执行化学机械研磨制程的方法与流程

本揭露是关于一种化学机械研磨制程。

背景技术：

集成晶片经由复杂的制程制造并形成多个不同的层，且一层位于另一层之上。多个层经由微影制程图案化。微影制程中，光阻材料选择性地曝光于电磁辐射。例如，微影制程可用于界定后段制程的金属化层，其中金属化层位于另一金属化层之上。

为了确保不同层具有较佳结构，电磁辐射必须适当的聚焦。为适当地聚焦电磁辐射，基板必须实质上平坦以避免深度不一所造成的聚焦问题。化学机械研磨制程现今广泛地使用，由于化学及机械力皆应用于研磨半导体基板。研磨制程为后续所欲形成的层提供了平坦的基板，并缓和了深度不一所造成的聚焦问题。

技术实现要素：

本揭露的一实施例为一种执行化学机械研磨制程的方法，包含形成具有第一酸碱值的化学机械研磨液。确定化学机械研磨液的目标酸碱值。提供螯合剂至化学机械研磨液，其中螯合剂配置于键结金属性离子，以将化学机械研磨液的酸碱值自第一酸碱值调整至目标酸碱值。

附图说明

阅读以下详细叙述并搭配对应的附图，可了解本揭露的多个态样。应注意，根据业界中的标准做法，多个特征并非按比例绘制。事实上，多个特征的尺寸可任意增加或减少以利于讨论的清晰性。

图1为本揭露的部分实施例的形成无酸碱调节剂的化学机械研磨液的方法的流程图；

图2为本揭露的部分实施例的用于形成无酸碱调节剂的化学机械研磨液的化学机械研磨系统的方块图；

图3A至图3B为本揭露的部分实施例的用于调节化学机械研磨液体的酸碱值的螯合剂的示意图；

图4为本揭露的额外部分实施例的用于形成无酸碱调节剂的化学机械研磨液的化学机械研磨系统的方块图；

图5为本揭露的额外部分实施例的不同螯合剂的化学机械研磨制程的移除速率的实验图表；

图6为本揭露的部分实施例的形成无酸碱调节剂的化学机械研磨液的方法的流程图；

图7至图10B为本揭露的部分实施例的使用无酸碱调节剂的化学机械研磨液执行化学机械研磨制程的示意图。

具体实施方式

以下揭露提供众多不同的实施例或范例，用于实施本案提供的主要内容的不同特征。下文描述一特定范例的组件及配置以简化本揭露。当然，此范例仅为示意性，且并不拟定限制。举例而言，以下描述“第一特征形成在第二特征的上方或之上”，于实施例中可包括第一特征与第二特征直接接触，且亦可包括在第一特征与第二特征之间形成额外特征使得第一特征及第二特征无直接接触。此外，本揭露可在各范例中重复使用元件符号及/或字母。此重复的目的在于简化及厘清，且其自身并不规定所讨论的各实施例及/或配置之间的关系。

此外，空间相对术语，诸如“下方(beneath)”、“以下(below)”、“下部(lower)”、“上方(above)”、“上部(upper)”等等在本文中用于简化描述，以描述如附图中所图示的一个元件或特征结构与另一元件或特征结构的关系。除了描绘图示的方位外，空间相对术语也包含元件在使用中或操作下的不同方位。此设备可以其他方式定向(旋转90度或处于其他方位上)，而本案中使用的空间相对描述词可相应地进行解释。

液体的酸碱值(pH值)是用于评估液体的酸碱程度。在化学机械研磨液中，酸碱值是一个评断化学机械研磨液的表现的重要因素。例如，在化学机械研磨制程期间，化学机械研磨液的酸碱值可直接影响材料的移除速率。因此，化学机械研磨液通常具有酸碱调节剂。酸碱调节剂为一种添加至化学机械研磨液的化学物，以用于调整研磨液的酸碱值，借此达到所欲的表现。例如，酸碱调节剂可添加至化学机械研磨液以调整调整化学机械研磨液的酸碱值，借此增加材料的移除速率。

