑顆粒。上文所列舉的同一文本(在第234頁)展示：cmp漿料中的9重量％的氧化硅研磨劑顆粒使二氧化硅移除速率自15急劇下降至12。與該觀察結(jié)果相一致，意欲用于ildcmp操作中的已知的市售cmp組合物(例如，自cabotmicroelectronicscorporation購得的25以及自dowchemicalcompany購得的1730)宣傳了12.5重量％或更高的氧化硅研磨劑濃度使用點。在一個所公開的實施方式中，對硅氧材料(例如teos)進(jìn)行化學(xué)-機(jī)械拋光的方法利用了所公開的拋光組合物中的一種，該拋光組合物具有小于7(例如，在3至6的范圍內(nèi))的ph值且包含小于3(例如，小于2.5或小于2)重量％的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒。硅氧材料的平均移除速率在cmp操作期間在5psi的下壓力下大于3000埃/分鐘。硅氧材料的平均移除速率在cmp操作期間在4psi的下壓力下也可大于2000埃/分鐘。這樣的拋光速率可在具有基本上任何適宜的直徑的晶片上(例如，在200毫米直徑的晶片、300毫米直徑的晶片、或450毫米直徑的晶片上)達(dá)成。在這些方法中，硅氮化物材料的移除速率在3psi的下壓力下可任選地小于300埃/分鐘。本發(fā)明的拋光方法特別適合于與化學(xué)-機(jī)械拋光(cmp)裝置共同使用。典型地，該裝置包含：平臺(platen)，當(dāng)使用時，該平臺運(yùn)動且具有由軌道、線性、或圓周運(yùn)動所產(chǎn)生的速度；拋光墊，其接觸該平臺且在運(yùn)動時隨該平臺移動；以及夾持器(carrier)，其固持待通過與該拋光墊的表面接觸并相對于該拋光墊的表面移動而拋光的基板。該基板的拋光通過如下發(fā)生：將該基板放置成與拋光墊和本發(fā)明的拋光組合物接觸，且隨后使該拋光墊相對于該基板移動，從而磨除該基板的至少一部分(例如，如本文所述的硅氧材料)以拋光該基板?；蹇衫迷摶瘜W(xué)-機(jī)械拋光組合物以及任何適宜的拋光墊(例如，拋光表面)來平坦化或拋光。適宜的拋光墊包括(例如)紡織及非紡織的拋光墊。而且，適宜的拋光墊可包含具有各種密度、硬度、厚度、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(chǎn)物、及其混合物。理解，本公開內(nèi)容包括許多實施方式。這些實施方式包括，但不限于，以下實施方式。在第一實施方式中，化學(xué)-機(jī)械拋光組合物包含：基于水的液體載劑；分散在該液體載劑中的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；氨基硅烷化合物或鏻硅烷化合物，其結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的外表面的內(nèi)部；以及具有在約1.5至約7范圍內(nèi)的ph值。第二實施方式可包括第一實施方式，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有至少13毫伏的正電荷。第三實施方式可包括第一實施方式，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有至少20毫伏的正電荷。第四實施方式可包括第一實施方式，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有至少15毫伏且小于35毫伏的正電荷。第五實施方式可包括第一實施方式至第四實施方式中的任一個，具有在約3.5至約6范圍內(nèi)的ph值。第六實施方式可包括第一實施方式至第五實施方式中的任一個，進(jìn)一步包含緩沖劑，該緩沖劑具有在約3.5至約5.5范圍內(nèi)的pka。第七實施方式可包括第一實施方式至第六實施方式中的任一個，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有在約30納米至約70納米范圍內(nèi)的平均粒徑。第八實施方式可包括第一實施方式至第六實施方式中的任一個，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有在約40納米至約60納米范圍內(nèi)的平均粒徑。第九實施方式可包括第一實施方式至第八實施方式中的任一個，包含約0.5重量％至約4重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒。第十實施方式可包括第一實施方式至第八實施方式中的任一個，包含小于約3重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒。第十一實施方式可包括第一實施方式至第十實施方式中的任一個，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的30％或更高包括三個或更多個聚集的初級顆粒。第十二實施方式可包括第一實施方式至第十實施方式中的任一個，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的50％或更高包括三個或更多個聚集的初級顆粒且所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的20％或更高為單體或二聚體。第十三實施方式可包括第一實施方式至第十二實施方式中的任一個，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒包括初級顆粒且所述初級顆粒的95％或更高具有在15納米至35納米范圍內(nèi)的初級粒徑。第十四實施方式可包括第一實施方式至第十三實施方式中的任一個，其中在所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒中，該氨基硅烷化合物對氧化硅的摩爾比小于10％。第十五實施方式可包括第十四實施方式，其中該摩爾比小于5％。第十六實施方式可包括第一實施方式至第十五實施方式中的任一個，進(jìn)一步包含結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的外表面的內(nèi)部的堿性催化劑。第十七實施方式可包括第十六實施方式，其中該堿性催化劑具有1至6個碳原子。第十八實施方式可包括第十六實施方式，其中該堿性催化劑為氫氧化四甲基銨或乙氧基丙基胺。第十九實施方式可包括第一實施方式至第十八實施方式中的任一個，其中該氨基硅烷化合物包含丙基、伯胺、或季胺。第二十實施方式可包括第一實施方式至第十八實施方式中的任一個，其中該氨基硅烷化合物包含雙(2-羥乙基)-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-芐基氨基乙基)-3-氨基丙基三烷氧基硅烷)、三烷氧基甲硅烷基丙基-n,n,n-三甲基銨、n-(三烷氧基甲硅烷基乙基)芐基-n,n,n-三甲基銨、(雙(甲基二烷氧基甲硅烷基丙基)-n-甲基胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)脲、雙(3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基)-乙二胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺、雙(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺、3-氨基丙基三烷氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二烷氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三烷氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二烷氧基硅烷、3-氨基丙基三烷氧基硅烷、(n-三烷氧基甲硅烷基丙基)聚乙烯亞胺、三烷氧基甲硅烷基丙基二亞乙基三胺、n-苯基-3-氨基丙基三烷氧基硅烷、n-(乙烯基芐基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三烷氧基硅烷、4-氨基丁基三烷氧基硅烷、或其混合物。