專利名稱：拋光組合物及使用它的拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來(lái)拋光半導(dǎo)體、光掩模和各種存儲(chǔ)硬盤的基材的拋光組合物，具體涉及一種例如在半導(dǎo)體工業(yè)中用來(lái)拋光器件晶片的表面使之平整的拋光組合物。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及這樣一種拋光組合物，在對(duì)半導(dǎo)體器件應(yīng)用所謂的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)的拋光步驟中，在加工器件晶片的過(guò)程中，它的效率高，選擇性高，并可用來(lái)形成優(yōu)良的拋光表面；還涉及采用該組合物的拋光方法。
背景技術(shù)：
包括電腦的所謂高技術(shù)產(chǎn)品近年來(lái)進(jìn)展很大，用于這些產(chǎn)品的部件例如ULSI器件，已逐年被開發(fā)出來(lái)，以便達(dá)到高集成度和高速度。伴隨著這些進(jìn)展，半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)尺度逐年精細(xì)化，在制造器件的過(guò)程中，聚焦深度日益變淺，形成圖案的表面的平整化要求也就越來(lái)越嚴(yán)格。
另外，為了對(duì)付由于在器件上布線細(xì)化導(dǎo)致的線路電阻增大問(wèn)題，研究了采用銅代替鎢或鋁作為布線材料。根據(jù)其本性，銅幾乎不能通過(guò)各向異性侵蝕進(jìn)行加工，因此它需要下述加工。
即在絕緣層上形成布線的凹槽和通道之后，通過(guò)噴鍍或電鍍形成銅線(所謂的金屬鑲嵌方法)，接著，將沉積在絕緣層上不需要的銅層用化學(xué)機(jī)械拋光(下面稱為CMP)法除去，化學(xué)機(jī)械拋光是機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的結(jié)合。
但是，在這種加工中也可能發(fā)生銅原子擴(kuò)散進(jìn)入絕緣層內(nèi)，破壞器件性能的情況。因此，為了防止銅原子的擴(kuò)散，研究了在形成了布線的凹槽或通道的絕緣層上提供一隔離層。作為這種隔離層的材料，從器件的可靠性角度考慮，金屬鉭或一種鉭化合物例如氮化鉭是最適合的，預(yù)計(jì)將來(lái)是最多使用的。在本發(fā)明中，“鉭化合物”不僅包括氮化鉭之類的化合物，還包括金屬鉭，“銅”不僅包括銅，還包括含例如鋁的銅合金。
因此，在對(duì)這種包含該銅層和含鉭化合物的半導(dǎo)體器件進(jìn)行CMP加工的過(guò)程中，首先分別拋光最外層的銅層，然后拋光作為隔離層的含鉭化合物層，當(dāng)拋光達(dá)到二氧化硅或單氟氧化硅(SiOF)絕緣層時(shí)，拋光就告結(jié)束。作為理想的拋光過(guò)程，要求僅使用一種拋光組合物，在一個(gè)拋光步驟中將銅層和含鉭化合物層均勻地拋光除去，當(dāng)達(dá)到絕緣層時(shí)拋光過(guò)程一定要結(jié)束。
但是，銅和含鉭化合物的硬度、化學(xué)穩(wěn)定性和其他機(jī)械性能都不同，因此加工性能不同，所以，難以采用這樣一種理想的拋光方法。因此，研究了下述的兩步拋光方法，即拋光過(guò)程分為兩步。
首先，在第一步拋光步驟中(下面稱為第一步拋光)，采用能夠高效拋光銅層的拋光組合物，對(duì)銅層進(jìn)行拋光，此時(shí)使用例如含鉭化合物層作為阻擋層，直至達(dá)到這一含鉭化合物層。在這里，為了不在銅層表面上形成各種表面缺陷例如凹坑、磨蝕、沉陷等，在達(dá)到含鉭化合物層之前，即仍保留微量銅層時(shí)，可以立刻終止第一步拋光。接著，在第二步拋光步驟(下面稱為第二步拋光)中，使用能夠高效地主要拋光含鉭化合物層的拋光組合物，對(duì)余留的薄銅層和含鉭化合物層進(jìn)行拋光，此時(shí)絕緣層用作阻擋層，當(dāng)達(dá)到絕緣層時(shí)，結(jié)束拋光。
這里，沉陷、凹坑和磨蝕是由于對(duì)布線部分過(guò)分拋光而形成的表面缺陷，凹坑指布線部分內(nèi)的凹坑(該情形下是銅)，它們通常由布線部分的化學(xué)侵蝕作用引起。磨蝕指這樣的現(xiàn)象，即在銅布線部分與絕緣部分排列成行的情形下，絕緣部分與絕緣面部分(非排列成行部分)相比，被過(guò)分拋光，這通常由墊板的彈性變形、絕緣層的高磨削速率和對(duì)絕緣部分的過(guò)分壓力集中引起。沉陷指這樣的現(xiàn)象，即在銅布線部分具有相對(duì)較寬寬度情形下，布線的中心部分以盤狀凹陷，這通常由墊板的變形引起。
隨著器件的小型化，布線層的剖面面積變小，由此當(dāng)制造器件時(shí)，就可能產(chǎn)生上述的表面缺陷，因此，布線部分的面積就會(huì)進(jìn)一步減小，線路電阻增大，或在極端情形下導(dǎo)致斷路。所以，在第一步拋光中，重要的是不讓第二步拋光不能除去的表面缺陷形成于布線層上，同時(shí)銅層的磨削速率應(yīng)當(dāng)不受影響。
