包括氧化锆颗粒的抛光浆料以及使用这种抛光浆料的方法

摘要

一种抛光浆料可以包括氧化锆颗粒。该抛光浆料可以被用来抛光导电的以及绝缘的材料，并且特别良好地适合于抛光氧化物材料连同金属。这些氧化锆颗粒的特征可以影响工件的抛光。通过选择适当的特征，该抛光浆料可以具有一个良好的材料去除率同时仍然提供一个可接受的表面光洁度。这些氧化锆颗粒可以用作氧化铈或其他磨料颗粒的代替物或者与其结合。该抛光浆料中氧化锆颗粒的含量可以是小于一种具有氧化硅或氧化铝颗粒的、可比的抛光浆料。

权利要求

1.一种抛光浆料，包括氧化锆颗粒，这些颗粒具有的平均的粒径是在至少80nm至不

3 2

大于350nm的范围内，密度是至少5.5g/cm，比表面积是至少11m/g，并且等电点是至少

6.3pH，其中

这些氧化锆颗粒包括单斜的ZrO2、四方的ZrO2、立方的ZrO2颗粒，或它们的组合；以及这些氧化锆颗粒以至少0.2wt％至不大于20wt％的含量存在。

2.如权利要求1所述的抛光浆料，具有一个稳定的ζ电势，其范围是在9.5至11.6的pH之间。

3.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些氧化锆颗粒具有在9.5至11.6的pH之间范围稳定的ζ电势。

3

4.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些氧化锆颗粒的密度是不大于5.8g/cm。

5.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些氧化锆颗粒具有的比表面积是不大于2

25m/g。

2

6.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些氧化锆颗粒具有的比表面积是在11m/g至2

25m/g的范围内。

7.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些氧化锆颗粒具有的孔径是在15nm至26nm的范围内。

8.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些氧化锆颗粒具有的等电点是至少6.3pH至不大于8.2pH。

9.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些氧化锆颗粒具有的平均粒径是120nm至

3 3 2 2

200nm，密度是5.5g/cm 至5.8g/cm，并且比表面积是在11m/g至25m/g的范围内。

10.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些氧化锆颗粒掺杂有Ce、Y、或Ca。

11.如权利要求1所述的抛光浆料，其中这些抛光浆料另外包含二氧化铈颗粒。

12.一种对目标构件进行抛光的方法，包括：提供该目标构件，该目标构件具有一个工件，该工件包括一种特征以及覆盖该特征的一个层；并且使用一种包括氧化锆颗粒的抛光浆料对该层进行抛光，其中：这些氧化锆颗粒包括单斜的ZrO2、四方的ZrO2、或立方的ZrO2颗粒，并且这些氧化锆颗粒的特征为具有的平均的粒径是在至少80nm至不大于350nm的范围内，

3 2

密度是至少5.5g/cm，比表面积是至少11m/g，等电点是至少6.3pH，并且在该抛光浆料被适配为进行抛光的一种材料的表面上具有化学活性或电子活性。

13.如权利要求12所述的方法，其中该工件包括氧化硅或氮氧化硅。

14.如权利要求12所述方法，其中该工件包括导电材料，所述导电材料包括下述中的一者：含难熔金属的材料、Cu、Al、或贵金属。

15.如权利要求12所述的方法，其中氧化物在酸性条件下的抛光速率比在碱性条件下的大1.1至1.9倍。

16.如权利要求12所述的方法，具有大于32的Cu比Ta的抛光选择性。

3

17.如权利要求12所述的方法，其中这些氧化锆颗粒的密度是不大于5.8g/cm。

2

18.如权利要求12所述的方法，其中这些氧化锆颗粒具有的比表面积是不大于25m/g。

2

19.如权利要求12所述的方法，其中这些氧化锆颗粒具有的比表面积是在11m/g至2

25m/g的范围内。

20.如权利要求12所述的方法，其中这些氧化锆颗粒具有的孔径是在15nm至26nm的范围内。

21.如权利要求12所述的方法，其中这些氧化锆颗粒具有的等电点是至少6.3pH至不大于8.2pH。

22.如权利要求12所述的方法，其中这些氧化锆颗粒具有的平均粒径是120nm至

3 3 2 2

200nm，密度是5.5g/cm 至5.8g/cm，并且比表面积是在11m/g至25m/g的范围内。

23.如权利要求12所述的方法，其中这些氧化锆颗粒掺杂有Ce、Y、或Ca。

24.如权利要求12所述的方法，其中这些抛光浆料另外包含二氧化铈颗粒。

说明书

包括氧化锆颗粒的抛光浆料以及使用这种抛光浆料的方法

[0001] 披露领域

[0002] 本披露是针对包括氧化锆颗粒的抛光浆料以及使用这些抛光浆料的方法。

[0003] 背景

[0004] 抛光被广泛地用在微电子行业内。更小的特征尺寸要求工件平面化以允许平版印刷的操作适当地进行。在另一种应用中，一些金属，例如铜，是不容易通过干法蚀刻技术去除的。可以进行一种镶嵌工艺步骤，其中将一个金属层沉积到一个有图案的绝缘层上并且在该有图案的绝缘层的多个开口内。抛光可以用来除去位于该有图案的层的多个开口外的金属，从而留下与触点、通孔（vias）、或互连部分（interconnect）对应的镶嵌金属图案。

[0005] 在微电子行业内，抛光作为化学机械抛光而进行，也称为化学-化学机械平面化，它涉及在工件的暴露的表面与抛光浆料的组分之间的化学反应或相互作用以形成一种抛光的产品。该抛光浆料内的磨料颗粒移除了这个抛光的产品以便暴露工件的下面的部分。这种抛光继续直至达到一个基本上平面的表面、去除足够量的层、满足另一个指标，或它们的任何组合。化学机械抛光浆料的发展由于该浆料内的这些组分之间潜在的不利的相互作用、在抛光过程中正在被抛光的层、在抛光过程中可能暴露的一个不同的层、或它们的任何组合会是具有挑战性的。

[0006] 附图简要说明

[0007] 多个实施方案通过实例展示但不限于这些附图。

[0008] 图1包括根据本发明的实施方案对于不同尺寸的氧化锆颗粒以及氧化钇稳定的氧化锆颗粒而言ζ电势随着pH变化的一个图。

[0009] 图2包括根据本发明的一个实施方案的一个抛光装置的描绘。

[0010] 图3包括一个目标构件的一部分的截面视图的图示，该构件包括一个覆盖基底的绝缘材料层以及一个电子部件。

[0011] 图4包括图3的目标构件在对层进行平面化之后的截面视图的图示。

[0012] 图5包括图4的目标构件在形成一个有图案的绝缘层以及一个导电材料层之后的截面视图的图示。

[0013] 图6包括图5的目标构件在去除了覆盖在该有图案的绝缘层上的导电材料层的一部分之后的截面视图的图示。

[0014] 图7包括根据本发明的多个实施方案的氧化锆颗粒（180nm）的浆料的SEM图像。

[0015] 图8包括根据本发明的多个实施方案的钇掺杂的氧化锆颗粒的浆料的SEM图像。

[0016] 熟练的技术人员理解，在这些图中的元件被简单并且清楚地展示并且不是必须地按比例绘制。例如，在这些图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大以帮助改进对本发明的实施方案的理解。

[0017] 详细说明

[0018] 提供与这些附图相结合的以下说明用来帮助理解在此披露的传授内容。以下讨论将集中在这些传授内容的具体实现方式和实施方案上。提供这种集中用来帮助描述这些传授内容并且不应该解释为对这些传授内容的范围或适用性的一种限制。

[0019] 如在此所使用的，术语“10百分等级的粒径（10th percentile particle size）”旨在表示在一个特定的尺寸上，10%的颗粒具有此特定的尺寸或更大。如在此所使用的，术语th“90百分等级的粒径（90 percentile particle size）”旨在表示在一个特定的尺寸上，
90%的颗粒具有此特定的尺寸或更大。