第二十一實施方式可包括第一實施方式至第二十實施方式中的任一個，其中所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有核-殼結(jié)構(gòu)，其中外殼設(shè)置于內(nèi)核上面，該氨基硅烷化合物或該鏻硅烷化合物結(jié)合到該外殼中。第二十二實施方式可包括第二十一實施方式，其中該外殼具有至少1納米的厚度。第二十三實施方式可包括第一實施方式至第二十二實施方式中的任一個，具有小于約300微西門子/厘米的電導(dǎo)率。第二十四實施方式可包括第一實施方式至第二十三實施方式中的任一個，其中該膠態(tài)氧化硅具有大于1.90克/立方厘米的密度。第二十五實施方式可包括第一實施方式，其中：所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有至少13毫伏的正電荷；該組合物具有在約3.5至約6范圍內(nèi)的ph值；所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的30％或更高包括三個或更多個聚集的初級顆粒；以及該組合物包含約0.5重量％至約4重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒。第二十六實施方式可包括第一實施方式，其中：所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有至少13毫伏的正電荷；該組合物進(jìn)一步包含緩沖劑，該緩沖劑具有在約3.5至約5.5范圍內(nèi)的pka；所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有在約30納米至約70納米范圍內(nèi)的平均粒徑；該組合物包含小于約3重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；以及該氨基硅烷化合物包含丙基。第二十七實施方式可包括第一實施方式，其中：所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有至少13毫伏的正電荷；該組合物進(jìn)一步包含緩沖劑，該緩沖劑具有在約3.5至約5.5范圍內(nèi)的pka；所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的30％或更高包括三個或更多個聚集的初級顆粒；該組合物包含小于約3重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；該膠態(tài)氧化硅具有大于1.90克/立方厘米的密度；以及該氨基硅烷化合物包含丙基。第二十八實施方式可包括第一實施方式，其中：所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有至少15毫伏的正電荷；該組合物具有在約3.5至約6范圍內(nèi)的ph值；以及該組合物具有小于約300微西門子/厘米的電導(dǎo)率。第二十九實施方式可包括第一實施方式，其中：所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有至少15毫伏的正電荷；所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的30％或更高包括三個或更多個聚集的初級顆粒；以及所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒包括初級顆粒且所述初級顆粒的95％或更高具有在15納米至35納米范圍內(nèi)的初級粒徑。第三十實施方式可包括第一實施方式至第二十九實施方式中的任一個，進(jìn)一步包含硅氮拋光促進(jìn)劑，該硅氮拋光促進(jìn)劑包括多羧酸、多膦酸、或其混合物。第三十一實施方式可包括第三十實施方式，其中該多羧酸包含草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、檸檬酸、酒石酸、苯二甲酸、磺基琥珀酸、或其混合物。第三十二實施方式可包括第三十實施方式及第三十一實施方式中的一個，其中該多膦酸包含二膦酸化合物或亞甲基膦酸化合物。第三十三實施方式可包括第一實施方式至第三十二實施方式中的任一個，進(jìn)一步包含具有環(huán)以及在該環(huán)中或鍵合至該環(huán)的氮原子的硅氮拋光抑制劑。第三十四實施方式可包括第三十三實施方式，其中該抑制劑進(jìn)一步包含鍵合至該環(huán)的羥基。對包括硅氧材料的基板進(jìn)行化學(xué)-機(jī)械拋光的第一種方法包括：(a)使該基板接觸權(quán)利要求1至34中任一項的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物；(b)使該拋光組合物相對于該基板移動；以及(c)研磨該基板，以從該基板移除該含硅氧的材料的一部分并從而拋光該基板。第二種方法可包括第一種方法，其中：該拋光組合物具有小于6的ph值且包含小于4重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；以及，在(c)中，該硅氧材料在5psi或更低的下壓力下的平均移除速率大于3000埃/分鐘。第三種方法可包括第一種方法及第二種方法中的一個，其中：該拋光組合物具有小于6的ph值且包含小于2重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；以及，在(c)中，該硅氧材料在5psi或更低的下壓力下的平均移除速率大于3000埃/分鐘。第四種方法可包括第一種方法至第三種方法中的任一個，其中：該拋光組合物具有小于6的ph值且包含小于3重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；以及，在(c)中，該硅氧材料在4psi或更低的下壓力下的平均移除速率大于2000埃/分鐘。第五種方法可包括第一種方法至第四種方法中的任一個，其中：該拋光組合物具有小于6的ph值且包含小于2.0重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；以及，在(c)中，該硅氧材料在4psi或更低的下壓力下的平均移除速率大于2000埃/分鐘。第六種方法可包括第一種方法至第五種方法中的任一個，其中：該拋光組合物具有在約3.5至約5.5范圍內(nèi)的ph值且包含小于2.5重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；以及，在(c)中，該硅氧材料在5psi或更低的下壓力下的移除速率大于3000埃/分鐘。第七種方法可包括第一種方法至第六種方法中的任一個，其中：該拋光組合物具有在約3.5至約5.5范圍內(nèi)的ph值且包含小于2.5重量％的所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒；以及，在(c)中，該硅氧材料在4psi或更低的下壓力下的移除速率大于2000埃/分鐘，且硅氮化物材料在3psi或更低的下壓力下的移除速率小于300埃/分鐘。第八種方法可包括第一種方法至第六種方法中的任一個，其中該拋光組合物進(jìn)一步包含硅氮拋光促進(jìn)劑且teos:sin拋光速率選擇性小于約10:1。第九種方法可包括第一種方法至第七種方法中的任一個，其中該拋光組合物進(jìn)一步包含硅氮拋光抑制劑且teos:sin拋光速率選擇性大于約25:1。第十種方法可包括第一種方法至第八種方法中的任一個，其中：該拋光組合物進(jìn)一步包含硅氮拋光促進(jìn)劑且具有在約3至約7范圍內(nèi)的ph值；以及，在(c)中，該硅氧材料在4psi或更低的下壓力下的移除速率大于2000埃/分鐘，且硅氮化物材料在4psi或更低的下壓力下的移除速率大于200埃/分鐘。以下實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但當(dāng)然不應(yīng)理解為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在這些實施例中，所報告的ζ電位值使用dt-1202型聲學(xué)及電聲學(xué)譜儀(自dispersiontechnologies購得)量測且所報告的粒徑值使用自malvern購得的量測。實施例1在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例證明高的移除速率可使用具有低濃度的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的拋光組合物來達(dá)成。