關(guān)于這種第一步拋光所用的拋光組合物，例如JP-A-7-233485(現(xiàn)有技術(shù)1)揭示了一種銅類型金屬層用的拋光液體，它含有至少一種選自氨基乙酸(以后稱為甘氨酸)和酰胺硫酸的有機(jī)酸、氧化劑和水，而且揭示了使用這種拋光液體制造半導(dǎo)體器件的方法。此外，JP-A-8-83780揭示了一種研磨劑，它含有氨基乙酸和/或酰胺硫酸、氧化劑、水和苯并三唑或其衍生物，和使用該研磨劑的拋光方法。使用這樣一種拋光液體(或研磨劑)拋光銅層時(shí)，可獲得相對(duì)高的磨削速率。
但是，本發(fā)明者進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，使用僅含有研磨劑、甘氨酸和過(guò)氧化氫的拋光組合物拋光帶有銅線形成圖案的晶片，拋光后銅上的化學(xué)侵蝕效果和銅表面上的磨蝕會(huì)很顯著，可能會(huì)在銅線部分上形成深坑。此外，為了抑制銅表面上的腐蝕，加入具有抑制對(duì)銅化學(xué)侵蝕作用的苯并三唑時(shí)，如果苯并三唑的加入量太大，那么銅層的磨削速率就會(huì)太低，而拋光時(shí)間很長(zhǎng)，這樣效率不高。另一方面，苯并三唑的加入量太少時(shí)，就不能獲得充分抑制化學(xué)侵蝕效果的作用，由此就不能充分抑制銅布線部分上的凹坑的形成。
根據(jù)本發(fā)明者進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使用如現(xiàn)有技術(shù)1中所述含有研磨劑、甘氨酸、苯并三唑和水的拋光組合物拋光銅線時(shí)，在充分抑制銅布線部分上凹坑的形成的同時(shí)不能提供充分的銅層磨削速率。
參看

圖1，從物理化學(xué)的角度，再來(lái)看凹坑的形成。圖1(a)顯示了拋光達(dá)到阻擋層(含鉭化合物鉭)時(shí)器件的狀態(tài)。圖1(b)和1(c)是圖1(a)中A部分的放大視圖，用以說(shuō)明效果。圖1(d)顯示了拋光后器件的狀態(tài)。如圖1(a)-1(d)所示，可以得出結(jié)論，凹坑由下述兩種作用形成即，第一種作用是拋光過(guò)程中由摩擦力和壓力形成的電壓的作用。如圖1(a)和1(b)所示，含鉭化合物的表面被拋光組合物氧化，很容易變成氧化鉭(Ta2O5)。氧化鉭是高介電和高壓電的物質(zhì)，因此，當(dāng)壓力施加到氧化鉭上時(shí)，就會(huì)形成電壓。因此，在拋光過(guò)程中，如果壓力和摩擦力施加到器件表面上，就會(huì)在變成氧化鉭的含鉭化合物的表面上由壓電作用形成電壓(所述表面層是充負(fù)電，Ta界面充正電)。第二種作用是由形成于銅與含鉭化合物之間的所謂的原電池產(chǎn)生的作用。該作用由銅(Cu)與含鉭化合物之間的特定電化學(xué)勢(shì)差形成。與含鉭化合物相比，銅是基體金屬，易溶于水中。因此，如果電壓是由第一種作用形成，那么電子就由充正電的氧化鉭移走，由此銅就易于離子化，如圖1(c)所示，銅有選擇地發(fā)生化學(xué)侵蝕，由此如圖1(d)所示，拋光后沿銅布線部分就會(huì)形成深凹坑。在那時(shí)，拋光組合物充當(dāng)電解質(zhì)，并由此促進(jìn)化學(xué)侵蝕作用。
所以，迫切需要開發(fā)一種具有適當(dāng)銅層磨削速率的拋光組合物，使用它拋光銅與含鉭化合物共存的拋光物件時(shí)，不會(huì)在銅布線部分上形成凹坑，即可同時(shí)降低對(duì)銅的化學(xué)侵蝕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的。且，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種拋光組合物，在制造基材上包含至少一層銅和一層含鉭化合物的半導(dǎo)體器件的CMP過(guò)程中，使用它能夠在銅的化學(xué)侵蝕作用低的情形下，即通過(guò)抑制銅布線部分上凹坑的形成進(jìn)行拋光，不會(huì)削弱銅層的磨削速率；本發(fā)明還提供采用這樣的拋光組合物的拋光方法。
本發(fā)明的拋光組合物包含(a)至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的研磨劑；(b)至少一種有機(jī)化合物，它選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物 其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整數(shù)，(c)至少一種選自檸檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和組氨酸的加速拋光的化合物；(d)至少一種選自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蝕劑；(e)過(guò)氧化氫；(f)水。