[0020] 术语“平均的”旨在是指一个平均值、一个中间值、或一个几何平均数。因此，平均值、中间值或几何平均值是特定类型的平均后的值。

[0021] 术语“稀土元素”旨在表示Sc、Y、或元素周期表中的任何镧系元素（La至Lu）。

[0022] 术语“稳定的ζ电势”旨在是指在一种浆料的两个单位范围的pH上，ζ电势的最大范围是不大于10mV，并且术语“非常稳定的ζ电势”旨在是指在四个单位范围的pH上，一种浆料的ζ电势的最大范围是不大于10mV。

[0023] 与元素周期表的列相对应的族编号使用了“新表示法”的约定，如从CRC化学与物理手册（CRC Handbook of Chemistry and Physics）第81版本（2000-2001）中可见的。

[0024] 术语“包括（comprises）”、“包括了（comprising）”、“包含（includes）”、“包含了（including）”、“具有（has）”、“具有了（having）”或它们的任何其他变形均旨在覆盖一种非排他性的涵盖意义。例如，包括一系列特征的一种工艺、方法、物品或装置并非必须仅限于那些特征，而是可以包括对于该工艺、方法、物品或装置的未明确列出或固有的其他特征。另外，除非有相反意义的明确陈述，“或者”指的是一种包含性的或者而不是一种排他性的或者。例如，条件A或B是通过以下的任一项而得到满足：A是真（或者存在）且B是假（或者不存在），A是假（或者不存在）且B是真（或者存在），并且A和B均为真（或者存在）。

[0025] 使用“一种/一个（a/an））”来描述在此所述的要素和部件。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一般性意义。这种说法应该被阅读为包括一个或至少一个，并且单数还包括复数，或反之亦然，除非它清楚地是另有所指。例如，当一个单数装置在此被说明时，可以用多于一个的装置代替一个单数装置。类似地，当多于一个的装置在此被说明时，可以用一个单数装置代替这个的装置。

[0026] 除非另有定义，在此使用的所有技术和科学术语具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。这些材料、方法和实例仅是解说性的并且无意加以限制。就在此未经说明之范围而言，关于具体材料和加工行为的许多细节是常规的并且可以在教科书以及化学机械抛光和平面化（“CMP”）领域内的其他原始资料中找到。

[0027] 一种抛光浆料可以包括氧化锆颗粒。这些氧化锆颗粒可以是仅有的磨料颗粒或者与具有其他组成的磨料颗粒结合使用。这些氧化锆颗粒允许达到特别有用的抛光特征，特别是当进行一个CMP操作时。在一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒可以用在一种为绝缘材料（例如氧化物）的抛光所定制的一种抛光浆料中或用在另一种为导电材料（例如含金属的材料）的抛光所定制的抛光浆料中。

[0028] 此外，这些氧化锆颗粒的特征可以为在该抛光浆料被适配为进行抛光的一种材料的表面上具有化学活性或电子活性。在一个实施方案中，氧化锆颗粒可以与正在被抛光的材料进行反应或者可以与该浆料的一种组分进行反应以形成一种反应产物，该反应产物可以进一步与正在被抛光的材料反应。在另一个实施方案中，这些氧化锆颗粒可以与正在被抛光的材料传递（提供或接受）电子。在再另一个实施方案中，这些氧化锆颗粒可以与该抛光浆料内的一种组分传递电子。在与该材料或该浆料中的组分发生电子传递之后，该材料变得更容易抛光。因此，这些氧化锆颗粒可以不仅仅单是由于其机械特性而愿意使用的一种惰性材料。

[0029] 这些氧化锆颗粒可以包括一种添加剂（还称为一种掺杂剂），该添加剂影响这些氧化锆颗粒的晶体结构或显著地影响该抛光浆料的抛光特征。该添加剂可以是一种稀土元素，第2族元素、第8族元素、第9族元素、第13族元素、第15族元素、第16族非氧元素、第17族元素或一种贵金属（即，Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt、或Au）。可以使用多于一种的添加剂。

[0030] 氧化锆的晶体结构包括单斜的、四方的或立方的。实质上纯的氧化锆在高达约1000°C的温度下是单斜的，在约1000°C至约2370°C范围内的温度下是四方的，并且在更高的温度下是立方的。可以加入一种添加剂来稳定氧化锆，使得它可以在室温下保持与单斜结晶结构相对的四方或立方晶体结构。在一个实施方案中，可将大量的四方ZrO2、立方ZrO2、或这两种晶型用在一种用来抛光的抛光浆料中并且可以包括超过使用单斜ZrO2的益处。在一个具体实施方案中，大多数或基本上所有的氧化锆颗粒可以是四方ZrO2、并且在另一个具体实施方案中，大多数或基本上所有的氧化锆颗粒可以是立方ZrO2。该氧化锆可以是部分地稳定化的或完全地稳定化的。可以使用一种稀土元素、第2族元素或它们的任何组合来稳定该氧化锆。在一个实施方案中，可以使用Y、Ce、或Ca来形成保持了其四方或立方晶体结构的稳定的氧化锆。在一个具体实施方案中，Ce可以是有用的，因为二氧化铈被用在用于氧化物抛光、金属抛光、合金抛光或它们的组合中的磨料CMP浆料中时具有良好的抛光特征。在另一个具体实施方案中，Y可以是有用的，因为氧化钇被用在用于氧化物抛光、金属抛光、合金抛光或它们的组合中的磨料CMP浆料中时具有良好的抛光特征。图8示出了具有稳定的四方晶形的、包括钇掺杂的氧化锆颗粒的浆料的一个实施方案

[0031] 在另一个实施方案中，出于另一种原因可以使用用在一种不同的添加剂（也称为掺杂剂）。例如，该添加剂可以帮助局部地影响在正在被抛光的表面附近的条件。通过在这些氧化锆颗粒内存在一种添加剂，在正在被抛光的层的表面处的化学反应或相互作用可以+4进行催化或者以其他方式来进行作用。例如，如果该添加剂是处于与Zr 相比一种不同的氧化态，则该添加剂可以影响这些颗粒的局部电荷。例如，一种具有+1、+2、或+3氧化态的添加剂可以帮助吸引电子，而具有+5、+6、或+7的氧化态的添加剂可以帮助提供电子。可以使用许多不同的元素。在一个实施方案中，该添加剂可以包括一种第2族元素、第8族元素、第9族元素、第13族元素、第15族元素、第16族非氧元素、第17族元素。另一种添加剂可以帮助催化一种所希望的反应或抑制一种不希望的反应。例如，一种贵金属可以帮助催化在该正在被抛光的层的材料与该抛光浆料内的一种组分之间的反应。在一个具体实施方案中，可以使用Pt、Pd、Rh、或它们的任何组合。

[0032] 在这些氧化锆颗粒中任何具体的添加剂或添加剂的组合的量值会对这些氧化锆颗粒、抛光的特征或它们的任何组合有着显著的影响。在一个实施方案中，该氧化锆颗粒中添加剂的量值是小于可以在这些氧化锆颗粒中将形成一个单独的相的量值。在一个实例中，该添加剂的浓度至少约0.002mol%，至少约0.02mol%，或者至少约0.2mol%。在另一个实例中，该添加剂的浓度是不大于约9mol%，不大于约7mol%，或者不大于5mol%。在一个具体实例中，该添加剂的浓度是在约1mol%至约5mol%的范围内，约1.5mol%至约4.5mol%，或约2mol%至约4mol%。这些氧化锆颗粒内加入的添加剂的量值可以是取决于正在加入的具体元素，并且因此数值是为了说明潜在的浓度，并且不是限制本发明的范围。

[0033] 转向制造这些氧化锆颗粒的方法，在一个实施方案中，这些氧化锆颗粒可以通过沉淀并且煅烧的过程来形成。例如，可将一种碱添加至一种包括锆盐的溶液中，或可将锆盐添加至一种包括碱的溶液中。具体地，该溶液可为锆盐的一种水溶液。锆盐的例子包括：硝酸锆、氯化锆、氢氧化锆、硫酸锆、或它们的组合。在一个具体实施方案中，锆盐包括一种硫酸锆。