每種拋光組合物包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷(一種氨基硅烷)使用類似于以下實施例13中所述程序的程序結(jié)合到該殼中。所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有54納米的平均粒徑。制備四種拋光組合物。這些組合物包含0.5重量％的膠態(tài)氧化硅(1a)、1.0重量％的膠態(tài)氧化硅(1b)、2.0重量％的膠態(tài)氧化硅(1c)、及3.0重量％的膠態(tài)氧化硅(1d)。在各拋光組合物中，使用乙酸將ph值調(diào)節(jié)至4.7的值并在該值下緩沖。通過使用cmp工具(自appliedmaterials購得)及ic1010拋光墊在4.0psi及5.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米(約8英寸)直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表1顯示拋光組合物1a、1b、1c、及1d以及ss25對照組合物(其是自cabotmicroelectronicscorporation(aurora,illinois)購得)所獲得的teos拋光速率。表1自表1所示的結(jié)果明晰，可使用具有極低濃度的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒(其中所述顆粒包括結(jié)合到其中的氨基硅烷)的拋光組合物達(dá)成高的teos移除速率。舉例而言，在2重量％的膠態(tài)氧化硅下，teos移除速率在4psi的下壓力下為2800埃/分鐘，且在5psi的下壓力下為3700埃/分鐘。在2重量％及3重量％的膠態(tài)氧化硅這兩者下，teos移除速率幾乎等于對照物(其包含約12.5重量％的熱解氧化硅濃度)的teos移除速率。實施例2在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例評估結(jié)合到所述膠態(tài)氧化硅顆粒中的各種含氮化學(xué)化合物的影響。本發(fā)明拋光組合物各自包含膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒在包含含氮化學(xué)化合物的液體中生長，使得該含氮化合物(或者其水解或部分水解形式)結(jié)合到所述顆粒中。所述含氮化學(xué)化合物包含3-乙氧基丙基胺(組合物2a及2b)、氫氧化四甲基銨(tmah)(組合物2c及2d)、及乙二胺(組合物2e及2f)。所述膠態(tài)氧化硅顆粒是使用工藝生長，其中，所述含氮化學(xué)化合物用作原硅酸四甲酯(tmos)水解催化劑。添加最少量的催化劑，以使得該ph值在合成期間變成酸性，引起受控的聚集，使得所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的30％具有三個或更多個初級顆粒。通過將膠態(tài)氧化硅溶解于koh中并通過離子色譜法量測氮物質(zhì)來量測各膠態(tài)氧化硅的氮含量。各拋光組合物包含3重量％的相應(yīng)膠態(tài)氧化硅且使用硝酸調(diào)節(jié)至3.5的ph值。通過使用cmp工具(自appliedmaterials購得)及ic1010拋光墊在3.0psi及5.0psi的下壓力、93rpm的平臺速度、及250毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的300毫米(約12英寸)直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表2顯示拋光組合物2a至2f的干燥膠態(tài)氧化硅顆粒中的氮含量、平均粒徑、ζ電位、及teos拋光速率。來自第一及第二對比組合物(對照物1、2及3)的數(shù)據(jù)也進(jìn)行列表。對照物1包含上述ss25(12.5重量％膠態(tài)氧化硅)。對照物2包含具有與顆粒表面締合的3-(氨基丙基)三甲氧基硅烷的69納米的膠態(tài)氧化硅。該組合物包含3重量％的使用乙酸調(diào)節(jié)至ph值4.6的膠態(tài)氧化硅。對照物3包含2重量％的調(diào)節(jié)至ph值4的nalco1034a(使用硅酸鹽工藝制造)膠態(tài)氧化硅。表2*在applied上在3.5psi的下壓力及65rpm的平臺速度下拋光的200毫米的晶片自表2所示的結(jié)果明晰，可使用具有3重量％的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒(其中所述顆粒包括結(jié)合到其中的eopa、tmah、或乙二胺)的拋光組合物達(dá)成高的teos移除速率。舉例而言，包含具有結(jié)合的eopa(2a及2b)或tmah(2c及2d)的膠態(tài)氧化硅的拋光組合物所展現(xiàn)的拋光速率與對照物1的拋光速率相當(dāng)且顯著地高于對照物2及3的拋光速率。實施例3在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例展示ph值對teos拋光速率的影響。拋光組合物各自包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有54納米的平均粒徑。具有3重量％的膠態(tài)氧化硅濃度的拋光組合物在2.5(3a)、3.0(3b)、3.5(3c)、4.0(3d)、4.6(3e)、4.9(3f)、5.8(3g)、8.4(3h)、9.0(3i)、10.0(3j)、及11.0(3k)的ph值下制備。將酸添加至拋光組合物3a-3g(硝酸用于3a至3e及3g且乙酸用于3f)且將氫氧化鉀添加至拋光組合物3i至3k以調(diào)節(jié)ph值。拋光組合物3h的ph值未經(jīng)調(diào)節(jié)(天然的ph值為8.4)。通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在2.0psi及4.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米直徑的晶片來獲得teos拋光速率。還量測了各組合物的電導(dǎo)率。表3顯示各拋光組合物(3a至3k)所獲得的teos拋光速率、ζ電位、及電導(dǎo)率。表3自表3所示的結(jié)果明晰，高的teos移除速率是在大于約3且小于約8的ph值下達(dá)成(其中，當(dāng)ph值為3.0及更低和8.4及更高時，teos移除速率急劇下降)。實施例4在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例展示膠態(tài)氧化硅粒徑及膠態(tài)氧化硅濃度對teos拋光速率的影響。拋光組合物各自包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。拋光組合物各自包含2重量％的膠態(tài)氧化硅且使用乙酸調(diào)節(jié)至ph值4.7。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)聚集參數(shù)(時間及ph)以調(diào)整(tune)核顆粒的大小。膠態(tài)氧化硅殼遵循實施例13中所述的程序生長。各膠態(tài)氧化硅的平均粒徑使用自malvern購得的量測。拋光組合物4a至4g中的膠態(tài)氧化硅的平均粒徑在約30納米至約60納米的范圍內(nèi)。拋光組合物4a包含30納米的球形顆粒，而拋光組合物4b至4g包含聚集顆粒。通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在4.0psi、5.0psi、及6.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表4顯示各拋光組合物(4a至4g)的平均膠態(tài)氧化硅研磨劑粒徑以及在所指示的下壓力下的teos拋光速率。表4自表4所示的結(jié)果明晰，對于包含2重量％膠態(tài)氧化硅的拋光組合物而言，在約40納米至約60納米的平均粒徑范圍內(nèi)獲得極高的teos移除速率。即使對于30納米的球形顆粒而言，teos移除速率也是高的(例如，相較于表2中的對照物3)。