虽然酸碱调节剂可用于增进表现，但化学机械研磨液的成本及复杂性亦增加。此外，酸碱调节剂中的化学物可能对研磨的表面造成不利的影响，由于化学机械研磨液可能与研磨的表面的金属表面或半导体表面进行反应。例如，酸碱调节剂中若使用氢氧化钾(KOH)或硫酸(H₂SO₄)可能在硅基板内形成掺杂，因此降低形成在基板内的元件表现。

本揭露是关于形成不具有酸碱调节剂的化学机械研磨液的方法，酸碱调节剂系指仅用于调节化学机械研磨液的酸碱值的化学物，此化学机械研磨液可称为无酸碱调节剂的化学机械研磨液。于部分实施例中，此方法包含形成具有第一酸碱值的化学机械研磨液，以形成目标酸碱值。提供螯合剂(chelating agent)于化学机械研磨液，用于键结金属性离子。螯合剂配置于调整化学机械研磨液的酸碱值，以将第一酸碱值调整至目标酸碱值。通过螯合剂来调整化学机械研磨液至目标酸碱值，此方法可以达成无酸碱调节剂的化学机械研磨液，借此降低化学机械研磨液的成本及复杂性。

图1为本揭露的部分实施例的形成无酸碱调节剂的化学机械液的方法100的流程图。

步骤102中，形成具有第一酸碱值的化学机械研磨液。于部分实施例中，化学机械研磨液混合了水(如去离子水)、化学物，及/或研磨颗粒(abrasive particle)。于部分实施例中，化学物可包含抑制剂(inhibiting agent)、氧化剂，及/或界面活性剂。

步骤104中，确定化学机械研磨液的目标酸碱值。化学机械研磨液的目标酸碱值取决于欲研磨的材料及/或欲研磨的材料的移除速率。

步骤106中，提供螯合剂至化学机械研磨液，以将化学机械研磨液的酸碱值自第一酸碱值调整至目标酸碱值。螯合剂包含分子化合物，此分子化合物通过与金属性离子(如金属离子或准金属(metalloid)离子)的键结增加材料的移除速率，而分子化合物与金属性离子的键结可在化学机械研磨制程期间自表面移除。

于部分实施例中，螯合剂的化学成分选择性地取决于第一酸碱值及目标酸碱值。例如，于部分实施例中，步骤108中，螯合剂选自第一螯合剂源，使化学机械研磨液具有第一酸碱值，其中第一酸碱值位于第一范围内(如酸碱值的范围约2至约5)。于其他实施例中，步骤110中，螯合剂选自第二螯合剂源，使化学机械研磨液具有第二酸碱值，其中第二酸碱值位于第二范围内(如酸碱值的范围约9至约12)。

通过对化学机械研磨液体使用螯合剂，可获得目标酸碱值。方法100可达成无酸碱调节剂的化学机械研磨液，其中酸碱调节剂系指单纯用于调整化学机械研磨液的酸碱值的化学物。无酸碱调节剂的化学机械研磨液具有低成本，且降低了化学反应，此化学反应可能污染金属表面并降低元件效能。

图2为本揭露的部分实施例的用于形成无酸碱调节剂的化学机械研磨液的化学机械研磨系统200的方块图。

化学机械研磨系统200包含化学机械研磨工具202，化学机械研磨工具202配置于在基板(如半导体基板)上进行化学机械研磨制程。化学机械研磨工具202耦接至化学机械研磨液槽204，化学机械研磨液槽204内具有无酸碱调节剂的化学机械研磨液206。无酸碱调节剂的化学机械研磨液206内不具有酸碱调节剂，其中酸碱调节剂系指单纯用于调整化学机械研磨液的酸碱值的化学物。无酸碱调节剂的化学机械研磨液206包含液体，此液体提供化学机械研磨工具202执行化学机械研磨制程。于部分实施例中，化学机械研磨液槽204可经由分阀箱208(valve manifold box；VMB)耦接至化学机械研磨工具202。分阀箱208的用途在，在化学机械研磨工具202于基板上执行化学机械研磨制程期间，分阀箱208选择性地提供无酸碱调节剂的化学机械研磨液206至化学机械研磨工具202。

化学机械研磨液槽204耦接至螯合剂源210，螯合剂源210配置于提供螯合剂至化学机械研磨液槽204。于部分实施例中，螯合剂源210经由阀212耦接至化学机械研磨液槽204。根据化学机械研磨液206的酸碱值以及无酸碱调节剂的化学机械研磨液206的目标酸碱值(即原本的酸碱值与目标酸碱值之间的差异)，阀212选择性地将螯合剂自螯合剂源210输入至化学机械研磨液槽204。