[0034] 尽管可使用不同的碱，但处理典型地涉及将一种金属氢氧化物碱与锆盐水溶液进行混合。该金属氢氧化物碱可为由一种碱金属形成的碱或由一种碱土金属所形成的碱。具体地，金属氢氧化物碱的例子包括：氢氧化钾（KOH）、氢氧化钠（NaOH）、或其一种组合。在一个具体实施方案中，将氢氧化钠与硫酸锆水溶液进行混合。

[0035] 在沉淀之前，可以将一种添加剂以一种盐的形式加入到该溶液中。在一个实施方案中，将Y或Ce的盐在沉淀之前加入到该混合物中以形成一种稳定的氧化锆。

[0036] 在沉淀之后，可将混合物进行干燥以获得处于一种粉末形式的非晶相的氧化锆微粒材料。例如，该混合物可使用例如喷雾干燥法、冷冻干燥法、或盘式干燥法来干燥。总体而言，通过选择干燥方法可实现不同的团聚特征。

[0037] 如以上提及的，可以例如在足以促进晶体生长并增加微粒氧化锆材料密度的温度下使用一种煅烧方法对干燥的氧化锆微粒进行热处理以获得不同的晶型。在一个实施方案中，将该氧化锆加热到约1000°C的温度以获得一种单斜晶体结构。在另一个实施方案中，通过在约1000°C至约2370°C范围内的温度进行加热而获得四方晶体。在另一个实施方案中，在更高的温度下获得立方形式。除非已经加入了一种添加剂以稳定该氧化锆，这样它可以保持一种四方或立方的晶体结构，否则这种氧化锆会在它冷却到1000°C以下时会恢复到单斜形式。在一个实施方案中，通过对氧化锆颗粒的热处理获得了一种团聚的多晶氧化锆块体。在一个实施方案中，这些多晶的氧化锆颗粒是单斜的。在另一个实施方案中，这些多晶的氧化锆颗粒是四方的。在另一个实施方案中，这些多晶的氧化锆颗粒是立方的。在另一个实施方案中，这些多晶的氧化锆颗粒是单斜以及四方的一种混合物。在另一个实施方案中，这些多晶的氧化锆颗粒是四方以及立方的一种混合物。

[0038] 总体上将理解的是在一个热处理过程（例如煅烧）之后，这些获得的团聚体（它们是具有二次粒径的二次颗粒）是由多个单独的微晶（还称为晶粒）组成的，这些微晶是具有一次粒径的一次颗粒。这些一次颗粒是通过颈缩现象（necking）以及处于多孔团聚体块形式的晶间晶粒生长的而强烈结合的，这种多孔团聚体块是二次颗粒。除非另行说明，所有的对氧化锆颗粒的粒径、粒径分布的提及是针对二次粒径。

[0039] 在一个实施方案中，将这种煅烧的氧化锆材料的团聚的块体进行湿磨以获得一种希望的二次粒径分布。在一个实施方案中，在一个包含氧化钇稳定的氧化锆的磨碎机中将该氧化锆进行解聚。通过预期的二次粒径分布来决定研磨时间以及条件。

[0040] 在一种替代的生产方法中，通过将锆石英砂引入到一个电弧炉中来形成氧化锆颗粒，其中它进行解离以形成一种熔融的氧化锆团聚体粉末。可以在一个磨碎机中将获得的熔融晶体的尺寸如先前描述的进行减小以获得一种希望的二次粒径分布。

[0041] 氧化锆颗粒的尺寸可以影响抛光特征。如果这些氧化锆颗粒太小，则抛光速率就太低，并且如果这些氧化锆颗粒太大，则抛光速率就可能非常高，但是抛光的表面可能具有多条划痕或另一种表面缺陷。粒径可以通过平均粒径、10百分等级的粒径、90百分等级的粒径或它们的任何组合进行表征。对于标称的小于100nm的粒径，这些粒径可以通过在水与HNO3或KOH中0.1wt%的氧化锆颗粒达到5和10的pH并且使用来自马尔文仪器有限公TM司的Zetasizer Nano-ZS -牌分析工具来确定。对于标称的大于100nm的粒径，这些粒径可以通过将少许氧化锆溶液（在水中约5wt%至10wt%的氧化锆颗粒）置于0.3wt%的六偏磷TM
酸钠水溶液中使用来自株式会社堀场制作所（HORIBA,Ltd.）的LA-920 -牌粒径分布分析仪来确定。粒径的确定在分析仪的灯强度达到约70%至约75%时进行。

[0042] 在一个实施方案中，平均的粒径可以是至少约50nm，至少约80nm，至少110nm，或至少约130nm。在另一个实施方案中，该平均的粒径是不大于约800nm，不大于约770nm，不大于约600nm，不大于约555nm，不大于约400nm，不大于约380nm，不大于约350nm，不大于约330nm，不大于约300nm，不大于约250nm，或不大于约200nm。在另一个实施方案中，该平均的粒径是在约130nm至350nm的范围内。在一个具体实施方案中，该平均的粒径是约330nm。在另一个实施方案中，该平均的粒径是在约130nm至约200nm的范围内。在另一个实施方案中，该平均的粒径是约150nm至350nm。在一个具体实施方案中，该平均的粒径是约180nm。在一个具体实施方案中，任何平均的粒径可以是一个中值粒径。在一个实施方案中，10百分等级的粒径是至少约51nm，至少约65nm，或至少约80nm。在另一个实施方案中，该10百分等级的粒径是不大于约450nm，不大于约350nm，不大于250nm，不大于约200nm，或不大于约170nm。在一个具体实施方案中，该10百分等级的粒径是在约80nm至约130nm的范围内。在另一个具体实施方案中，该10百分等级的粒径是在约150nm至约200nm的范围内。在一个实施方案中，90百分等级的粒径可以是至少约50nm，至少约100nm，或至少
200nm。在另一个实施方案中，该90百分等级的粒径是不大于约1600nm，不大于约1200nm，不大于约800nm，不大于约700nm，或不大于约300nm。在一个具体实施方案中，该90百分等级的粒径是在约200nm至约300nm的范围内。在另一个具体实施方案中，该90百分等级的粒径是在约600nm至约720nm的范围内。图7示出了浆料的一个实施方案，该浆料包括具有180nm的平均粒径的氧化锆颗粒。

[0043] 这些氧化锆颗粒的形状可以是随机的。许多氧化锆颗粒可以具有的特征为实质上球形的、实质上片状的、或多面体的。在一个具体实施方案中，氧化锆颗粒可以通过形状而进行分离。因此，大多数或基本上所有的氧化锆颗粒可以基本上是球形的，大多数或基本上所有的氧化锆颗粒可以实质上是片状的，或大多数或基本上所有的氧化锆颗粒可以实质上是多面体的。

[0044] 这些氧化锆颗粒还可以通过比表面积（“SSA”）表征。在一个实施方案中，该SSA2 2 2 2 2 2
是至少约5m/g，至少约6m/g，至少约7m/g，至少约8m/g，至少约9m/g，或至少约10m/g。
2 2 2
在另一个实施方案中，该SSA是不大于约55m/g，如不大于约45m/g、不大于约35m/g、或不
2 2 2
大于约25m/g。在一个具体实施方案中，该SSA是在约11m/g至约25m/g的范围内。在另
2 2
一个具体实施方案中，该SSA是在约11m/g至约17m/g的范围内。在另一个具体实施方案
2 2
中，该SSA是在约19m/g至约25m/g的范围内。

[0045] 这些氧化锆颗粒可以具有部分地基于该粒径变化的密度。具有50nm以及更小的标称粒径的氧化锆颗粒可以形成一种胶体溶液，并且具有130nm以及更大的标称尺寸的氧3
化锆颗粒不能形成一种胶体溶液。在一个实施方案中，该密度是至少约3.20g/m，至少约
3 3 3
4.00g/m，至少约5.00g/m，或者至少约5.25g/m。在另一个实施方案中，该密度是不大于
3 3 3
约5.80g/m，不大于约5.78g/m，或者不大于约5.76g/m。在一个具体实施方案，该密度是
3 3 3
在约5.50g/m 至约5.75g/m 的范围内。在另一个具体实施方案，该密度是在约5.50g/m 至
3 3 3
约5.65g/m 的范围内。在另一个具体实施方案，该密度是在约5.66g/m 至约5.75g/m 的范围内。