本發(fā)明的拋光組合物的特征在于有機(jī)化合物(b)包含(b1)，至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷和由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物；還包含(b2)，至少一種選自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有機(jī)化合物。
本發(fā)明的拋光組合物的特征還在于有機(jī)化合物(b)包含(b3)，由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物；和(b2)，至少一種選自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有機(jī)化合物。
本發(fā)明的拋光組合物的特征在于，由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物是由式(2)表示的二烷基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚 其中R1和R2各是C1-10烷基，m和n各是1-20正整數(shù)。
本發(fā)明的拋光方法包括用上述拋光組合物，拋光具有形成于基材上的至少一層銅和一層含鉭化合物的半導(dǎo)體器件。
下面參照優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明在附圖中，圖1(a)-1(d)是說(shuō)明器件的銅布線部分上的凹坑形成機(jī)理的示意圖。
具體實(shí)施例方式
研磨劑作為本發(fā)明拋光組合物的一種組分，在CMP過(guò)程中用來(lái)機(jī)械拋光。作為這樣的研磨劑，通常已知的是使用如金屬的氧化物、氮化物或碳化物之類的微粒。在本發(fā)明中，使用至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的組分，尤其優(yōu)選使用二氧化硅。
所述二氧化硅包括多種性能或制備方法不同的二氧化硅類型，包括膠體二氧化硅、熱解法二氧化硅和其他類型。在本發(fā)明中，可以使用它們中的一種或它們中的多種的混合物。但是，更優(yōu)選使用膠體二氧化硅。
氧化鋁包括α-氧化鋁、γ-氧化鋁、θ-氧化鋁、κ-氧化鋁和其他不同形態(tài)的氧化鋁。此外，從其制備方法來(lái)講，有所謂的膠體氧化鋁或熱解法氧化鋁。在本發(fā)明中，可以使用它們中的一種或多種的混合物。但是，優(yōu)選使用能夠以穩(wěn)定膠體形態(tài)分散于水中的膠體氧化鋁或熱解法氧化鋁。
此外，研磨劑是通過(guò)機(jī)械作用作為研磨粒子來(lái)拋光待拋光表面的，而粒徑對(duì)拋光表面的磨削速率或磨削量有影響。即，從保持足夠的磨削速率和抑制拋光后器件表面上缺陷形成的角度考慮，粒徑優(yōu)選10-100nm，更優(yōu)選20-80nm，再優(yōu)選30-60nm，所述粒徑是由BET方法測(cè)得的表面積上得到的平均粒徑。
拋光組合物中研磨劑的濃度優(yōu)選0.5-200g/l，更優(yōu)選5-100g/l。如果研磨劑的濃度過(guò)小，機(jī)械拋光作用就下降，由此銅層的磨削速率在一些情形中就可能下降。另一方面，如果研磨劑的濃度過(guò)高，那么機(jī)械拋光作用就增大，由此拋光含鉭化合物層的速率就會(huì)過(guò)高，會(huì)形成侵蝕。
有機(jī)化合物有機(jī)化合物作為本發(fā)明拋光組合物中的一種組分，是至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物 其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整數(shù)。
聚環(huán)氧乙烷通常稱為聚乙二醇，并具有下述結(jié)構(gòu)式H-(OCH2CH2)n-OH其中n是整數(shù)，表示加成的乙二醇的摩爾數(shù)。
聚環(huán)氧丙烷通常稱為聚丙二醇并具有下述結(jié)構(gòu)式H-(OCH(CH)3CH2)m-OH其中m是整數(shù)，表示加成的丙二醇的摩爾數(shù)。
聚環(huán)氧乙烷和聚環(huán)氧丙烷的分子量沒有特別限制，但是優(yōu)選平均分子量為100-10000，更優(yōu)選200-1000。
聚環(huán)氧乙烷和聚環(huán)氧丙烷在拋光一種器件時(shí)起抑制銅布線部分上凹坑的作用。為了充分發(fā)揮該作用，它們的加入量?jī)?yōu)選1-200g/L，更優(yōu)選10-100g/L，以組合物總量為基準(zhǔn)。如果該加入量過(guò)小，就達(dá)不到充分抑制凹坑的效果。另一方面，如果該加入量過(guò)大，就會(huì)妨礙研磨劑或加速拋光的化合物的加速拋光的作用，磨削速率就會(huì)下降。
聚氧乙烯烷基醚具有下述結(jié)構(gòu)式，它是由環(huán)氧乙烷加成聚合成的線型或支化高級(jí)醇R-O-(CH2CH2O)n-H其中R是烷基，n是整數(shù)，表示加成的乙二醇的摩爾數(shù)。