于部分实施例中，螯合剂源210可包含具有第一螯合剂的第一螯合剂源210a，以及具有第二螯合剂的第二螯合剂源210b。于部分实施例中，第一螯合剂源210a用于提供具有第一范围的酸碱值(如酸碱值范围约2至约5)的第一螯合剂至无酸碱调节剂的化学机械研磨液206，而第二螯合剂源210b用于提供具有第二范围的酸碱值(如酸碱值范围约9至约12)的第二螯合剂至无酸碱调节剂的化学机械研磨液206。

于部分实施例中，数据库214配置于储存化学机械研磨工具202执行的不同化学机械研磨制程中的目标酸碱值。例如，数据库214可包含第一目标酸碱值，用于研磨具有第一材料(如硅)的表面，可包含第二目标酸碱值，用于研磨具有第二材料(如铜)的表面，等等。数据库214配置于提供目标酸碱值至控制单元216，控制单元216配置于操作阀212的操作。根据目标酸碱值，控制单元216可操作阀212以选择性地提供选定的体积的第一螯合剂及/或第二螯合剂至化学机械研磨液槽204。自阀212输出的第一螯合剂或第二螯合剂是用于调整无酸碱调节剂的化学机械研磨液206的酸碱值至目标酸碱值。例如，当化学机械研磨工具202操作于对硅表面执行研磨制程时，数据库214可提供第一目标酸碱值至控制单元216。接受到第一目标酸碱值后，控制单元216将操作阀212以提供螯合剂至化学机械研磨液槽204，以调整无酸碱调节剂的化学机械研磨液206的酸碱值至第一目标酸碱值。

于部分实施例中，酸碱值测量元件218配置于测量化学机械研磨液槽204内的无酸碱调节剂的化学机械研磨液206的第一目标酸碱值。第一目标酸碱值提供至控制单元216。根据第一酸碱值以及目标酸碱值，控制单元216选择性地操作阀212以提供螯合剂至化学机械研磨液槽204以调整无酸碱调节剂的化学机械研磨液206至目标酸碱值。于部分实施例中，控制单元216可选择性地操作阀212提供螯合剂，其中螯合剂的化学组成取决于第一酸碱值以及目标酸碱值。于部分其他实施例中，控制单元216选择性地操作阀212提供具有一体积的螯合剂，其中体积取决于第一酸碱值以及目标酸碱值。例如，加入化学机械研磨液槽204的螯合剂的体积和第一酸碱值以及目标酸碱值之间的差异成比例关系。举例而言，当第一酸碱值以及目标酸碱值之间的差异较大意味着较大量的螯合剂将被添加至化学机械研磨液槽204以调整无酸碱调节剂的化学机械研磨液206至目标酸碱值。

于部分实施例中，化学机械研磨液槽204还包含一个或多个输入口耦接至一个或多个添加液成分源219，添加液成分源219配置于提供添加液成分至化学机械研磨液槽204以产生无酸碱调节剂的化学机械研磨液206。于部分实施例中，一个或多个添加液成分源219可经由额外的阀(未图示)耦接至化学机械研磨液槽204。于部分实施例中，一个或多个添加液成分源219可包含用于提供水至化学机械研磨液槽204的水源220。于部分实施例中，水可为去离子水。

于部分实施例中，一个或多个添加液成分源219可包含用于提供研磨颗粒至化学机械研磨液槽204的研磨颗粒源222。化学机械研磨工具透过研磨颗粒对基板进行机械研磨。于不同实施例中，研磨颗粒可具有不同尺寸或形状。例如，研磨颗粒的直径范围约1纳米(nm)至约10纳米。于不同实施例中，研磨颗粒包含胶体二氧化硅(colloidal silica)、气相二氧化硅(fumed silica)、氧化铝，及/或硅壳基的亚微米颗粒(silica shell based composite submicron particle)。

于部分实施例中，一个或多个添加液成分源219可包含用于提供界面活性剂至化学机械研磨液槽204的界面活性剂源224。界面活性剂(如十二烷基硫酸钠(odium dodecyl sulfate；SDS))配置于通过降低无酸碱调节剂的化学机械研磨液206的表面张力(借此降低颗粒与基板之间的黏着力)，来减少化学机械研磨后基板上的颗粒。