對于更大的顆粒(例如，60納米)而言，在高的下壓力(6psi)下的teos速率也是較低的。實施例5在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例也展示膠態(tài)氧化硅粒徑及膠態(tài)氧化硅濃度對teos拋光速率的影響。拋光組合物各自包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。拋光組合物各自包含3重量％的膠態(tài)氧化硅且使用乙酸調(diào)節(jié)至ph值4.7。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)聚集參數(shù)(時間及ph)以調(diào)整核顆粒的大小。膠態(tài)氧化硅殼遵循實施例13中所述的程序生長。各膠態(tài)氧化硅的平均粒徑使用自malvern購得的量測。拋光組合物5a至4h中所用的膠態(tài)氧化硅的平均粒徑在約43納米至約105納米的范圍內(nèi)。通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在5.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表5顯示各拋光組合物(5a至5h)的平均膠態(tài)氧化硅研磨劑粒徑及teos拋光速率。表5自表5所示的結(jié)果明晰，對于包含3重量％的膠態(tài)氧化硅的拋光組合物而言，在約43納米至約105納米的平均粒徑范圍內(nèi)獲得高的teos移除速率。比較實施例4及5，觀察到：對于大顆粒而言，teos移除速率在較高膠態(tài)氧化硅濃度(3重量％對2重量％)下保持為高的。實施例6在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例也展示膠態(tài)氧化硅粒徑及膠態(tài)氧化硅濃度對teos拋光速率的影響。拋光組合物6a至6f中的每一種均包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒(csa)，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。拋光組合物6g至6l中的每一種均包含膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒(csb)，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒(csb)在包含tmah的液體中生長，使得tmah采用類似于上文實施例2中針對拋光組合物2c及2d所述的程序被結(jié)合到所述顆粒中。拋光組合物6a至6l包含3重量％的相應(yīng)氧化硅顆粒。各組合物的ph值使用硝酸來調(diào)節(jié)。拋光組合物6a至6l的成分列示于下表6a中。表6a拋光組合物成分6a2重量％csa，ph值4.86b2重量％csa+3mm谷氨酸，ph值4.86c2重量％csa+3mmdequest2010，ph值4.36d2重量％csa+3mmdequest2010，ph值4.86e2重量％csa+3mmdequest2010，ph值4.3+kno36f2重量％csa+kno3，ph值4.86g3重量％csb，ph值4.06h3重量％csb，ph值3.06i3重量％csb+1mmkso4，ph值4.16j3重量％csb+1mmkso4，ph值3.56k3重量％csb+1mmkso4，ph值3.06l3重量％csb+5mmkso4，ph值4.1通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在2.0psi及4.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米直徑的晶片來獲得拋光組合物6a至6f的teos拋光速率。通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在4.0psi的下壓力、93rpm的平臺速度及250毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的300毫米直徑的晶片來獲得拋光組合物6g至6l的teos拋光速率。表6b顯示各拋光組合物(6a至6l)的電導(dǎo)率、ζ電位及teos拋光速率。表6b自表6b所示的結(jié)果明晰，具有低電導(dǎo)率(例如，小于約600微西門子/厘米)的拋光組合物獲得高的teos移除速率。具有最低電導(dǎo)率的拋光組合物(6a及6g)的teos移除速率最高。實施例7在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)及硅氮化物(sin)的拋光速率。該實施例展示膦酸濃度對teos及sin拋光速率的影響。拋光組合物7a至7e中的每一種均包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。組合物各自包含2重量％的具有54納米的平均粒徑的膠態(tài)氧化硅顆粒。組合物各自進(jìn)一步包含80ppm乙酸緩沖劑及異噻唑啉酮殺生物劑。拋光組合物7b至7e進(jìn)一步包含膦酸添加劑(1-羥基亞乙基1-1二膦酸，其作為2010自italmatchchemicals(genova,italy)購得)。將組合物7b至7e中的每一種的ph值使用koh調(diào)節(jié)至4.9。拋光組合物7a至7e的膦酸添加劑濃度、ph、電導(dǎo)率、及ζ電位列示于下表7a中。表7a通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在2.0psi及4.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos及sin層的200毫米直徑的晶片來獲得teos及sin的拋光速率。表7b顯示各拋光組合物(7a至7e)在每種下壓力下的teos及sin的拋光速率。表7b自表7b所示的結(jié)果明晰，提高膦酸添加劑的濃度(最高達(dá)2.0毫摩爾)相應(yīng)地使sin拋光速率增大。teos拋光速率基本上不受影響，直至1.0mm的濃度。在較高的濃度下，拋光組合物的電導(dǎo)率增加且ζ電位降低，導(dǎo)致teos拋光速率相應(yīng)地降低。盡管如此，所有組合物仍保持高的teos拋光速率(在4psi的下壓力下高于2500埃/分鐘)。實施例8在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)及硅氮化物(sin)的拋光速率。該實施例展示了不同的多羧酸及多膦酸添加劑對teos及sin拋光速率的影響。拋光組合物8a至8j中的每一種均包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。組合物各自包含3重量％的膠態(tài)氧化硅顆粒。在拋光組合物8a至8f中，膠態(tài)氧化硅具有41納米的平均粒徑，而在組合物8g至8j中，膠態(tài)氧化硅具有43納米的平均粒徑。表8a列示各拋光組合物中的多羧酸及多膦酸添加劑的濃度以及ph值。表8a通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在5.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos及sin層的200毫米直徑的晶片來獲得teos及sin的拋光速率。表8b顯示各拋光組合物(8a至8j)的ζ電位、電導(dǎo)率、teos及sin的拋光速率、以及teos:sin選擇性。表8b自表8b所示的結(jié)果明晰，多羧酸及多膦酸添加劑在一定ph值范圍內(nèi)可顯著地提高sin拋光速率。舉例而言，在ph5下，苯二甲酸及檸檬酸添加劑使sin拋光速率自約150埃/分鐘增加至約700埃/分鐘。teos拋光速率在很大程度上無變化(偏差不超過約10％)?？墒褂帽姸喽嘣崽砑觿┒p易地達(dá)成在約3:1至約8:1范圍內(nèi)的teos:sin選擇性，并同時達(dá)成高的teos拋光速率。實施例9在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)及硅氮化物(sin)的拋光速率。該實施例展示具有環(huán)和/或氮的各種添加劑對teos及sin的拋光速率的影響。