聚氧丙烯烷基醚具有下述結(jié)構(gòu)式，它是由環(huán)氧丙烷加成聚合成的線型或支化高級(jí)醇R-O-(CH2CH(CH3)O)m-H其中R是烷基，m是整數(shù)，表示加成的丙二醇的摩爾數(shù)。
聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚具有下述結(jié)構(gòu)式，它是由環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷加成聚合成的線型或支化高級(jí)醇R-O-(CH2CH(CH3)O)m-(CH2CH2O)n-H其中R是烷基，m和n各是整數(shù)，分別表示加成的丙二醇和乙二醇的摩爾數(shù)。
由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物優(yōu)選是由式(2)表示的二烷基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚 其中R1和R2各是C1-10烷基，m和n各是1-20正整數(shù)。
聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的分子量沒有特別限制。但是它們優(yōu)選的平均分子量為1000-30000，更優(yōu)選2000-20000。從這樣的事實(shí)，即如果分子內(nèi)僅有親水性基團(tuán)或憎水性基團(tuán)就不會(huì)有作用，明顯地，加成的親水性基團(tuán)(環(huán)氧乙烷)和憎水性基團(tuán)(烷基)的摩爾數(shù)的平衡就很重要。即，分子內(nèi)加成的親水性基團(tuán)的量?jī)?yōu)選10-80％。此外，聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚可以具有任選的烷基，含量要不削弱本發(fā)明的效果。
聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚在拋光器件中起抑制銅布線部分上的凹坑的作用。為了充分發(fā)揮該作用，它們的加入量?jī)?yōu)選1-50g/L，更優(yōu)選2-30g/L，以組合物總量為基準(zhǔn)。此外，式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的量?jī)?yōu)選0.5-100g/L，更優(yōu)選1-50g/L，以組合物的總量為基準(zhǔn)。如果該量過(guò)小，就達(dá)不到充分抑制凹坑的效果。另一方面，如果該加入量過(guò)大，就會(huì)妨礙研磨劑或加速拋光的化合物的加速拋光的作用，磨削速率就會(huì)下降。
聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物中的每個(gè)都是非離子型的有機(jī)化合物，而且不增大拋光組合物的導(dǎo)電性。由此認(rèn)為，即使這樣的有機(jī)化合物加入到該拋光組合物中，拋光組合物也能夠保持低導(dǎo)電性，而且拋光組合物在拋光過(guò)程中很難起電解質(zhì)的作用。具體地說(shuō)，導(dǎo)電性優(yōu)選至多為100μm·cm。
要求聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物溶解于或懸浮于所述組合物中?？梢月?lián)合使用多種上述有機(jī)化合物的組合物，用量要不削弱本發(fā)明的效果，而它們可以以任選的比例組合。
此外，預(yù)計(jì)這樣的聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的共聚物，即聚氧乙烯共聚物、聚氧丙烯共聚物和聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物具有類似的作用。
加速拋光的化合物加速拋光的化合物作為本發(fā)明拋光組合物中的一種組分，它是至少一種選自檸檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和組氨酸的化合物。在本文中，“加速拋光的化合物”是指在過(guò)氧化氫溶解于純水而形成的溶液中加入該加速拋光化合物就能使銅更容易溶解的化合物。這樣的化合物具有鰲合銅從而加快銅層拋光的作用。其中優(yōu)選甘氨酸。
此外，該加速拋光的化合物加入量?jī)?yōu)選2-20g/L，更優(yōu)選5-15g/L，以拋光組合物為基準(zhǔn)。如果加入量低于2g/L，那么銅層的磨削速率就低，這樣不好；而如果超過(guò)20g/L，銅層的磨削速率就會(huì)過(guò)高，控制拋光就很難，而且使用該拋光組合物時(shí)，就需要很小心。