于部分实施例中，一个或多个添加液成分源219可包含用于提供抑制剂至化学机械研磨液槽204的抑制剂源226。抑制剂配置于抑制基板上欲研磨的材料的腐蚀。于部分实施例中，抑制剂包含如苯并三唑(benzotriazole；BTA)或1,24-三唑(1,2,4-triazole)。

于部分实施例中，一个或多个添加液成分源219可包含用于提供氧化剂至化学机械研磨液槽204的氧化剂源228。氧化剂配置于氧化基板上欲研磨的材料，形成氧化层，而此氧化层在后续由机械研磨制程移除。于部分实施例中，氧化剂可包含具有一个或多个氧分子的化合物。例如，于部分实施例中，氧化剂可包含一个或多个过氧化氢(hydrogen peroxide)、过硫酸钾(potassium peroxydisulfate)、过硫酸铵(ammonium peroxydisulfate)、过硫酸钠(sodium peroxydisulfate)、过一硫酸氢钾(potassium peroxymonosulfate)、过氧乙酸(peracetic acid)，或过氧化叔丁醇(tert-butyl hydrogen peroxide)。

图3A至图3B为本揭露的部分实施例的用于调节化学机械研磨液体的酸碱值的螯合剂的示意图。应了解图3A至图3B的用于调节化学机械研磨液体的酸碱值的螯合剂并不用于限制本揭露。其他实施例中，亦可使用其他螯合剂。

于部分实施例中，如图3A所示，螯合剂包含具有羰基(如碳原子与氧原子之间具有双键：C＝O)的羧酸衍伸物，并于碳原子连接有带负电原子(如氧、氮，或卤素)。羧酸衍伸物配置于提供化学机械研磨液具有酸性的酸碱值。例如，图3A的螯合剂可配置于提供化学机械研磨液具有酸碱值范围约2至约5。

如图3A所示，于部分实施例中，螯合剂可包含羧酸300(carboxylic acid)。于部分其他实施例中，螯合剂可包含草酸302(oxalic acid)。于部分其他实施例中，螯合剂可包含丙二酸304(malonic acid)。在又其他实施例中，螯合剂可包含酒石酸306(tartaric acid)。

于其他实施例中，如图3B所示，螯合剂包含胺衍伸物，用以提供化学机械研磨液具有碱性的酸碱值。例如，图3B的螯合剂可配置于提供化学机械研磨液具有酸碱值范围约9至约12。

如图3B所示，于部分实施例中，螯合剂可包含乙二胺308(ethylenediamine)。于部分其他实施例中，螯合剂可包含二乙烯三胺310(diethylene triamine)。于部分其他实施例中，螯合剂可包含乙醇胺312(ethanol amine)。在又其他实施例中，螯合剂可包含丙醇胺314(propanol amine)。

图4为本揭露的额外部分实施例的用于形成无酸碱调节剂的化学机械研磨液的化学机械研磨系统400的方块图。

化学机械研磨系统400包含研磨垫404，研磨垫404位于平台402上。研磨垫404具有粗糙上表面404u配置于执行研磨基板408。化学机械研磨系统400还包含配置于研磨垫404上的承载台406。承载台406配置于反向支撑基板408，使得基板408的上表面408t面对研磨垫404。于部分实施例中，基板408的上表面408t可包含金属元素。于部分实施例中，金属性元素可包含金属(如铜、铝、钨等)及/或半导体(如硅、锗等)。

化学机械研磨系统400的操作期间，承载台406将基板408的上表面408t移动至接触研磨垫404的粗糙上表面404u。于部分实施例中，平台402配置于沿着第一转轴410旋转研磨垫404，同时基板408的上表面408t接触研磨垫404的粗糙上表面404u以研磨上表面408t。于部分实施例中，在平台402旋转时，承载台406配置于沿着第二转轴412旋转基板408。