[0046] 这些氧化锆颗粒还可以通过一种平均的孔径进行表征。该孔径可以由麦克仪器公TM司（Micromeritics Instrument Corporation）的TriStar3000 -牌表面积分析仪而基于巴雷特-乔伊纳-海伦达（Barrett-Joyner-Halenda）（“BJH”）法进行测量。N2气可以用作吸附质。在一个实施方案中，该平均的孔径可以是至少约1nm，至少约5nm，或至少约11nm。
在另一个实施方案中，该平均的孔径是不大于约30nm，不大于约29nm，或不大于约28nm。在一个具体实施方案中，该平均的孔径是在约15nm至约26nm的范围内。在另一个具体实施方案中，该平均的孔径是在约15nm至约20nm的范围内。在另一个具体实施方案中，该平均的孔径是在约15nm至约26nm的范围内。

[0047] 这些氧化锆颗粒的ζ电势稳定性可以是对于CMP中抛光浆料的一个重要因数。该ζ电势可以影响一种抛光产品是否被一个磨料颗粒吸引或排斥，并且此种吸引或排斥有多强。尽管该抛光浆料具有一个总的pH值，但是局部的pH可以基于正在被抛光的材料或在抛光过程中变得暴露的一种材料而变化。如果这些氧化锆颗粒的ζ电势在一个宽的pH范围内不显著地变化的话，则一种抛光浆料可以具有更可预测的行为。

[0048] 图1包括对于不同的氧化锆粒径（包括一种稳定的氧化锆的）的ζ电势随pH变化的一个图。这些曲线对于每种粒径是不同的。对于每种不同尺寸的氧化锆颗粒的ζ电势数据使用一种浆料而获得，该浆料仅仅包括水，约0.01wt%的氧化锆或稳定的氧化锆颗粒（对于每个具体的尺寸），并且如果需要的话，控制背景离子强度的KCl溶液、以及调节pH的一种酸（例如HNO3）或一种碱（例如KOH）。该浆料不包括一种表面活性剂或任何其他添加剂。在一个具体实施方案中，使用附接到马尔文粒径分析仪上的马尔文MPT-自动滴定计进行自动滴定。使用三种滴定剂，0.25M KOH、0.025M HNO3、以及0.25M HNO3。为了控制背景离子的强度，使用0.001M KCl溶液。滴定通过约0.5pH单位的增量从高pH（12.0）至低pH（2.0）而完成。在每个pH下，收集至少两个ζ电势测量值。对于每个pH处的ζ电势测量的平均值用如图1所示的曲线表示。

[0049] 表1-130nm的标称粒径的氧化锆

[0050]pH 平均ζ(mV)
11.50 -42.10
11.10 -41.95
10.65 -41.05
10.20 -39.00
9.67 -37.35
9.10 -34.20
8.47 -29.10
8.13 -24.45
7.51 -15.25
7.10 -7.92
6.62 -0.68
6.25 5.69
5.69 17.40
5.19 25.25
4.65 34.50
4.24 40.25
3.63 45.00
3.22 47.20
2.73 48.70

[0051] 参见图1，对于标称的130nm粒径的的单斜氧化锆、180nm的单斜氧化锆、390nm的单斜氧化锆、以及327nm的四方氧化钇稳定的氧化锆，这些ζ电势的曲线是类似的，但并不是相同的。具有130nm的标称粒径的氧化锆颗粒对于范围从约9.5至约11.6的pH具有不大于10mV的ζ电势差值。因此，130nm的标称粒径可以被用于在约9.5的pH处开始具有稳定的ζ电势的浆料。此外，等电点被确定为约6.6pH。

[0052] 表2-180nm的标称粒径的氧化锆

[0053]pH 平均ζ(mV)
11.60 -51.80
11.30 -48.40
10.70 -47.35
10.10 -45.90
9.72 -42.55
9.11 -37.85
8.51 -32.20
7.83 -24.75
7.33 -16.30
6.98 -10.35
6.62 -4.39
6.28 3.14
5.75 16.90
5.25 27.10
4.67 39.30
4.18 46.40
3.66 49.40
3.15 50.75
2.67 53.55

[0054] 具有180nm的标称粒径的氧化锆颗粒对于从约8.8至约11.5的pH具有不大于10mV的ζ电势差值。因此，180nm的标称粒径可以被用于在约8.8的pH处开始具有稳定的ζ电势的浆料。此外，等电点被确定为约6.4pH。

[0055] 表3-390nm的标称粒径的氧化锆

[0056]pH 平均ζ(mV)
11.30 -48.20
11.20 -46.10
10.70 -45.57
10.10 -44.00
9.75 -44.03
9.12 -41.03
8.61 -37.97
7.82 -32.60
7.43 -27.13
7.00 -19.83
6.59 -11.90
6.12 -1.87
5.68 9.14
5.07 22.83
4.67 33.10
3.96 48.87
3.66 54.85

[0057] 具有390nm的标称粒径的氧化锆颗粒对于从约8.5至约11.3的pH具有不大于10mV的ζ电势差值。因此，390nm的标称粒径可以被用于在约8.5的pH处开始具有稳定的ζ电势的浆料。此外，等电点被确定为约6.0pH。

[0058] 表4-327nm的标称粒径的稳定的氧化锆

[0059]

[0060]

[0061] 具有327nm标称粒径的钇掺杂的氧化锆颗粒对于从约9.4至约11.5的pH具有不大于10mV的ζ电势差值。因此，327nm的标称粒径可以被用于在约9.45的pH处开始具有稳定的ζ电势的浆料。此外，等电点被确定为约7.8pH。在一个实施方案中，这些氧化锆颗粒可以在至少约8.0、至少约8.25、至少约8.5、至少约8.75、至少约9.0、至少约9.25、或至少约9.5的pH处开始具有一个稳定的ζ电势。在另一个实施方案中，这些氧化锆颗粒可以在不大于约12.0，不大于约11.75，不大于约11.5，不大于约11.25，或不大于约11.0的pH处开始具有一个稳定的ζ电势。在一个具体实施方案中，该抛光浆料可以在约8.5至约11.6的范围内的pH处开始具有一个稳定的ζ电势。

[0062] 这些氧化锆颗粒的等电点通过其中ζ电势是零的pH进行表征。氧化锆已经被报告了具有在5至6的pH处的等电点。以上这些数据表明了等电点会受制备方法的影响。对于130nm的标称尺寸的单斜氧化锆、180nm的标称尺寸的单斜氧化锆、380nm的标称尺寸的单斜氧化锆、以及327nm的标称尺寸的四方氧化钇稳定的氧化锆颗粒，等电点可以是在大于6.0的pH处。然而，对于130nm标称尺寸、180nm标称尺寸、以及380nm标称尺寸的单斜氧化锆，该等电点总体上是不大于6.75pH。另一方面，327nm标称尺寸的四方氧化钇稳定的氧化锆颗粒可以具有在可以是大于7.0的pH，或者甚至大于7.5，但是总体上是小于8.2pH的处的等电点。在一个实施方案中，该等电点可以通过至少6.3、至少约6.4、或至少约6.5的pH进行表征。在另一个实施方案中，这些氧化锆颗粒的等电点通过不大于约8.5、不大于约8.25或不大于约8.0的pH进行表征。在一个具体实施方案中这些氧化锆颗粒的等电点通过在约5.8至约6.8范围内的pH进行表征。

[0063] 具有氧化锆磨料的抛光浆料的pH可以是在1至14的范围内。对于抛光金属，该抛光浆料可以是强酸性至中度碱性的（例如从1至9的pH），并且对于抛光氧化物材料，该抛光浆料可以是中度酸性到强碱性的（例如从5至14的pH）。尽管对于CMP已经使用了多种磨料材料以及pH范围，但是抛光可以在使得该抛光浆料的pH是处于正在进行抛光的材料的等电点与磨料颗粒的等电点之间的时候进行。使用如在此披露的抛光浆料，CMP可以在使得正在被抛光的材料以及磨料颗粒的等电点均低于或高于该抛光浆料的pH的时候进行。在一个实施方案中，该抛光浆料具有的pH是至少约1.0，至少约3.0，或至少约4.0。在另一个实施方案中，该抛光浆料具有的pH是不大于约14.0，不大于约12.0，或不大于约11.0。在一个具体实施方案中，该抛光浆料具有的pH的范围为约4.3至约10.0。在非限制性的实施方案中，在此描述的许多抛光浆料可以是对于在从约4.3至约12的pH处抛光氧化物有用的。在阅读了本说明之后，熟练的业内人士能够确定对于一个具体的抛光应用而言具体的pH或pH的范围。