防腐蝕劑防腐蝕劑作為本發(fā)明拋光組合物中的一種組分，它是至少一種選自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蝕劑。防腐蝕劑在拋光期間和之后具有保護(hù)銅層表面的作用，并具有抑制銅磨蝕的作用。尤其優(yōu)選苯并三唑。
防腐蝕劑加入量?jī)?yōu)選0.01-0.2g/L，更優(yōu)選0.02-0.1g/L，以拋光組合物總量為基準(zhǔn)。如果加入量低于0.01g/L，銅層表面拋光后就會(huì)易于腐蝕，這樣不合需要；而如果超過(guò)0.2g/L，對(duì)銅形成保護(hù)層的作用就會(huì)很強(qiáng)，由此可能導(dǎo)致拋光過(guò)程中的不均勻性，或銅的磨削速率過(guò)低，這是不利的。
過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫作為本發(fā)明拋光組合物的一種組分，在本發(fā)明的拋光組合物中用作氧化劑。過(guò)氧化氫在此的特征在于，它是具有足夠的氧化作用使銅層發(fā)生氧化并不含金屬離子雜質(zhì)的氧化劑，能夠容易得到，因此，它尤其適于本發(fā)明的拋光組合物。
過(guò)氧化氫在本發(fā)明拋光組合物中的加入量?jī)?yōu)選2-40g/L，更優(yōu)選5-20g/L，以拋光組合物總量為基準(zhǔn)。如果過(guò)氧化氫含量過(guò)少或過(guò)多，銅層的磨削速率就會(huì)下降。
水水作為本發(fā)明拋光組合物的一種組分，優(yōu)選雜質(zhì)含量盡可能低，使上述各種組分能夠確切地發(fā)揮它們的作用。即，水優(yōu)選為蒸餾水，或是用離子交換樹脂除去雜質(zhì)離子并藉過(guò)濾器除去懸浮物質(zhì)的水。
拋光組合物本發(fā)明的拋光組合物的制備方式是在水中溶解或分散上述各組分，即至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的研磨劑；至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物 其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整數(shù)；至少一種選自檸檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和組氨酸的加速拋光的化合物；至少一種選自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蝕劑；和過(guò)氧化氫。另外，在一些情形下，可以加入抑制侵蝕劑并混合。
在本文中，溶解或分散各組分的方法和順序是任選的。例如可以采用葉片型攪拌器攪拌，或采用超聲波分散。用這種方法，研磨劑以外的組分就溶解，研磨劑就分散在水中，因此組合物就可成為均勻的分散液。
此外，在制備上述拋光組合物時(shí)，可以適宜地混入堿性化合物、各種表面活性劑和其他物質(zhì)，目的是保持制品的質(zhì)量，或提供安全性，或根據(jù)待拋光器件的類型、拋光條件和其他的拋光要素而定。
本發(fā)明的拋光組合物的pH值沒有特別限制，但是優(yōu)選將組合物的pH值調(diào)節(jié)至3-10。多種堿性化合物都可以用作pH值的提高劑。具體可以提到的有氨水、乙二胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、哌啶、哌嗪和乙醇胺。其中優(yōu)選對(duì)銅的侵蝕作用小并難于附聚研磨劑粒子的那些，和優(yōu)選不含其他金屬作為雜質(zhì)的那些。從這樣的角度考慮，優(yōu)選氫氧化四甲基銨。另一方面，作為用來(lái)降低pH值的pH值控制劑，上述檸檬酸、草酸、酒石酸和侵蝕抑制劑就有這樣的作用。作為其他的例子，可以提到的有無(wú)機(jī)酸例如鹽酸、硝酸、硫酸、碳酸、磷酸和氯乙酸。
本發(fā)明的拋光組合物可以加入侵蝕抑制劑，來(lái)抑制對(duì)銅的靜態(tài)化學(xué)侵蝕作用。在本文中，“靜態(tài)”指拋光之前或之后，物件接觸拋光組合物時(shí)在沒有接受任何機(jī)械作用情形下的化學(xué)侵蝕作用。侵蝕抑制劑指這樣的化合物，它在飽和的烴或有一個(gè)或兩個(gè)不飽和鍵的烴的主鏈上至少有一個(gè)羧基。此外，在這樣的化合物中，優(yōu)選碳原子數(shù)至少為10。另外，優(yōu)選水溶性至多為0.2g/100g。具體可以涉及到的有例如月桂酸、亞油酸、肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸、油酸、癸二酸和十二烷二酸的組分。更優(yōu)選的是具有一個(gè)羧基的那些，從這個(gè)角度考慮，優(yōu)選月桂酸、亞油酸、肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸或油酸，更優(yōu)選月桂酸或亞油酸。
拋光組合物中侵蝕抑制劑的含量通常為0.01-1g/L優(yōu)選0.02-0.1g/L，以組合物總量為基準(zhǔn)。如果侵蝕抑制劑的含量低于0.01g/L，就不能充分抑制對(duì)銅的化學(xué)侵蝕作用。另一方面，如果其含量高于1g/L，就會(huì)過(guò)分抑制銅層的磨削速率，就會(huì)難于溶解于拋光組合物中。