于部分实施例中，研磨垫404上配置有研磨垫调节元件414。研磨垫调节元件414包含多个研磨元件415，研磨元件415沿着研磨垫调节元件414的表面配置，并面向研磨垫404。研磨垫调节元件414配置于给予研磨垫404的上表面404u向下的力，以使研磨垫404的上表面404u粗糙，借此提供好的机械研磨。于部分实施例中，多个研磨元件415可包含钻石颗粒。

研磨液分配元件416配置于将无酸碱调节剂的化学机械研磨液418分配至研磨垫404的上表面404u。于部分实施例中，无酸碱调节剂的化学机械研磨液418不具有酸碱调节剂。换句话说，当无酸碱调节剂的化学机械研磨液418内具有用于调整研磨液的酸碱值的螯合剂时，无酸碱调节剂的化学机械研磨液418内不包含仅用于调整化学机械研磨液的酸碱值的化学物。举例而言，添加螯合剂的额外用途为增加研磨的材料的移除速率，其原理是与金属性离子键结后可自研磨的表面移除。于部分实施例中，无酸碱调节剂的化学机械研磨液418包含水(如去离子水)、螯合剂，及研磨颗粒。于部分实施例中，无酸碱调节剂的化学机械研磨液418亦包含抑制剂、氧化剂，及界面活性剂。

研磨液分配元件416耦接至化学机械研磨液槽204，化学机械研磨液槽204用于储存无酸碱调节剂的化学机械研磨液418。螯合剂源210亦耦接至化学机械研磨液槽204。于部分实施例中，螯合剂源210包含多个螯合剂源210a至210n。多个螯合剂源210a至210n分别配置于输出螯合剂，使无酸碱调节剂的化学机械研磨液418具有一选定的酸碱值。例如，多个螯合剂源210a至210n可包含第一螯合剂源210a配置于输出第一螯合剂，使无酸碱调节剂的化学机械研磨液418具有第一酸碱值，以及第二螯合剂源210b配置于输出第二螯合剂，使无酸碱调节剂的化学机械研磨液418具有第二酸碱值。

于部分实施例中，多个螯合剂源210a至210n可经由阀212耦接至化学机械研磨液槽204，其中阀212透过控制单元216控制。于部分实施例中，酸碱值测量元件218配置于测量化学机械研磨液槽204中的无酸碱调节剂的化学机械研磨液418的第一酸碱值。第一酸碱值提供至控制单元216，而控制单元216操作阀212以选择性地提供化学机械研磨液槽204螯合剂以调整无酸碱调节剂的化学机械研磨液418至目标酸碱值。

于部分实施例中，控制单元216耦接至数据库420(如中央处理单元)。于部分实施例中，数据库420配置于储存多个目标酸碱值422，目标酸碱值422分别对应至不同的化学机械研磨制程。例如，数据库420可包含第一目标酸碱值，于化学机械研磨制程中用于研磨具有第一材料(如硅)的表面。数据库420可包含第二目标酸碱值，于化学机械研磨制程中用于研磨具有第二材料(如铜)的表面。在接收到输入信号S_IN后，数据库420提供目标酸碱值至控制单元216。于部分实施例中，输入信号S_IN取决于制程的步骤(如金属内连接研磨制程)。于部分实施例中，根据基板上要操作的制程，由制程工程师输入输入信号S_IN。于其他实施例中，输入信号S_IN是根据运送至化学机械研磨系统的基板承载台(如晶圆搬运盒)上的条码(bar code)。条码可用于追踪基板承载台内的基板，因此可确定要对此基板执行的制程。根据目标酸碱值，控制单元216选择性地操作阀212以自多个螯合剂源210a至210n中提供一定量的螯合剂至化学机械研磨液槽204。

于部分实施例中，数据库420可用于储存一个或多个额外制程参数，这些参数间接对应至目标酸碱值。例如，于部分实施例中，数据库420可储存用于不同基板的材料成分的螯合剂的移除速率424。由于化学机械研磨液的酸碱值影响了化学机械研磨液的移除速率。因此，于此实施例中，由对应至所选择的移除速率的输入信号S_IN驱使数据库420提供目标酸碱值至控制单元216。目标酸碱值由控制单元216接收，控制单元216操作阀212根据选定的移除速率，自多个螯合剂源210a至210n中提供螯合剂至化学机械研磨液槽204。