[0064] 关于该抛光浆料内的磨料含量，如果磨料含量太低的话，则抛光的速率可能太低，并且如果磨料含量太高的话，将消耗不必要量的磨料材料，并且划痕或其他表面缺陷可能是个问题。在一个实施方案中，该抛光浆料可以包括至少约0.2wt%的氧化锆颗粒，在另一个实施方案中，至少约0.3wt%的氧化锆颗粒，并且在再另一个实施方案中，至少约0.5wt%的氧化锆颗粒。在又一个实施方案中，该抛光浆料可以包括不大于约20wt%的氧化锆颗粒，在又另一个实施方案中，不大于约9wt%的氧化锆颗粒，并且在再又一个实施方案中，不大于约5wt%的氧化锆颗粒。在一个具体实施方案中，该抛光浆料具有范围为约0.5wt%至约1.5wt%的氧化锆颗粒。

[0065] 在一个实施方案中，如在此描述的这些氧化锆颗粒可以是该抛光浆料内仅有的研磨材料。在另一个实施方案中，具有另一种组成的磨料颗粒可以与这些氧化锆颗粒一起使用，或者可以仅部分地而不是全部地代替这些氧化锆颗粒。此种其他的磨料颗粒可以包括硅石、氧化铝、二氧化铈、二氧化钛、另一种陶瓷材料、或它们的任何组合。

[0066] 该抛光浆料可以包括另一种组分。该抛光浆料可以包括一种液体介质。在一个实施方案中，该液体介质可以包括：水、醇、二醇、或它们的任何组合。该抛光浆料可以包括一种添加剂。所选择的具体添加剂或多种添加剂的组合可以取决于正在被抛光的具体材料。这种添加剂可以包括一种水解剂、氧化剂、表面活性剂、分散剂、腐蚀抑制剂、酸或碱、pH缓冲剂、变形剂、杀生物剂、或它们的任何组合。该抛光浆料可以包括一种单独的添加剂、多种添加剂的一个组合或没有添加剂。任何具体的添加剂可以起到一种单独的目的或多个目的的一个组合。例如，可以使用一种酸作为氧化剂并且来调节该抛光浆料的pH。在一个具体实施方案中，这种抛光浆料可以不包括：水解剂、氧化剂、表面活性剂、分散剂、腐蚀抑制剂、酸或碱、pH缓冲剂、变形剂、杀生物剂、或它们的任何组合。

[0067] 在此描述的这些抛光浆料对于抛光氧化硅，并且更具体是含SiO2的表面是特别有用的。因此这些抛光浆料可以用于对微电子行业以及其他不同应用中的玻璃、光学部件、玻璃硬质盘、含氧化硅的层进行抛光。图2至6包括对于包括氧化锆颗粒的抛光浆料的具体应用的描述。此种应用是示例性的并且并非限制本发明的范围。在使用如在此描述的包括氧化锆颗粒的任何抛光浆料对一个层进行抛光之后，该层可以具有的表面粗糙度是不大于约0.55nm，不大于约0.50nm，或不大于约0.45nm。在一个具体实施方案中，经抛光的层的表面粗糙度是在约0.20nm至约0.42nm的范围内。

[0068] 图2展示了一个抛光装置10的一部分的图。在一个实施方案中，该抛光装置10可以用来对一个目标构件14进行CMP。该抛光装置10包括一个台板11以及附接到该台板11上的一个抛光垫12。在抛光过程中，将抛光浆料18从喷嘴16分配到该抛光垫12上。该抛光浆料18可以是如之前在此的任何一种抛光浆料。该抛光浆料18可以按约20mL/分钟至约900mL/分钟的速率来分配。

[0069] 该目标构件14由一个基底载体13保持并且由该基底载体13压着抵靠在该抛2
光垫12上。可以由该基底载体13对该目标构件14施加在约1kP（约0.14磅力/英寸
（“psi”））至约10kPa（约1.4psi）范围内的背压力，并且可以使用约5kPa（约0.6psi）至约
70kPa（约10psi）的下压力（downforce）的压力。在一个实施方案中，台板11以及基底载体13均进行转动，这进而引起了抛光垫12以及目标构件14同样地进行转动。台板11以及基底载体13各自能以1至99转/分钟（“rpm”）进行转动。在一个实施方案中，该台板
11以一个比该基底载体13更高的速率进行转动。该基底载体13还可以振动或在另一个方向上运动以降低在该目标构件14的抛光的表面上形成一种图案（例如涡旋或类似物）的可能性。所使用的实际参数将取决于多个因素，包括正在被抛光的材料，该目标构件14可以承受的外压力梯度的限制、对于下层材料（如果适用的话）的选择性、抛光垫12的组成、抛光浆料18的组成、另一种适当的条件、或它们的任何组合。

[0070] 图3至6包括在一个工艺步骤过程中目标构件的截面视图的图示，其中使用抛光将一个层平面化并且除去一个不同层的多个部分以形成一种镶嵌的图案。图3包括一个目标构件20的图示，该目标构件包括工件22。该工件22包括一个半导体基底220，该基底可以处于一种单晶半导体晶片的形式、一种绝缘体上半导体（semiconductor-on-insulator）的晶片、或另一种合适的形式。场隔离区222可以在该半导体基底220内形成。该半导体基底220进一步包括一个电子部件，例如一个晶体管24，如图3所示。一个栅极堆叠体（包括一个栅极介电层242以及一个栅极电极层244）可以在该半导体基底220上形成。侧壁间隔物246沿着该栅极堆叠体的侧面形成。源极/漏极区248可以在该半导体基底220内形成。该源极/漏极区248的延伸部分或轻度掺杂的漏极部分可以在形成该侧壁间隔物246之前形成，并且该源极/漏极区248的相对更多掺杂的部分可以在形成该侧壁间隔物246之后形成。一个基底接触区228可以在该半导体基底220内形成以允许随后进行的与该半导体基底220的欧姆接触。在如图3所示的一个具体实施方案中，该半导体基底220以及该基底接触区域228具有与该源极/漏极区248相反的导电类型。

[0071] 一个层间介电层260在该工件22上形成。该层间介电（“ILD”）层260是一个绝缘层，该绝缘层可以包括一个单独的绝缘材料膜或包括至少两种不同的绝缘材料的膜的一个组合。当该ILD层260包括多个膜的一个组合时，一个具体的膜可以包括：蚀刻停止（etch-stop）膜、抛光停止（polish-stop）膜、减反射膜、本体绝缘膜、或类似物。在该ILD层260内的任何膜可以包括氧化物、氧氮化合物、或氮化物。在一个实施方案中，该氧化物可以是氧化硅或更具体地是SiO2，该氧氮化合物可以是氮氧化硅，并且该氮化物可以是一种氮化硅，或更具体地是Si3N4。可以使用另一种具有低于SiO2的介电常数的绝缘材料。例如，可以使用一种氟化的氧化硅或一种碳掺杂的氧化硅。

[0072] 该ILD层260通过沉积该单独的膜或多个膜的组合而形成。在图2所示的实施方案中，包括栅极介电层242以及栅极电极244的栅极堆叠体是工件22的一种特征，其中这种特征覆盖了基底220。ILD层260具有一个最上面的表面262，该表面具有一个与在该ILD层260沉积之前该工件22的暴露表面相对应的拓扑结构（topology）。因此，该最上面的表面262包括基本上水平的表面以及在这些水平的表面之间倾斜的表面。该ILD层260可以在对该目标构件20进行进一步加工之前就被平面化。