在本發(fā)明的拋光組合物中，還可以使用表面活性劑用來(lái)提高研磨劑的可分散性，或者調(diào)節(jié)拋光組合物的粘度或表面張力。表面活性劑包括例如分散劑、潤(rùn)濕劑、增稠劑、消沫劑、發(fā)泡劑、斥水劑等。用作分散劑的表面活性劑通?？梢允腔撬犷愋?、磷酸類型、羧酸類型或非離子類型。
本發(fā)明的拋光組合物可以制備成較高濃度的儲(chǔ)液，并以該形式儲(chǔ)存或輸送，這樣它可以在實(shí)際拋光操作中使用時(shí)進(jìn)行稀釋。前述優(yōu)選的濃度范圍是指實(shí)際拋光操作時(shí)所用的濃度范圍。不用說(shuō)，在采用該稀釋方法的情形下，儲(chǔ)存或輸送期間的儲(chǔ)液當(dāng)然是濃度較高的溶液。
此外，過(guò)氧化氫具有這樣的特性，它在例如金屬離子或銨離子存在條件下會(huì)分解。因此，宜在實(shí)際用于拋光操作之前，即將它加入或混入到拋光組合物中。本發(fā)明的至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物一定程度上能夠抑制過(guò)氧化氫的這種分解，但是混入另外的醇或羧酸也能夠抑制這種分解。此外，用上述pH調(diào)節(jié)劑也可以獲得這種效果。但是，這種分解也受儲(chǔ)存環(huán)境的影響，在輸送期間由于溫度變化或由于應(yīng)力的形成，部分過(guò)氧化氫可能分解。因此，還是在拋光前立即混入過(guò)氧化氫為好。
拋光方法本發(fā)明的拋光方法包括用包含上述各組分，即至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的研磨劑；至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物；至少一種選自檸檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和組氨酸的加速拋光的化合物；至少一種選自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蝕劑；過(guò)氧化氫和水的拋光組合物，拋光具有形成于基材上的至少一層銅和一層含鉭化合物的半導(dǎo)體器件。
用該拋光方法，就能夠在銅化學(xué)侵蝕作用低的情形下，即抑制銅布線部分上凹坑的形成的情形下進(jìn)行拋光，而不削弱銅層的磨削速率。
這樣低的銅層化學(xué)侵蝕作用原因，即抑制凹坑的形成的原因，被認(rèn)為如下所述。
即，通過(guò)向所述拋光組合物中加入至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物，就可以抑制銅布線部分上凹坑的形成。通過(guò)加入這樣的有機(jī)化合物，本發(fā)明的拋光組合物就可抑制其作為電解質(zhì)的作用，該電解質(zhì)作用通過(guò)上述兩種對(duì)銅布線部分上的作用(見圖1(a)-1(d))而促進(jìn)銅的溶解。此外，加入防腐蝕劑以便在銅層表面上形成保護(hù)層，可增強(qiáng)防腐蝕作用。另外，據(jù)認(rèn)為，加入侵蝕防止劑來(lái)抑制靜態(tài)化學(xué)侵蝕作用，即使待拋光物件在拋光之前或之后遇到拋光組合物時(shí)，也能夠抑制化學(xué)侵蝕作用。
此外，上述組分以外的各組分在拋光銅時(shí)的作用如下所述。首先，研磨劑用于進(jìn)行所謂的機(jī)械拋光并加速拋光。過(guò)氧化氫則對(duì)銅表面起氧化作用，形成脆的氧化層。此外，加速拋光的化合物影響氧化的銅表面，與銅離子形成鰲合物。在本文中，銅的拋光過(guò)程是通過(guò)過(guò)氧化氫和所述加速拋光化合物對(duì)銅的化學(xué)作用與研磨劑機(jī)械作用的綜合作用進(jìn)行的。此外，防腐蝕劑在拋光后抑制銅表面的磨蝕，而且進(jìn)一步抑制對(duì)銅的過(guò)分化學(xué)侵蝕作用。據(jù)認(rèn)為，通過(guò)這些作用，就能夠抑制銅布線部分上凹坑的形成，并能夠?qū)崿F(xiàn)高的銅磨削速率。
當(dāng)晶片上有含銅和鉭化合物的設(shè)計(jì)圖案時(shí)，就可以采用本發(fā)明的拋光組合物，即包含至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的研磨劑；至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物；至少一種選自檸檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和組氨酸的加速拋光的化合物；至少一種選自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蝕劑；過(guò)氧化氫和水的拋光組合物，進(jìn)行拋光，所述各組分的濃度或含量為上述優(yōu)選的濃度或含量。銅層的磨削速率可以達(dá)到至少5000埃/分鐘，布線寬度為10微米的銅布線部分上的凹坑深度不超過(guò)600埃，這樣的狀況僅僅除去了銅層。