例如，图5为本揭露的额外部分实施例的不同螯合剂的化学机械研磨制程的移除速率的实验图表500。如图表500所示，含有丙醇胺的第一螯合剂502可将无酸碱调节剂的化学机械研磨液418由第一酸碱值调节至目标酸碱值，并具有第一移除速率R1。含有乙醇胺的第二螯合剂504可将无酸碱调节剂的化学机械研磨液418由第二酸碱值调节至目标酸碱值，并具有第二移除速率R2，其中第二移除速率R2大于第一移除速率R1。含有乙二胺的第三螯合剂506可将无酸碱调节剂的化学机械研磨液418由第三酸碱值调节至目标酸碱值，并具有第三移除速率R3，其中第三移除速率R3大于第二移除速率R2。含有二乙烯三胺的第四螯合剂508可将无酸碱调节剂的化学机械研磨液418由第四酸碱值调节至目标酸碱值，并具有第四移除速率，其中第四移除速率实质上等于第二移除速率R2。

图6为本揭露的部分实施例的形成无酸碱调节剂的化学机械研磨液的方法600的流程图。

此处以一系列操作或事件描述本揭露的方法(方法100及600)，然应了解各操作或事件并不用于限制本揭露。例如，部分操作可有不同的顺序及/或同时进行。此外，并非所有描述的操作或事件是必须存在于一个或多个实施方式。此外，此处所描述的一个或多个操作亦可分为一个或多个操作及/或层面。

步骤602中，形成化学机械研磨液。

步骤604中，确定化学机械研磨液的目标酸碱值。于部分实施例中，化学机械研磨液的目标酸碱值取决于欲研磨的基板的表面的组成。例如，若欲研磨硅表面，则目标酸碱值具有第一酸碱值。若欲研磨铜表面，则目标酸碱值具有第二酸碱值。于部分实施例中，目标酸碱值可间接地取决于相关制程参数(如化学机械研磨制程的移除速率)。

步骤606中，测量化学机械研磨液的第一酸碱值。

步骤608中，添加螯合剂至化学机械研磨液中以调整化学机械研磨液的酸碱值自第一酸碱值至目标酸碱值。于部分实施例中，测量化学机械研磨液的第一酸碱值(步骤606)及添加螯合剂(步骤608)需要反复地执行，直到化学机械研磨液达到目标酸碱值止。由于螯合剂是配至于调整化学机械研磨液的酸碱值，故化学机械研磨液中不需要添加酸碱调节剂，此处的酸碱调节剂系指仅用于调节化学机械研磨液的酸碱值的化学物。

步骤610中，使用具有目标酸碱值的化学机械研磨液对基板执行化学机械研磨制程。于部分实施例中，化学机械研磨制程可根据步骤612至618来执行。

步骤612中，将基板移至化学机械研磨工具的承载台内，以曝露基板的背向承载台的第一表面。

步骤614中，提供具有目标酸碱值的化学机械研磨液至位于化学机械研磨工具的平台上的研磨垫。

步骤616中，将基板移动至接触化学机械研磨液。当基板与化学机械研磨液接触时，化学机械研磨液中的氧化剂氧化基板的第一表面。

步骤618中，将研磨垫相对于承载台移动(如转动)，以研磨基板的第一表面，其中第一表面为背向承载台。

图7至图10B为本揭露的部分实施例的使用无酸碱调节剂的化学机械研磨液执行化学机械研磨制程的示意图。

图7为化学机械研磨制程的将具有基板408的承载台406，并将基板408移动至接触无酸碱调节剂的化学机械研磨液418的截面图700。

如截面图700所示，提供无酸碱调节剂的化学机械研磨液418至研磨垫404上。研磨垫404具有粗糙上表面404u，粗糙上表面404u面向无酸碱调节剂的化学机械研磨液418。提供基板408至承载台406内，使得基板408的第一表面408s曝露。基板408可包含任何型态的半导体(如硅、硅锗、绝缘体上硅等等)，如半导体晶圆，或是任何型态的金属层、元件、半导体及/或磊晶层等等，或类似者。于部分实施例中，基板408的第一表面408s具有金属性元件(如金属及/或半导体)。基板408具有第一厚度t1。