[0073] 将该目标构件20置于如之前所描述的抛光装置10内。因为该ILD层260包括一种绝缘材料，该抛光浆料可以是之前描述的、如对于抛光一种绝缘材料所定制的那些中的任一种。在一个实施方案中，该抛光浆料可以是一种氧化物抛光浆料或一种氧氮化合物抛光材料。在一个具体实施方案中，抛光浆料被适配为抛光一种含SiO2的材料。对该目标构件进行抛光以除去该ILD层的一部分以形成具有实质上平面的表面362的一个被平面化的ILD层360，如图4中所示。

[0074] 如图5中所示的对该目标构件进行进一步加工。对该ILD层360进行图案化以形成多个用导电插头（conductive plug）402填充的接触开口。将一个绝缘层沉积到该平面化的ILD360以及导电插头402之上。将该绝缘层图案化以形成一种有图案的绝缘层422。该有图案的绝缘层422限定了一个开口，该开口是一个互连的沟道，其中随后会形成一种互连部分。一个导电层460在该有图案的绝缘层422、导电插头402以及平面化的ILD层
360上形成。与该ILD层260类似，该导电层460可以包括一个单独的膜或多个膜的一个组合。在该多个膜的组合中的一个膜可以包括一个粘附膜、阻挡膜、种子膜（seed film）、本体镀层的导电膜、或它们的任何组合。该导电层460可以包括一种含金属的材料，并且可以主要是难熔金属（即，具有至少约1400°C的熔点的一种金属）、Cu、Al、贵金属、或它们的一种合金。

[0075] 该导电层460具有一个最上面的表面462，该表面具有一个与在该导电层460形成之前该工件的暴露表面相对应的拓扑结构。因此，该最上面的表面462包括多个基本上水平的表面以及在这些水平的表面之间的多个倾斜的表面。该导电层460是有待被抛光的以使得基本上将所有覆盖了该有图案的绝缘层422的导电层460去除以形成一个互连部分。

[0076] 将该目标构件置于如之前所描述的抛光装置10内。因为该导电层460包括一种导电材料，该抛光浆料可以是之前描述的、对于抛光一种导电材料所定制的那些中的任一种。对该目标构件进行抛光以除去该导电层的一部分以形成一个互连部分560，该互连具有一个基本上平面的表面562，如图6中所示。该基底接触区228以及该场隔离区222的相反侧上的源极/漏极区248彼此电连接。该互连部分560可以连接到一个信号线或一个保持在一个基本上恒定的电压下的导轨上。在一个具体实施方案中，该互连部分560电连接到一个VSS或VDD终端上。

[0077] 如果需要或希望的话可以形成一个另外的互连水平。可以形成一个钝化层并且将其图案化以暴露接触垫从而制造一种实质上完整的电子装置。

[0078] 抛光可以被用于其他在图6中展示的特征。例如，这些场隔离的区222以及导电插头402可以部分地使用一种CMP方法使用如在此描述的多种抛光浆料来形成。

[0079] 实例

[0080] 在此描述的概念将在以下实例中进行进一步地说明，它们并不限制权利要求中所说明的本发明的范围。以下的一些参数为了方便起见是近似的。为了方便起见，除了在这些实例中明确地指出的，粒径是指标称的粒径。

[0081] 氧化锆颗粒的制备

[0082] 实例1-130nm的氧化锆

[0083] 将500g的二氯氧化锆，ZrOCl2*8H2O，使用硫酸钠进行处理以形成碱性的硫酸锆（ZBS）。然后该碱性硫酸锆用苛性钠打进行滴定以沉淀Zr(OH)4。将该Zr(OH)4进行干燥并且在1050°C下在空气中煅烧4小时以形成单斜的氧化锆晶体的团聚块。这种氧化锆晶体的团聚块然后在一个磨碎机中使用氧化钇稳定的氧化锆作为磨碎机介质进行解聚。对产生的单斜的氧化锆粉末评估具有在50nm与110nm之间的一次粒径。该二次粒径是130nm。3 2
这些颗粒具有的密度是5.58g/cm，比表面积是23m/g并且平均孔径是24.1nm。

[0084] 实例2-180nm的氧化锆

[0085] 将500g的二氯氧化锆（ZrOCl2*8H2O）在1000°C下在空气中煅烧4小时以产生一个团聚的单斜的氧化锆晶体的块。这种氧化锆晶体的团聚块然后在一个磨碎机中使用氧化钇稳定的氧化锆作为磨碎机介质进行解聚以生产一种氧化锆粉末。一次粒径被评估为在703
与120nm之间。该二次粒径是180nm。所产生的材料具有的密度是5.72g/cm，比表面积是
2
14m/g，并且平均孔径是25.3nm。

[0086] 实例3-390nm、550nm、770nm、820nm、1200nm、以及3400nm的氧化锆

[0087] 将锆石英砂在一个电弧炉中在2800°C下进行解离以形成一种熔融的氧化锆的团聚粉末。将这些熔融的晶体的尺寸在一个磨碎机中使用氧化钇稳定的氧化锆来减小以生产具有在0.39微米至3.4微米范围内的二次粒径的氧化锆粉末。例如，获得了具有390nm、550nm、770nm、820nm、1200nm、以及3400nm的二次粒径的单斜氧化锆粉末。390nm的粉末具
3 2
有的平均孔径是18.4nm。820nm的粉末具有的密度是5.70g/cm，比表面积是6.5m/g，并且平均孔径是13.9nm。1200nm以及3400nm的粉末具有的平均孔径是18.7nm。

[0088] 实例4-327nm的钇掺杂的氧化锆

[0089] 将500g的二氯氧化锆，ZrOCl2*8H2O，如实例1中进行处理以形成ZBS。将一种钇盐按为提供基于最终氧化锆重量的3.0摩尔百分比的量值加入到该ZBS溶液中。将该溶液沉淀以形成具有良好分散的钇的水合锆Zr(OH)4。将该水合物进行干燥并且在1300°C下在空气中煅烧在空气中持续4小时以形成一个掺杂的氧化锆晶体的团聚块。这种四方的钇掺杂的氧化锆晶体的团聚块在一个磨碎机中进行解聚以生产具有327nm的二次粒径的颗粒。

[0090] 硅晶片的抛光

[0091] 在多个实例中所使用的目标构件通过将200mm的硅晶片进行热氧化来制备。对该TM热氧化物使用具有22英寸直径的台板的Westech IPEC372 -牌CMP抛光机进行抛光。抛TM
光垫是从陶氏电子材料（Dow Electronic Materials）可得的IC-1000A2 -牌抛光垫。抛光使用45rpm的台板旋转速度、43rpm的基底载体旋转速度、28kPa（4.0psi）的下压力的压力、0.7kPa（1.0psi）的背压力以及150mL/分钟的浆料速率来进行。这些抛光浆料是氧化物抛光浆料，这些浆料仅包括水、约1wt%的氧化锆颗粒（具有以下具体实例中所描述的尺寸），以及（如果需要达到一个具体的pH的话）一种酸或碱。该酸是HNO3，并且该碱是KOH。
该抛光浆料不包括其他的组分。去除率通过测量抛光之前以及之后氧化物的厚度来进行计TM
算。氧化物的厚度使用来自美商菲乐公司（Filmetrics,Inc.）的F20 -牌的薄膜分析仪进行测量。表面度量使用Zygo New View100-牌干涉测量的轮廓仪并且通过原子力显微镜术进行。表面外观是在有并且没有光学显微镜的帮助下来进行目测的。

[0092] 实例5和6

[0093] 实例5和6展示了在不同粒径的氧化锆颗粒对于不同的pH水平时的氧化物抛光浆料的抛光特征。使用两组浆料来抛光从晶片上生长的热氧化物。每组包括10nm、50nm、130nm、180nm、以及820nm的粒径。以下是关于所使用的氧化锆颗粒的属性的数据。

[0094] 表5-实例5和6的氧化锆颗粒数据

[0095]

[0096] D50、D10、和D90的值对应于中值粒径、10百分等级的粒径、和90百分等级的粒径。对于10nm和50nm粒径的抛光浆料是处于胶体的形式。因此，对于10nm和50nm颗粒的D50、D10、和D90数是基于供应商的数据。因为没有获得对于10nm的粒径的有意义的SSA值，所以对于10nm的粒径的SSA值没有报告。