拋光組合物9a至9g中的每一種均包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。所述組合物包含3重量％或2重量％的具有58納米及60納米的平均粒徑的膠態(tài)氧化硅顆粒。表9a列示添加劑濃度、ph、以及膠態(tài)氧化硅的濃度及平均粒徑。表9a通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos及sin層的200毫米直徑的晶片來獲得teos及sin的拋光速率。4.0psi的下壓力用于拋光組合物9a至9c，且3.0psi的下壓力用于拋光組合物9d至9g。表9b顯示各拋光組合物(9a至9g)的ζ電位、電導(dǎo)率、teos及sin的拋光速率、及teos:sin選擇性。表9b自表9b所示的結(jié)果明晰，含環(huán)和/或含氮的添加劑可顯著降低sin拋光速率，同時最小化對teos拋光速率的影響。舉例而言，添加2.0mm氨基苯酚使sin拋光速率降低約5倍，導(dǎo)致teos:sin選擇性從約10:1提高至約40:1?？墒褂冒被椒蛹傲u基吡啶添加劑而輕易地達(dá)成在約40:1至約50:1范圍內(nèi)的teos:sin選擇性。實施例10在過濾之前及之后，獲得膠態(tài)氧化硅試樣的ζ電位量測結(jié)果及電導(dǎo)率量測結(jié)果。通過milliporeultracell再生纖維素超濾盤(具有100,000道爾頓的mw截止值及6.3納米的孔尺寸)來過濾200毫升體積的各組合物。收集剩余的分散體(由超濾盤截留的分散體)并使用以硝酸調(diào)節(jié)至起始ph值3的去離子水補(bǔ)充至初始的200毫升體積。將該程序重復(fù)總共三次超濾循環(huán)(其中每次包括超濾步驟及補(bǔ)充步驟)。在超濾程序之前及之后(即，針對初始的拋光組合物以及經(jīng)三次超濾和補(bǔ)充的拋光組合物)，量測拋光組合物的ζ電位及電導(dǎo)率。表10顯示針對拋光組合物10a以及對照拋光組合物10b及10c的經(jīng)量測的ζ電位及電導(dǎo)率。拋光組合物各自包含3重量％的膠態(tài)氧化硅且ph值為3。拋光組合物10a包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。粒徑為54納米。拋光組合物10b含有具有鍵合至顆粒表面的3-(氨基丙基)三甲氧基硅烷的經(jīng)表面處理的膠態(tài)氧化硅，而拋光組合物10c含有具有與顆粒表面締合的氫氧化四丁基銨的膠態(tài)氧化硅。組合物10b及10c中所用的膠態(tài)氧化硅具有約55納米的初級粒徑及約100納米的聚集體(次級)粒徑。如上文所述的，在上述超濾程序之前及之后，量測初始組合物的ζ電位及電導(dǎo)率。在添加kcl以校正離子強(qiáng)度差異之后，獲得經(jīng)三次超濾及補(bǔ)充的拋光組合物10b的經(jīng)校正的ζ電位值。表10自表10所示的結(jié)果明晰，拋光組合物10a中的膠態(tài)氧化硅的ζ電位基本上不因過濾而變化，這指示具有內(nèi)部氨基硅烷的膠態(tài)氧化硅具有約35毫伏至39毫伏的永久性正電荷。經(jīng)3-(氨基丙基)三甲氧基硅烷處理的膠態(tài)氧化硅顆粒(10b)也觀察到具有約41毫伏的永久性正電荷，而經(jīng)氫氧化四丁基銨處理的膠態(tài)氧化硅顆粒(10c)的ζ電位自10毫伏降低至3毫伏，這指示該正電荷并非永久性的。實施例11在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。各拋光組合物包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。拋光組合物11b至11d中所用的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒是如下所述地經(jīng)額外的二氧化硅涂布的：制備包含20.1重量％的具有結(jié)合的氨基硅烷的膠態(tài)氧化硅顆粒的1800克儲備溶液試樣以用于各組合物。在攪拌的同時，經(jīng)由注射泵以2.00毫升/分鐘的受控速率將原硅酸四甲酯添加至儲備溶液(46.0克添加至組合物11b，58.5克添加至組合物11c，且73.2克添加至組合物11d)。將各組合物再攪拌20分鐘并使其在室溫下老化48小時。通過添加995克的經(jīng)氧化硅涂布的研磨劑的分散體至含有8990克di水及0.80克乙酸的液體溶液中來制備最終的拋光組合物，從而獲得具有2.0重量％的膠態(tài)氧化硅研磨劑且ph值4.7的拋光組合物。通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在4.0psi、5.0psi、及6.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表11顯示各拋光組合物(11a至11d)的氧化硅涂層厚度、ζ電位、以及在每種下壓力下的teos拋光速率。表11自表11所示的結(jié)果明晰，在高的下壓力(6psi)下，氧化硅涂層顯著地提高teos拋光速率。實施例12在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。拋光組合物各自包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以下實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。組合物各自包含第一膠態(tài)氧化硅(具有約60納米的平均粒徑，其中，超過50％的聚集體包含三個或更多個初級顆粒)及第二膠態(tài)氧化硅(25納米的初級顆粒)的共混物。拋光組合物各自包含2.0重量％的膠態(tài)氧化硅總濃度且具有4.7的ph值(使用乙酸進(jìn)行緩沖)。通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在4.0psi、5.0psi、及6.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表11顯示各拋光組合物(12a至12e)的第一和第二膠態(tài)氧化硅的濃度、ζ電位、以及在每種下壓力下的teos拋光速率。表12自表11所示的結(jié)果明晰，在高的下壓力(6psi)下，氧化硅單球體(monosphere)(初級顆粒)的添加顯著地提高teos拋光速率。實施例13如下制備化學(xué)-機(jī)械拋光組合物。將其量為2,604克的bs-1h膠態(tài)氧化硅分散體(10.5重量％的具有約35納米平均粒徑的膠態(tài)氧化硅分散體，自fusochemicalcompany(tokyo,japan)購得)添加至5,882克的di水中。將3-乙氧基丙基胺(eopa)添加至混合物中，從而將ph值調(diào)節(jié)至10，且由此獲得母液。接著，將該母液加熱至80℃。將1872.3克四甲氧基硅烷(tmos)及16.3克3-氨基丙基三甲氧基硅烷(aptms)(aptms:tmos的摩爾比為0.007)的混合物以180分鐘的持續(xù)時間在恒定的速率下(在約10.5克/分鐘的速率下)添加至該母液中，同時將液體溫度保持在80℃。獲得包含膠態(tài)氧化硅顆粒的膠態(tài)氧化硅分散體，其中所述膠態(tài)氧化硅顆粒具有含有氨基硅烷(或者經(jīng)水解或部分水解的氨基硅烷)的外部氧化硅殼。通過在常壓下加熱蒸餾，將該膠態(tài)氧化硅分散體濃縮至4,600毫升。將3,000毫升體積的di水添加至分散體中，以便在蒸餾期間取代甲醇(并保持體積)。最終的分散體具有約20.1重量％的膠態(tài)氧化硅濃度。將3731克的最終分散體試樣添加至包含3.00克乙酸及1239克di水的液體混合物中，從而獲得具有15重量％膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒及4.7的ph值的約5.0公斤的經(jīng)濃縮的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物。通過用di水稀釋該經(jīng)濃縮的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物(以14:1、6.5:1、及4:1的di水:濃縮物的重量比)，獲得具有1.0重量％、2.0重量％、及3.0重量％的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物使用點。