于部分实施例中，无酸碱调节剂的化学机械研磨液418包含水702、研磨颗粒704、氧化剂706，以及螯合剂708。于部分实施例中，无酸碱调节剂的化学机械研磨液418还包含额外成分，例如腐蚀抑制剂(未图示)或界面活性剂(未图示)。于其他实施例中，无酸碱调节剂的化学机械研磨液418可包含较少成分，例如可不具有研磨颗粒。

图8为基板802经由无酸碱调节剂的化学机械研磨液418内的氧化剂706氧化后的截面图800。

截面图800中，基板408的第一表面408s移动至接触无酸碱调节剂的化学机械研磨液418及/或研磨垫404。化学机械研磨液418内的氧化剂706与基板802进行化学反应，并沿着基板802的第一表面802s形成金属氧化物层804。金属氧化物层804比基板802软，因此可于后续的研磨制程移除。金属氧化物层804包含了部分基板802，因此基板802的厚度自第一厚度t1减少至第二厚度t2，其中第二厚度t2小于第一厚度t1。于部分实施例中，基板802可包含硅，而金属氧化物层804含有氧化硅层。于其他实施例中，基板802含有铜，金属氧化物层804含有氧化铜层。

图9为化学机械研磨制程中，将金属氧化物层804(如图8所示)自基板802的第一表面802s移除的截面图900。如截面图900所示，基板802往研磨垫404的方向移动以将金属氧化物层804进行机械研磨，其中金属氧化物层804透过研磨垫404及/或无酸碱调节剂的化学机械研磨液418的研磨颗粒704进行研磨。金属氧化物层的机械研磨在无酸碱调节剂的化学机械研磨液418中产生金属性离子904，金属性离子904包含铜离子及/或硅离子。于部分实施例中，基板802通过旋转(以902表示)承载台406，与研磨垫404进行相对移动，及/或旋转研磨垫404，使基板802与研磨垫404进行相对移动(未图示)。

图10A为化学机械研磨制程中，金属性离子904被螯合剂708捕捉的截面图1000。

截面图1000中，金属性离子904与螯合剂708的开放键结合，使得基板802的第一表面802s上的金属性离子904被移除。移除基板802的第一表面802s上的金属性离子904使得金属性离子904为溶解的形式，也因此增加了基板802上的金属氧化物层的移除速率。

图10B为本揭露的部分实施例的含有乙二胺的螯合剂的示意图1002。示意图1002中，含有乙二胺的螯合剂1008的开放键1006(open bond)与具有Si⁴⁺的金属性离子1004键结。化学机械研磨制程期间，通过开放键1006与具有Si⁴⁺的金属性离子1004键结，螯合剂1008具有捕捉自基板的表面所移除的金属性离子1004的能力，借此经由自基板的表面移除金属性离子1004而增进化学机械研磨制程的移除速率。

因此，本揭露是关于无酸碱调节剂的化学机械研磨液以及形成无酸碱调节剂的化学机械研磨液的方法，其中酸碱调节剂系指仅用于调节化学机械研磨液的酸碱值的化学物。

本揭露的一实施例为一种执行化学机械研磨制程的方法，包含形成具有第一酸碱值的化学机械研磨液。确定化学机械研磨液的目标酸碱值。提供螯合剂至化学机械研磨液，其中螯合剂配置于键结金属性离子，以将化学机械研磨液的酸碱值自第一酸碱值调整至目标酸碱值。

依据本揭露的部分实施例，其中螯合剂具有化学成分，其中化学成分取决于第一酸碱值及目标酸碱值。

依据本揭露的部分实施例，还包含自第一螯合剂源提供螯合剂，以分别将化学机械研磨液的目标酸碱值控制在第一范围，其中第一范围约2至约5。或自第二螯合剂源提供螯合剂，以分别将化学机械研磨液的目标酸碱值控制在第二范围，其中第二范围约9至约12。

依据本揭露的部分实施例，其中螯合剂包含羧酸衍伸物，配置于将化学机械研磨液的酸碱值自第一酸碱值调整至目标酸碱值，其中目标酸碱值的范围约2至约5。

依据本揭露的部分实施例，其中羧酸衍伸物包含一个或多个的羧酸(carboxylic acid)、草酸(oxalic acid)、丙二酸(malonic acid)，或酒石酸(tartaric acid)。