[0097] 对于实例5，抛光在约5的pH下进行。表5包括对于实例5的数据。“Ra”是抛光之后的热氧化物的表面粗糙度。如在这些表中使用的“MRR”意思是材料去除率，对于这些实例它是热氧化物的抛光速率。如在这些表中使用的“SF”意思是表面光洁度。对于表面光洁度，“+”表示可接受的表面光洁度，“-”表示不可接受的表面光洁度，并且“NA”意思是不适用的，因为没有发生显著量的抛光。

[0098] 表6-实例5的抛光数据

[0099]

[0100] 包括10nm以及50nm的粒径的这些抛光浆料没有显著地抛光该热氧化物，并且因此MRR被报告为0nm/分钟。对于在130nm以及更高的粒径的抛光浆料，达到了可接受的抛光速率。对于130nm、180nm、390nm、550nm、以及770nm粒径的抛光浆料产生一个了可接受的表面光洁度。然而，820nm或更大的粒径的抛光浆料没有产生一个可接受的表面光洁度。抛光之后，当使用820nm的粒径时热氧化物的Ra是0.82nm，而当使用180或更小的粒径时热氧化物的Ra是不大于0.42nm。对于3400nm粒径的SSA是不可得到的。

[0101] 对于实例6，抛光在约10的pH下进行。表6包括对于实例6的数据。

[0102] 表7-实例6的抛光数据

[0103]

[0104] 对于包括10nm以及50nm粒径的抛光浆料，在10的pH下，抛光了显著量的氧化物。对于在更小尺寸下的抛光浆料的抛光速率的变化可能是与抛光浆料的ζ电势相关。在一个低pH下，10nm和50nm粒径的抛光浆料是胶体悬浮液；然而在10的pH下，10nm和50nm粒径的抛光浆料，这些颗粒从该胶体悬浮液中产生凝聚。10nm粒径的抛光速率显著地低于其他抛光浆料的速率。对于10nm、50nm、130nm、以及180nm粒径的抛光浆料产生了一个可接受的表面光洁度。然而，820nm的粒径的抛光浆料没有产生一个可接受的表面光洁度。

[0105] 实例7-氧化钇掺杂的氧化锆颗粒

[0106] 实例7展示了对于包括约1wt%的Y掺杂的ZrO（2 约3mol%Y）颗粒以及二氧化铈颗粒的氧化物抛光浆料的抛光特征。Y掺杂的ZrO2颗粒具有一种四方晶型。#1CeO2样品对应TM于来自美商嘉柏微电子材料公司（Cabot Microelectronics Corporation）的D6720 -牌的氧化物抛光浆料，并且#2CeO2抛光浆料是用圣戈班高功能塑料有限公司制造的化学沉淀的二氧化铈来制备的。对于#1CeO2样品的D10和D90值是不可取得的。

[0107] 表8-实例7的数据

[0108]

[0109]

[0110] 所有的这些抛光浆料具有约5的pH，除了#2Y-ZrO2样品，该样品具有约10的pH。所有的抛光浆料具有可接受的抛光速率并且提供了可接受的表面光洁度。因此，二氧化铈颗粒可以用氧化锆颗粒代替，包括稳定的氧化锆颗粒，而没有不利地影响该抛光特征。

[0111] 关于实例5至7中的氧化锆颗粒的数据进行了一些观察。可以使用小于821nm的中值粒径并且达到了可接受的表面光洁度。具体地，在772nm的中值粒径下，该表面光洁度是可接受的。此外，当抛光氧化物时，当这些氧化锆颗粒具有负的ζ电势时产生了显著的热氧化物抛光。具有50nm以及更大尺寸颗粒的抛光浆料提供了一个可接受的抛光速率。具有130nm以及更大尺寸颗粒的抛光浆料在5和10的pH下提供了一个可接受的抛光速率。当抛光条件改变时或者当对一种不同的材料进行抛光时，这些观察是可见或是不可见的。
因此，这些观察并非意味着限制了本发明的范围。

[0112] 实例8-金属抛光-铜以及钽

[0113] CMP抛光机以及设置与以上对于氧化物抛光描述的相同，除了下压力设定在2.0磅/平方英寸之外。用于去除的目标基底材料是Cu以及钽。

[0114] 表9-实例8的数据

[0115]

[0116] 这些抛光浆料既具有约5的pH，具有可接受的抛光速率，又提供了可接受的表面光洁度。因此，氧化锆颗粒可以抛光金属基底，包括Cu以及Ta，而没有不利地影响这些抛光特征。

[0117] 如在此说明的实施方案在抛光浆料中使用了氧化锆颗粒。与在抛光浆料内包括对于相同的磨料含量而言的二氧化铈颗粒的抛光浆料相比，这些抛光浆料可以提供相同或更好的抛光特征。在抛光浆料内的氧化锆颗粒可以处于比其他磨料，例如氧化硅以及氧化铝，显著更低的含量。这种更低的磨料含量可以引起抛光浆料送料系统的更小的磨损并且允许管道设备以及其他夹具使用更长的时间。

[0118] 许多不同的方面和实施方案是可能的。在此描述了那些方面和实施方案中的一些。在阅读本说明书之后，熟练的技术人员将理解，那些方面和实施方案仅是说明性的而并非限制本发明的范围。此外，本领域的普通技术人员将理解的是包括类似电路的一些实施方案可以使用数字电路同样地实施，并且反之亦然。

[0119] 在一个第一方面，一种抛光浆料可以包括氧化锆颗粒。在一个实施方案中，该抛光浆料可以具有以下特征中的任一种或组合。这些氧化锆颗粒可以不包括非晶相的ZrO2。这些氧化锆颗粒可以包括单斜的ZrO2、四方的ZrO2、或立方的ZrO2颗粒。这些氧化锆颗粒的特征可以为在该抛光浆料被适配为进行抛光的一种材料的表面上具有化学活性或电子活性。这些氧化锆颗粒可以包括一种除Zr以及O之外的元素，该元素影响这些氧化锆颗粒的晶体结构或显著地影响该抛光浆料的抛光特征。这些氧化锆颗粒在至少约3.0或不大于约9.0的pH下开始可以具有稳定的ζ电势。这些氧化锆颗粒在至少约4.0或不大于约9.0的pH下开始可以具有非常稳定的ζ电势。这些氧化锆颗粒可以具有特征为至少约3.0或不大于约8.5的pH的等电点。该抛光浆料可以具有至少约1.0或小于约14.0的pH。这些氧化锆颗粒可以具有至少约50nm或不大于约800nm的平均的粒径。这些氧化锆颗粒具有至少约51nm或不大于约1100nm的10百分等级的粒径。这些氧化锆颗粒具有至少约49nm或不大于约300nm的90百分等级的粒径。大多数的氧化锆颗粒是基本上球形的颗粒、基本上片
2
状的颗粒、或多面体的颗粒。这些氧化锆颗粒具有的比表面积为至少约6m/g，或不大于约
2 3 3
55m/g。该抛光浆料可以具有至少约3.0g/cm 或不大于约5.8g/cm 的密度。这些氧化锆颗粒可以具有至少约1nm或不大于约30nm的平均的孔径。该抛光浆料包括至少约0.2wt%的氧化锆颗粒，或不大于约20wt%的氧化锆颗粒。

[0120] 在一个第二方面，一种对目标构件进行抛光的方法可以包括提供该目标构件，该目标构件具有一个工件，该工件具有一种特征以及覆盖该特征的一个层。该方法可以进一步包括使用一种包括氧化锆颗粒的抛光浆料对该层进行抛光。该抛光可以使用关于该第一方面描述的这些抛光浆料中的任一种进行。

[0121] 在该第二方面的一个实施方案中，该工件包括一种电子部件。在一个具体实施方案中，该层包括一种绝缘材料。在一个更具体实施方案中，该绝缘材料包括一种氧化物。在另一个具体实施方案中，该绝缘材料包括一种氧化硅或氮氧化硅。在另一个更具体实施方案中，抛光在使得该去除率是至少约150nm/分钟并且不大于约400nm/分钟时进行。