實施例14在該實施例中評估各種膠態(tài)氧化硅組合物的膠態(tài)氧化硅密度。評估五種膠態(tài)氧化硅(14a至14e)。膠態(tài)氧化硅14a及14b包含自fusochemicalcompany(tokyo,japan)購得的pl2及pl3膠態(tài)氧化硅。膠態(tài)氧化硅14b進(jìn)一步包含與顆粒表面締合的3-(氨基丙基)三甲氧基硅烷。膠態(tài)氧化硅14c包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以上實施例13中所述的程序結(jié)合到該殼中。膠態(tài)氧化硅14d及14e包括通過如下生長的常規(guī)膠態(tài)氧化硅：處理高ph值的硅酸鹽溶液(例如，硅酸鈉或硅酸鉀溶液)，以使硅酸鹽陰離子質(zhì)子化并形成硅酸。膠態(tài)氧化硅14d包括cj2-2(自akzonobel購得)。膠態(tài)氧化硅14e包括nalcodvsts006(自nalcoholdingcompany購得)。將上述膠態(tài)氧化硅14a至14e中的每一種的試樣進(jìn)行烘箱干燥以獲得相應(yīng)的干燥氧化硅試樣。在天平上秤量50毫升kimble/kontes玻璃比重瓶(連同其上的溫度計及蓋)，以獲得比重瓶的質(zhì)量m0。接著，使比重瓶填充有200酒精度(proof)的無水乙醇并再次秤重(連同其上的溫度計及蓋)，以獲得經(jīng)充滿的比重瓶的質(zhì)量me(其中，乙醇的質(zhì)量由me-m0給出)。接著，傾倒出部分乙醇，直至剩余約20毫升為止。將干燥氧化硅的試樣(秤量為至少10毫克)在天平上秤重，且接著添加至比重瓶中(其中，ms代表添加至比重瓶中的干燥氧化硅的質(zhì)量)。將比重瓶置于真空干燥器中(連同其上的溫度計并且將蓋去除)并在真空下保持至少1.5小時，以便除去顆粒中的被捕集的空氣。接著，將比重瓶自干燥器移出，填充乙醇，并且將蓋放回。當(dāng)必要時，將比重瓶擦干。將比重瓶再次秤重以獲得填充有乙醇及氧化硅的比重瓶的質(zhì)量mes。接著，使用以下方程式計算干燥氧化硅顆粒的體積vs：其中，m0、me、ms、及mes代表以上所定義的量測質(zhì)量且ρe代表乙醇的密度。乙醇的密度是公知的，而且，可從各種查找表獲得在基本上任何適宜溫度下的密度或者基于以下經(jīng)驗關(guān)系式獲得：-8.461834×10-4t(℃)+0.8063372。接著，使用以下方程式計算干燥氧化硅的密度ρs。將經(jīng)干燥的氧化硅的試樣進(jìn)一步與核磁共振內(nèi)標(biāo)物(internalnuclearmagneticresonancestandard)四(三甲基甲硅烷基)硅烷以4:1的重量比(干燥氧化硅:標(biāo)準(zhǔn)物)進(jìn)行混合。接著，在22℃下，通過固態(tài)29si{1h}交叉極化結(jié)合魔角旋轉(zhuǎn)(cp-mas)譜學(xué)來量測各試樣。29si{1h}cp-masnmr量測的試驗細(xì)節(jié)如下：用于29si核的53.8mhz磁體頻率，4khz的旋轉(zhuǎn)速率，7微秒的90°1h發(fā)射機(jī)脈沖長度，72毫秒的采樣(acquisition)時間，3秒的脈沖延遲，5毫秒的接觸時間，10,000至20,000次的總掃描，及30赫茲的譜線增寬。峰是參照標(biāo)準(zhǔn)物在δ-10處的低場峰。峰面積是利用軟件acd/spectrusprocessor(自advancedchemistrydevelopment,inc.購得)使用非線性最小二乘擬合算法通過將所述譜擬合至gaussian/lorentzian函數(shù)之和來測定的且是參照在δ-10處的標(biāo)準(zhǔn)物峰。表14列示了從膠態(tài)氧化硅14a至14e獲得的相應(yīng)的干燥氧化硅的計算密度及29si峰面積。表14膠態(tài)氧化硅密度(克/立方厘米)29si峰面積14a1.878.7614b1.7812.3214c2.098.5014d2.144.3614e2.163.55實施例15在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例評估各種帶正電荷的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的效力。每種膠態(tài)氧化硅研磨劑均使用常見膠態(tài)氧化硅前體進(jìn)行制造。所述膠態(tài)氧化硅前體具有聚集體分布，其中，所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的20％或更高包括不到三個初級顆粒(即，非聚集的初級顆?；騼H具有兩個初級顆粒的聚集顆粒，也稱為單體和二聚體)且所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的50％或更高包括三個或更多個聚集的初級顆粒。所述膠態(tài)氧化硅前體具有約47納米至48納米的平均粒徑，如通過量測的。膠態(tài)氧化硅前體使用類似于以上實施例13中所述的程序制備，然而，完全不添加氨基硅烷至四甲氧基硅烷(即，aptms:tmos的摩爾比等于零)。所得的前體膠態(tài)氧化硅包含低含量的內(nèi)部含氮化學(xué)物質(zhì)(在該實施例中為eopa)。在該實施例中評估采用帶正電荷的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的四種類型的拋光組合物：(i)采用具有核-殼結(jié)構(gòu)的顆粒的本發(fā)明組合物(15a至15c)，其中，使用類似于以上實施例13中所述的程序，在包含氨基丙基三烷氧基硅烷(aptms)的液體中在前體膠態(tài)氧化硅(核)上生長具有約2納米至3納米厚度的外部氧化硅層(殼)，使得經(jīng)水解或部分水解的氨基硅烷結(jié)合到殼中(組合物15a、15b、及15c，其中，aptms對tmos的摩爾比為2.3％、1.3％、及0.7％)。(ii)采用經(jīng)表面處理(鍵合)的膠態(tài)氧化硅顆粒的本發(fā)明組合物(15d-15g)，其中，氨基丙基三烷氧基硅烷鍵合至前體膠態(tài)氧化硅的表面，所述組合物通過向水中添加不同量的1％aptms來制備。aptms的量計算為在525g前體顆粒(105克sio2，110平方米/克的bet表面積)的表面上的硅烷醇數(shù)量的百分?jǐn)?shù)，假定為4.5個sioh/平方納米。選擇四種不同的含量：1％、1.5％、2％、及4％(組合物15d、15e、15f、及15g)。接著，向(包括aptms的)水中添加前體氧化硅分散體，并且，在45℃下在烘箱中放置48小時。(iii)采用經(jīng)表面締合的膠態(tài)氧化硅顆粒的組合物(15h)，其中，氫氧化四丁基銨(tbah)與前體膠態(tài)氧化硅的表面締合，所述組合物通過向去離子水中添加600ppmtbah來制備。使用硝酸將ph值調(diào)節(jié)至3.5。添加未經(jīng)處理的前體膠態(tài)氧化硅，從而獲得具有2.0重量％膠態(tài)氧化硅的膠態(tài)氧化硅分散體且再次使用硝酸將ph值調(diào)節(jié)至3.5。(iv)對照組合物(15i及15j)，其使用未經(jīng)處理的前體膠態(tài)氧化硅來制備。所述拋光組合物各自包含2.0重量％的相應(yīng)的膠態(tài)顆粒及80ppm(以重量計)的乙酸。使用硝酸或koh，將ph值調(diào)節(jié)至最終值。組合物15a至15j的平均粒徑、ph、及ζ電位顯示于下表15a中。表15a通過使用cmp工具(自appliedmaterials購得)及ic1010拋光墊在4.0psi及6.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米(約8英寸)直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表15b顯示拋光組合物15a至15f所獲得的teos拋光速率。表15b自表15所示的結(jié)果明晰，本發(fā)明的拋光組合物15b、15c、15f及15g(采用(i)內(nèi)部氨基硅烷或(ii)內(nèi)部eopa及表面鍵合的氨基硅烷的那些拋光組合物)達(dá)成極高的teos拋光速率。還觀察到，拋光組合物15a至15g具有高的ζ電位，其中膠態(tài)氧化硅具有內(nèi)部氨基硅烷的組合物(15b及15c)具有比較而言較高的ζ電位。