依据本揭露的部分实施例，其中螯合剂包含胺衍伸物，其中胺衍伸物包含一个或多个的乙二胺(ethylene diamine)、二乙烯三胺(diethylene triamine)、乙醇胺(ethanol amine)，或丙醇胺(propanol amine)。

依据本揭露的部分实施例，还包含测量化学机械研磨液的第一酸碱值。添加螯合剂至化学机械研磨液，其中螯合剂具有化学成分，其中化学成分取决于第一酸碱值及目标酸碱值。

依据本揭露的部分实施例，还包含测量化学机械研磨液的第一酸碱值。提供具有选定体积的螯合剂至化学机械研磨液，其中螯合剂的选定体积取决于第一酸碱值及目标酸碱值。

依据本揭露的部分实施例，还包含不添加酸碱调节剂至化学机械研磨液，其中酸碱调节剂为化学物，此化学物仅用于调整化学机械研磨液的酸碱值。

依据本揭露的部分实施例，还包含提供具有目标酸碱值的化学机械研磨液至位于平台上的研磨垫。提供基板至承载座内。将基板的上表面移动至接触研磨垫。将研磨垫相对于承载座移动，以研磨基板的上表面。

依据本揭露的部分实施例，其中基板的上表面包含半导体或金属。

本揭露的另一实施例为一种执行化学机械研磨制程的方法，包含形成具有第一酸碱值的化学机械研磨液。确定化学机械研磨液的目标酸碱值。测量化学机械研磨液的第一酸碱值。提供螯合剂至化学机械研磨液，以将化学机械研磨液的酸碱值自第一酸碱值调整至目标酸碱值，其中螯合剂具有化学成分，其中化学成分取决于第一酸碱值及目标酸碱值。提供具有目标酸碱值的化学机械研磨液至化学机械研磨工具，其中化学机械研磨工具配置于对基板执行化学机械研磨制程。

依据本揭露的部分实施例，其中螯合剂还包含配置于键结金属性离子，其中键结金属性离子是通过与金属性离子形成一个或多个键结。

依据本揭露的部分实施例，还包含添加选定体积的螯合剂至化学机械研磨液，其中螯合剂的选定体积取决于第一酸碱值及目标酸碱值。

依据本揭露的部分实施例，其中螯合剂的化学成分的选择是取决于化学机械研磨液的目标移除速率。

依据本揭露的部分实施例，还包含反复地测量化学机械研磨液的第一酸碱值及添加螯合剂以逐渐地改变化学机械研磨液的酸碱值至目标酸碱值为止。

依据本揭露的部分实施例，还包含不添加酸碱调节剂至化学机械研磨液。

本揭露的又一实施例为一种化学机械研磨系统，包含化学机械研磨液槽、酸碱值测量元件，以及控制单元。化学机械研磨液槽配置于储存化学机械研磨液。酸碱值测量元件配置于测量化学机械研磨液的酸碱值。控制单元配置于操作阀，并根据酸碱值与目标酸碱值的差异，选择性地自螯合剂源提供螯合剂至化学机械研磨液槽，其中螯合剂配置于键结金属性离子并用于将化学机械研磨液的酸碱值调整至目标酸碱值。

依据本揭露的部分实施例，其中控制元件配置于选择性地操作阀是取决于目标酸碱值，以自第一螯合剂源提供螯合剂，分别将化学机械研磨液的目标酸碱值控制在第一范围，其中第一范围约2至约5。或自第二螯合剂源提供螯合剂，分别将化学机械研磨液的目标酸碱值控制在第二范围，其中第二范围约9至约12。

依据本揭露的部分实施例，还包含数据库，配置于储存多个目标酸碱值。化学机械研磨工具，配置于对基板的表面执行化学机械研磨制程，其中数据库配置于根据基板的表面的材料成分，选择多个目标酸碱值的一为目标酸碱值。

上文概述了若干实施例的特征，以便本领域熟悉此项技艺者可更好地理解本揭示案的态样。本领域熟悉此项技艺者应当了解到他们可容易地使用本揭示案作为基础来设计或者修改其他制程及结构，以实行相同目的及/或实现相同优势的。本领域熟悉此项技艺者亦应当了解到，此类等效构造不脱离本揭示案的精神及范畴，以及在不脱离本揭示案的精神及范畴的情况下，其可对本文进行各种改变、取代及变更。