下面，參照一些實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，應(yīng)當(dāng)明白，這些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明決不起限制作用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1-57和對(duì)比例1-8拋光組合物的制備和組分將平均粒徑40nm的膠體二氧化硅用作研磨劑，甘氨酸用作加速拋光的化合物、苯并三唑用作防腐蝕劑、過(guò)氧化氫和表1所示的各種類型的有機(jī)化合物與水混合，使它們以表1所示比例共混，制成實(shí)施例1-57和對(duì)比例1-8中的各種拋光組合物。
在實(shí)施例1-17中，乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚或聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚用作有機(jī)化合物，改變其分子量和用量，其他組分即膠體二氧化硅、甘氨酸、苯并三唑和過(guò)氧化氫的含量分別相同。
在實(shí)施例18-53中，聚環(huán)氧乙烷(分子量400)或聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量8000)用作有機(jī)化合物。其中在實(shí)施例18-23中，有機(jī)化合物的用量是變化的，在實(shí)施例24-29中，聚環(huán)氧乙烷的用量是變化的。此外，在實(shí)施例30-35中，膠體二氧化硅的濃度是變化的，在實(shí)施例36-41中，甘氨酸的用量是變化的。另外，在實(shí)施例42-47中，苯并三唑的用量是變化的，在實(shí)施例48-53中，過(guò)氧化氫的用量是變化的，其他各種組分相同。
此外，在實(shí)施例54中，加入聚環(huán)氧乙烷(分子量400)和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量9000)作為兩種類型的有機(jī)化合物，其他組分的用量與實(shí)施例1所述相同。此外，在實(shí)施例55中，研磨劑和實(shí)施例1中所述的其他組分的用量增大，在實(shí)施例56和57中，月桂酸和亞油酸分別作為與實(shí)施例1相同的組合物的侵蝕抑制劑被加入。
在對(duì)比例1中，沒有加入有機(jī)化合物。在對(duì)比例2、5和8中，沒有加入研磨劑，其中在對(duì)比例5和8中，聚丙烯酸鉀(分子量5000)和聚乙烯醇(分子量5000)分別用作有機(jī)化合物。此外，在對(duì)比例3、4、6和7中，聚丙烯酸銨(分子量5000)、聚丙烯酸鉀(分子量5000)、聚乙烯醇(分子量20000)和聚乙烯醇(分子量5000)分別用作有機(jī)化合物。
至于過(guò)氧化氫溶液，使用可買到的31％水溶液，它在拋光前即時(shí)混入組合物。然而，表1所示過(guò)氧化氫的用量是組合物中的真實(shí)用量。
表1

表1(續(xù))

表1(續(xù))

*注釋在實(shí)際拋光中，用水將組合物稀釋5倍，(4份水加入到1份拋光組合物中)。
在表1中，EG表示乙二醇，PEG聚環(huán)氧乙烷，PPG聚環(huán)氧丙烷，POEAE聚氧乙烯烷基醚，POPAE聚氧丙烯烷基醚，POEPOPAE聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚，Pa-NH4:聚丙烯酸銨，Pa-K聚丙烯酸鉀，PVA聚乙烯醇。此外，每者的分子量用這樣的方式表示，例如分子量1000表示為M1000。此外，BTA表示苯并三唑，La表示月桂酸，Ln表示亞油酸。
拋光試驗(yàn)用實(shí)施例1-57和對(duì)比例1-8中的各拋光組合物，在下述條件下，對(duì)要拋光物件的形成膜的表面進(jìn)行拋光。但是在實(shí)施例55中，使用用純水稀釋5倍的組合物(拋光組合物∶純水＝1∶4)。
拋光條件拋光機(jī)用單面CMP拋光機(jī)(Mirra，由Applied materials公司制造)進(jìn)行拋光。
待拋光的物件帶銅層的晶片(具有由電鍍形成的銅層的8英寸硅晶片)；有銅圖案的晶片(854掩模圖案，由SEMATECH公司制造)；拋光墊由聚亞氨酯制成的疊層拋光墊(IC-1000/Suba400，由美國(guó)RodelInc.制造)；拋光壓力2psi(約13.8kPa)；拋光臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度80rpm；拋光組合物進(jìn)料流量200cc/min；載體旋轉(zhuǎn)速率80rpm。