舉例而言，組合物15b及15f具有相似的teos移除速率，然而，組合物15b具有比組合物15f高的ζ電位(37毫伏對31毫伏)。同樣地，組合物15c及15g具有相似的teos移除速率，然而，組合物15c具有比組合物15g高的ζ電位(33毫伏對26毫伏)。因此，可預(yù)期，利用具有內(nèi)部氨基硅烷的膠態(tài)氧化硅的拋光組合物具有優(yōu)良的貯存壽命及膠態(tài)穩(wěn)定性特性，而且，可預(yù)期，與具有經(jīng)表面處理的膠態(tài)氧化硅的組合物相比，在較高的ph值下提供高的teos拋光速率。而且，在該實施例中，利用具有較低氨基硅烷含量的膠態(tài)氧化硅的拋光組合物達(dá)成最高的teos拋光速率(例如，當(dāng)顆粒中的氨基硅烷對氧化硅的摩爾比小于2.3％時或者當(dāng)氨基硅烷的表面覆蓋率低于4％或低于2％時)。實施例16在該實施例中評估六種化學(xué)-機(jī)械拋光濃縮物的膠態(tài)穩(wěn)定性及拋光性能：(i)包含具有內(nèi)部氨基硅烷的膠態(tài)氧化硅研磨劑的本發(fā)明濃縮物(濃縮物16a及16b)及(ii)包含經(jīng)氨基硅烷表面處理的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的本發(fā)明濃縮物(濃縮物16c、16d、16e、及16f)。濃縮物16a及16b中的膠態(tài)氧化硅是如上文實施例13中所述制備的。濃縮物16c及16d中的膠態(tài)氧化硅是如上文實施例15中針對拋光組合物15f所述制備的。濃縮物16e及16f中的膠態(tài)氧化硅是如上文實施例15中針對拋光組合物15g所述制備的。濃縮物各自包含15重量％的相應(yīng)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒。使用乙酸將濃縮物16a、16c、及16e調(diào)節(jié)至ph值4.6。使用乙酸將濃縮物16b、16d、及16f調(diào)節(jié)至ph值4.9。將各濃縮物于烘箱中在45℃下老化1周。量測老化之前及之后的ph、ζ電位、電導(dǎo)率、及粒徑并示于表16a中。表16a此外，使用9份去離子水:1份濃縮物來稀釋各濃縮物，從而獲得相應(yīng)的具有1.5重量％膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的拋光組合物(16a至16f)(對應(yīng)于拋光組合物6a至6f)。通過使用cmp工具(自appliedmaterials購得)及ic1010拋光墊拋光具有相應(yīng)層的200毫米(約8英寸)直徑的晶片來獲得各拋光組合物的teos拋光速率。teos晶片在4.0psi及6.0psi的下壓力下、在100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下進(jìn)行拋光。拋光速率顯示于表16b中。表16b進(jìn)一步顯示了稀釋的拋光組合物的ph、ζ電位、電導(dǎo)率、及粒徑。表16b自表16a所示的結(jié)果明晰，組合物16a至16d中的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的平均粒徑在45℃下、在1周后保持近似不變。組合物16e及16f中的平均粒徑適度增大，尤其是在較高的ph值下(16f)。如自表16b所示的結(jié)果進(jìn)一步明晰地，拋光組合物16a及16b展示優(yōu)良的teos拋光速率。在6psi的下壓力下，組合物16b的teos拋光速率顯著地高于相應(yīng)的拋光組合物16d及16f的teos拋光速率。此外，其顯示：在具有較高ph值和較低固體加載量的拋光組合物中，采用內(nèi)部氨基硅烷的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？蔀閮?yōu)良的。實施例17在該實施例中評估包含具有內(nèi)部氨基硅烷但使用替代性的方法制造的膠態(tài)氧化硅的拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。在該實施例中，利用具有核-殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅顆粒。使用硅酸鹽工藝以在包含氨基丙基三烷氧基硅烷的液體中在前體核上生長厚度為約1納米的外部氧化硅層(使得氨基硅烷結(jié)合到殼中)。在組合物17a中，前體氧化硅與在實施例15i中的相同。在組合物17b中，前體氧化硅是nalcodvsts006膠態(tài)氧化硅。將硅酸鈉溶液(含有26.5重量％氧化硅)稀釋至6.5重量％并且冷卻一夜。接著，使用dowex650c陽離子樹脂使經(jīng)稀釋的硅酸鹽溶液去離子化以獲得稀釋的硅酸溶液。接著，分離出550克硅酸溶液并置于冰浴中。反應(yīng)容器(reactionheel)設(shè)置如下：將儲備分散體(stockdispersion)的250克試樣稀釋至3％固體，利用45％koh將ph值調(diào)節(jié)至9.5，并然后加熱至80℃。儲備分散體包含20重量％的以上針對組合物17a及17b所述的前體氧化硅。單獨地，向注射泵提供1％的氨基丙基三烷氧基硅烷溶液。在反應(yīng)容器已經(jīng)于80℃下穩(wěn)定之后，使用相應(yīng)的蠕動及注射泵將硅酸和氨基丙基三烷氧基硅烷溶液進(jìn)料至反應(yīng)容器中。以4小時的時間期間，添加氨基丙基三烷氧基硅烷溶液。在所述4小時后，終止氨基丙基三烷氧基硅烷溶液的添加。以額外的30分鐘來添加硅酸溶液。將反應(yīng)在80℃下攪拌額外的1小時并然后使其冷卻至室溫過夜。在冷卻之后，使用0.5微米的pall過濾器將所得的分散體過濾以除去反應(yīng)期間形成的聚集體及凝膠。制備包含2.0重量％膠態(tài)氧化硅顆粒及600ppm(以重量計)乙酸且具有4.2的ph值的拋光組合物(組合物17a及17b)。表17a顯示各拋光組合物的ζ電位、粒徑、電導(dǎo)率、鉀含量、及總金屬含量。此外，顯示了本發(fā)明組合物15c(來自實施例15)以用于比較。表17a通過使用cmp工具(自appliedmaterials購得)及ic1010拋光墊在4.0psi及6.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米(約8英寸)直徑的晶片來獲得teos拋光速率。teos拋光速率顯示于表17b中。此外，顯示了本發(fā)明組合物15c(來自實施例15)以用于比較。表17b自表17所示的結(jié)果明晰，拋光組合物15b及17a這兩者均展現(xiàn)出非常高的teos移除速率，這指示氨基硅烷可使用各種膠態(tài)氧化硅生長機(jī)制(例如及硅酸鹽工藝)結(jié)合到膠態(tài)氧化硅顆粒中。表17所示的數(shù)據(jù)也顯示，組合物15b具有比組合物17a高的ζ電位(33毫伏對24毫伏)且因此可預(yù)期具有優(yōu)良的貯存壽命及膠態(tài)穩(wěn)定性特性。而且，與具有經(jīng)表面處理的膠態(tài)氧化硅的組合物相比，這些組合物可預(yù)期在較高的ph值下提供高的teos拋光速率。實施例18在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例展示，可使用具有低濃度的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的拋光組合物來達(dá)成高的移除速率。拋光組合物各自包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以上實施例13中所述的程序結(jié)合到殼中。所述膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒具有54納米的平均粒徑。制備具有15重量％膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒及4.7的ph值(使用乙酸進(jìn)行緩沖)的單獨的經(jīng)濃縮的拋光組合物。該經(jīng)濃縮的拋光組合物進(jìn)一步包含0.5重量％的pluriol300、600ppm(以重量計)的乙酸、及12ppm(以重量計)的kathonlx殺生物劑。