[0122] 在该第二方面的另一个具体实施方案中，该层包括一种导电材料。在一个更具体的实施方案中，该导电材料包括：含难熔金属的材料、Cu、Al、或贵金属。在另一个实施方案中，抛光是使用一个抛光垫进行的。在再又一个实施方案中，抛光是使用一种抛光浆料进行的，该抛光浆料具有高于这些氧化锆颗粒的等电点以及该层的等电点的pH。在还又一个实施方案中，在该层抛光之后，该层具有的表面粗糙度是不大于约0.55nm，不大于约0.50nm，或不大于约0.45nm。在一个具体实施方案中，Ra在约0.20nm至约0.42nm的范围内。Ra是大于0.00nm。

[0123] 在以上方面或实施方案中的任一项中的一个具体实施方案中，大多数或基本上所有的这些氧化锆颗粒包括单斜的ZrO2和四方的ZrO2颗粒，大多数或基本上所有的这些氧化锆颗粒包括四方的ZrO2颗粒，或大多数或基本上所有的这些氧化锆颗粒包括立方的ZrO2颗粒。在以上方面或实施方案中的任一项中的又一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒的特征为在该抛光浆料被适配为进行抛光的一种材料的表面上具有化学活性或电子活性。在以上方面或实施方案中的任一项中的另一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒包括除Zr和O之外的元素，该元素显著地影响这些氧化锆颗粒的晶体结构或抛光浆料的抛光特征。在以上方面或实施方案中的任一项中的一个更具体实施方案中，该元素包括一种稀土元素，第2族元素、第8族元素、第9族元素、第13族元素、第15族元素、第16族非氧元素、第17族元素或一种贵金属。

[0124] 在以上方面或实施方案中的任一项中的又一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒在至少约3.0，至少约5.0，至少约6.0，不大于约9.0，不大于约8.5，不大于约8.0，或在约6.1至约7.9的范围内的pH下开始具有稳定的ζ电势。在以上方面或实施方案中的任一项中的再又一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒在至少约4.0，至少约5.0，至少约6.0，不大于约9.0，不大于约8.5，不大于约8.0，或在约6.1至约7.9的范围内的pH下开始具有非常稳定的ζ电势。在以上方面或实施方案中的任一项中的还又一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒具有至少约3.0，至少约3.1，至少约3.2，不大于约8.5，不大于约5.0，不大于约4.7，不大于约4.3，或在约3.2至约4.0的范围内的等电点。在以上方面或实施方案中的任一项中的又一个具体实施方案中，这些抛光浆料可以具有至少约1.0，至少约3.0，至少约4.0，不大于约14.0，不大于约12.0，不大于约11.0，或在约4.3至约10.0的范围内的pH。

[0125] 在以上方面或实施方案中的任一项中的另一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒具有至少约50nm，至少约80nm，至少约110nm，不大于约800nm，不大于约500nm，不大于约300nm，或在约130nm至约200nm的范围内的平均粒径。在以上方面或实施方案中的任一项中的再另一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒具有至少约51nm，至少约65nm，至少约
80nm，不大于约1600nm，不大于约1100nm，不大于约600nm，或在约90nm至约300nm的范围内的10百分等级的粒径。在以上方面或实施方案中的任一项中的还另一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒具有至少约49nm，至少约60nm，至少约70nm，不大于约420nm，不大于约
300nm，不大于约170nm，或在约80nm至约150nm的范围内的90百分等级的粒径。

[0126] 在以上方面或实施方案中的任一项中的又一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒2 2 2 2 2
具有至少约6m/g，至少约7m/g，至少约9m/g，不大于约55m/g，不大于约45m/g，不大于
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约35m/g，或在约11m/g至约25m/g的范围内的比表面积。在以上方面或实施方案中的任
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一项中的还又一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒具有至少约3.20g/cm，至少约4.00g/
3 3 3 3 3
m，至少约5.00g/m，不大于约5.80g/cm，不大于约5.78g/m，不大于约5.76g/m，或在约
3 3
5.50g/m 至约5.75g/m 的范围内的密度。

[0127] 在以上方面或实施方案中的任一项中的另一个具体实施方案中，这些氧化锆颗粒具有至少约1nm，至少约3nm，至少约5nm，至少约11nm，不大于约30nm，不大于约29nm，不大于约28nm，或在约11nm至约26nm的范围内的平均的孔径。在以上方面或实施方案中的任一项中的再另一个具体实施方案中，这些抛光浆料包括至少约0.2wt%的氧化锆颗粒，至少约0.3wt%的氧化锆颗粒，至少约0.5wt%的氧化锆颗粒，不大于约20wt%的氧化锆颗粒，不大于约9wt%的氧化锆颗粒，不大于约5wt%的氧化锆颗粒，或在约0.5wt%的氧化锆颗粒至约1.5wt%的范围内的氧化锆颗粒。

[0128] 在以上方面或实施方案中的任一项中的还又一个具体实施方案中，该浆料包括一种液体介质。在以上方面或实施方案中的任一项中的再又一个具体实施方案中，这种浆料进一步包括：水解剂、氧化剂、表面活性剂、分散剂、腐蚀抑制剂、酸或碱、pH缓冲剂、变形剂、杀生物剂、或它们的任何组合。在以上方面或实施方案中的任一项中的还又一个具体实施方案中，这种抛光浆料不包括：水解剂、氧化剂、表面活性剂、分散剂、腐蚀抑制剂、pH缓冲剂、变形剂、杀生物剂、酸或碱、或它们的任何组合。在以上方面或实施方案中的任一项中的另一个具体实施方案中，该抛光浆料进一步包括其他磨料颗粒。在以上方面或实施方案中的任一项中的一个更具体实施方案中，其他磨料颗粒包括：氧化硅、氧化铝、二氧化铈、氧化钛或它们的任何组合。

[0129] 在以上方面或实施方案中的任一项中的还又一个更具体实施方案中，该浆料在酸性条件下（小于7pH）具有的氧化物抛光速率是在碱性条件（大于7pH）下的1.09至1.9倍。在另一个具体实施方案中，该浆料在酸性条件下（小于7pH）具有的氧化物抛光速率是在碱性条件（大于7pH）下的1.1至1.9倍。在另一个具体实施方案中，该浆料在酸性条件下（小于7pH）具有的氧化物抛光速率是在碱性条件（大于7pH）下的1.11至1.9倍。

[0130] 在以上方面或实施方案中的任一项中的还又一个具体实施方案中，该浆料具有的Cu比Ta的抛光选择性是大于约32，大于约33，大于约35。在另一个具体实施方案中，该浆料具有的Cu比Ta的抛光选择性是不小于约50，不小于约47，或不小于约45。

[0131] 应注意，并不要求以上在一般性说明或这些实例中说明的所有这些活动，可以不要求一项特定活动的一个部分，并且除了所描述的那些之外可以进行一种或多种另外的活动。仍进一步地，将这些活动列出的顺序并不必须是进行它们的顺序。

[0132] 为了清楚起见在多个分离的实施方案的背景下在此描述的某些特征也可以组合在一起而提供在一个单一的实施方案中。与此相反，为了简洁起见，在一个单一的实施方案的背景中描述的多个不同特征还可以分别地或以任何子组合的方式来提供。另外，所提及的以范围来说明的数值包括在该范围之内的每一个值。

[0133] 以上对于多个具体的实施方案说明了多种益处、其他的优点、以及问题的解决方案。然而，这些益处、优点、问题的解决方案、以及任何一项或多项特征（它们可以致使任何益处、优点、或解决方案发生或变得更突出）不得被解释为是任何或所有权利要求的一个关键性的、所要求的、或者必不可少的特征。

[0134] 在此描述的这些实施方案的说明和展示旨在提供不同的实施方案的结构的一般理解。这些说明和展示不旨在用作使用在此描述的这些结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的一个全面的和综合的描述。对于熟练的技术人员，仅在阅读本说明书之后可以清楚许多其他实施方案。其他实施方案可以被使用并且从本披露衍生，这样无需背离本披露的范围即可进行一个结构代换、逻辑代换、或另一种变更。因此，本披露内容应被认为是说明性的而不是限制性的。