使用去離子水稀釋所述經(jīng)濃縮的拋光組合物的試樣，從而獲得具有0.5重量％固體(18a)、1.0重量％固體(18b)、1.5重量％固體(18c)、2.0重量％固體(18d)、2.5重量％固體(18e)、及3.0重量％固體(18f)的拋光組合物。通過使用cmp工具(自appliedmaterials購得)及ic1010拋光墊在1.5psi、3.0psi、4.0psi及5.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米(約8英寸)直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表18顯示拋光組合物18a、18b、18c、18d、18e、及18f以及具有12.5重量％固體的ss25對照組合物(其是從cabotmicroelectronicscorporation(aurora,illinois)購得)的稀釋比(水對濃縮物組合物的比率)以及所獲得的teos拋光速率。表18自表18所示的結(jié)果明晰，可使用具有極低濃度的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的拋光組合物來達(dá)成高的teos移除速率，其中所述顆粒包含結(jié)合到其中的氨基硅烷。舉例而言，在2重量％膠態(tài)氧化硅下，teos移除速率在4psi的下壓力下為3140埃/分鐘且在5psi的下壓力下為3630埃/分鐘。在1.5重量％、2重量％、2.5重量％、及3重量％膠態(tài)氧化硅下，teos移除速率類似于對照物(其包含約12.5重量％的熱解氧化硅濃度)。而且，在極低的下壓力下，具有1重量％膠態(tài)氧化硅的拋光組合物幾乎等于對照物(1100埃/分鐘對1200埃/分鐘)，而且，具有0.5重量％膠態(tài)氧化硅的拋光組合物接近于對照物的80％(940埃/分鐘對1200埃/分鐘)。實施例19在該實施例中評估各種拋光組合物的硅氧化物(teos)拋光速率。該實施例展示，可在接近中性的ph值下使用具有低濃度的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒的拋光組合物來達(dá)成高的移除速率。拋光組合物各自包含具有核殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，其中，經(jīng)水解或部分水解的氨基丙基三烷氧基硅烷使用類似于以上實施例13中所述的程序結(jié)合到殼中。制備具有2重量％的粒徑48納米的膠態(tài)氧化硅的儲備溶液(ph值為9)。通過使用乙酸將ph調(diào)節(jié)至達(dá)到4.8(組合物19a)、5.3(組合物19b)、及5.9(組合物19c)的值，從儲備溶液獲得三種拋光組合物。拋光組合物19a、19b、及19c包含80ppm、45ppm、及25ppm的乙酸。通過使用cmp工具(自appliedmaterials購得)及ic1010拋光墊在4.0psi及6.0psi的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos層的200毫米(約8英寸)直徑的晶片來獲得teos拋光速率。表18顯示拋光組合物19a、19b、及19c的ph、ζ電位、及teos拋光速率。表19自表19明晰，采用具有內(nèi)部氨基硅烷的膠態(tài)氧化硅的拋光組合物可在最高達(dá)至少6的ph值下達(dá)成高的teos移除速率。實施例20在該實施例中評估具有含有不同類型氨基硅烷的顆粒的拋光組合物的硅氧化物(teos)及硅氮化物(sin)的拋光速率。拋光組合物20a包含使用類似于以上實施例13中所述的程序在包含(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷(氨基硅烷/tmos的摩爾比＝0.7％)的液體溶液中生長的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，使得經(jīng)水解或部分水解的氨基硅烷結(jié)合到所述顆粒中。拋光組合物20b包含使用類似于以上實施例13中所述的程序在包含n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(氨基硅烷/tmos的摩爾比＝0.7％)的液體溶液中生長的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒，使得經(jīng)水解或部分水解的氨基硅烷結(jié)合到所述顆粒中。拋光組合物各自包含2.0重量％的相應(yīng)的膠態(tài)顆粒及80ppm(以重量計)的乙酸。表20顯示拋光組合物的分析數(shù)據(jù)，包括ph、粒徑、ζ電位、及電導(dǎo)率。通過使用cmp工具及ic1010拋光墊在4.0psi(teos及sin這兩者)及6.0psi(僅teos)的下壓力、100rpm的平臺速度、及150毫升/分鐘的漿料流動速率下拋光具有teos及sin層的200毫米直徑的晶片來獲得teos及sin的拋光速率。表20顯示teos及sin的拋光速率。表20自表20所示的結(jié)果明晰，經(jīng)由不同氨基硅烷化合物改性的研磨劑顆粒具有相似的性質(zhì)、以及相似的teos及sin拋光速率。盡管上述實施例展示了具有結(jié)合的化學(xué)化合物(例如含氮化合物)的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆?？捎迷谟靡話伖夂柩醯牟牧?例如teos)的cmp組合物中，但應(yīng)理解，所公開的實施方式并不受此限制。舉例而言，具有結(jié)合的化學(xué)化合物的膠態(tài)氧化硅研磨劑顆粒還可用在用于拋光以下物質(zhì)的cmp組合物中：(i)金屬層，包括鎢、鋁、銅、鉭、及鈦；(ii)氮化物層，包括氮化鈦、氮化鉭、氮化硅、及氮化鎢；(iii)其它電介質(zhì)，包括低-k電介質(zhì)；以及(iv)其它材料，包括硅、鍺、及多晶硅。這樣的cmp組合物可任選地包含額外的組分，例如，包含一種或多種氧化劑、螯合劑、催化劑、促進(jìn)劑等。所公開的實施方式明顯地不受上述實施例限制或不限于上述實施例。將本文中引用的所有參考文獻(xiàn)(包括出版物、專利申請和專利)特此通過參考引入，其參考程度如同每一篇參考文獻(xiàn)被單獨地和具體地說明以通過參考引入且在本文中被全部地闡述一樣。在描述本發(fā)明的范圍中(尤其是在下列權(quán)利要求的范圍中)使用術(shù)語“一個(種)(a,an)”和“所述(該，the)”以及類似指示物將被解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非在本文中另外說明或與上下文明顯矛盾。術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”和“含有”將被解釋為開放式術(shù)語(即，意味著“包括，但不限于”)，除非另外說明。本文中數(shù)值范圍的列舉僅僅意圖用作單獨提及落在該范圍內(nèi)的每個獨立值的簡寫方法，除非在本文中另外說明，且在說明書中引入每個獨立的值，就如同其在本文中被單獨地列舉一樣。本文中描述的所有方法可以任何合適的順序進(jìn)行，除非在本文中另外說明或與上下文明顯矛盾。本文中提供的任何和所有實施方式、或示例性語言(如，“例如”)的使用僅用來更好地說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的范圍加以限制，除非另外說明。本說明書中沒有語言應(yīng)被解釋為將任何非要求保護(hù)的要素指明為對于本發(fā)明的實踐所必需的。本文中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，包括本發(fā)明人已知的用于實施本發(fā)明的最佳模式。在閱讀上述描述后，那些優(yōu)選實施方式的變型對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可變得明晰。本發(fā)明人希望熟練技術(shù)人員在適當(dāng)時采用這樣的變型，且本發(fā)明人意圖讓本發(fā)明用不同于本文中具體描述的方式進(jìn)行實踐。因此，本發(fā)明包括如由適用的法律所允許的附于此的權(quán)利要求書中所敘述的主題的所有變型和等同物。此外，上述要素的以其所有可能的變型的任何組合被本發(fā)明所涵蓋，除非在本文中另外說明或相反與上下文明顯矛盾。當(dāng)前第1頁12