用帶銅晶片評(píng)價(jià)磨削速率。拋光1分鐘，用板電阻儀(VR-120，由KokusaiDenki System Service K.K.制造)測(cè)試待拋光物件拋光前和后的層厚，并計(jì)算層厚之差，從該差值計(jì)算磨削速率。
此外，用具有銅圖案的晶片評(píng)價(jià)銅布線部分上的凹坑。進(jìn)行拋光，直至銅部分被完全拋光并除去，用輪廓儀(HRP340，KLA Tencole Company制造)測(cè)試拋光后銅布線部分與阻擋層之間的高度差，該輪廓儀是接觸型的表面測(cè)試儀，可測(cè)得待拋光物件拋光后10微米銅布線部分的凹坑深度。
磨削速率與凹坑深度的測(cè)試結(jié)果如表1所示。
從表1所示的結(jié)果可見，在實(shí)施例1-11中，它們使用乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚其中之一作為有機(jī)化合物，改變其分子量，就可以獲得足夠的銅磨削速率，而且銅布線部分上形成的凹坑小。但是，如果這樣的有機(jī)化合物的分子量增大到所述優(yōu)選范圍以上，那么銅磨削速率就會(huì)小。此外，在實(shí)施例12-53中，其中二氧化硅膠體的濃度和有機(jī)化合物、甘氨酸、苯并三唑和過(guò)氧化氫的用量是變化的，也得到了良好的兼顧銅磨削速率和凹坑形成的結(jié)果。另外，在使用多種有機(jī)化合物的實(shí)施例54中，在實(shí)施例55中，其中制備了高濃度組合物，并在拋光之前即時(shí)稀釋，和在實(shí)施例56和57中，其中加入月桂酸或亞油酸作為侵蝕抑制劑，也得到了良好的結(jié)果。
但是，在沒有加入有機(jī)化合物的對(duì)比例1中，很明顯在銅布線部分上形成深凹坑。此外，在對(duì)比例2、5和8中，其中沒有加入研磨劑，就產(chǎn)生了銅磨削速率低的問(wèn)題，因?yàn)檠心┑臋C(jī)械拋光不足。另外，在對(duì)比例3-5中，加入了聚丙烯酸鹽作為有機(jī)化合物，在對(duì)比例6-8中，加入聚乙烯醇作為有機(jī)化合物，在每種這樣的情形下，都會(huì)在銅布線部分上形成深凹坑，很明顯類似聚丙烯酸鹽和聚乙烯醇的有機(jī)化合物不能抑制凹坑的形成。
實(shí)施例61-101和對(duì)比例9-10拋光組合物的制備與組分將平均粒徑40nm的二氧化硅膠體用作研磨劑、甘氨酸作為加速拋光的化合物、苯并三唑作為防腐蝕劑、過(guò)氧化氫和表2所示的各種類型作為有機(jī)化合物(有機(jī)化合物1和2)，與水混合，使它們按如表2所示的比例混合，來(lái)制成實(shí)施例61-101和對(duì)比例9-10中的各拋光組合物。
在實(shí)施例61-73中，使用了兩種類型的有機(jī)化合物，即有機(jī)化合物1是化學(xué)式(3)表示的二異丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚 有機(jī)化合物2是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量8000)，改變它們的用量，其他組分即二氧化硅膠體、甘氨酸、苯并三唑和過(guò)氧化氫分別是相同的。
在實(shí)施例74-97中，使用的有機(jī)化合物的用量與實(shí)施例64相同。在實(shí)施例74-79中，改變二氧化硅膠體的濃度，在實(shí)施例80-85中，改變甘氨酸的用量。此外，在實(shí)施例86-91中，改變苯并三唑的用量，在實(shí)施例92-97中，改變過(guò)氧化氫的用量，其他各組分的用量相同。
另外，在實(shí)施例98中，使用兩種類型的有機(jī)化合物，即有機(jī)化合物1是式(4)表示的二異丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚 有機(jī)化合物2是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量8000)，它們的用量和其他組分的用量與實(shí)施例64相同。此外，在實(shí)施例99中，在實(shí)施例98中的有機(jī)化合物中，僅使用有機(jī)化合物1，在實(shí)施例100中，將實(shí)施例64的有機(jī)化合物中的有機(jī)化合物2改變成聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量4000)，在實(shí)施例101中，增大實(shí)施例64所述的有機(jī)化合物、研磨劑和其他組分的用量(將實(shí)施例64中各組分的用量增大2倍)。
在對(duì)比例9中，沒有加入研磨劑和有機(jī)化合物中的有機(jī)化合物2，在對(duì)比例10中，沒有加入研磨劑。
此外，作為過(guò)氧化氫溶液，使用可買到的31％水溶液，它在拋光之前即時(shí)混入。但是，表2所示的過(guò)氧化氫的用量是組合物中的真實(shí)用量。
表2

表2(續(xù))

*注釋在實(shí)際拋光中，所述組合物用水稀釋2倍(1份水加入1份拋光組合物)
在表2中，A是化學(xué)式(3)表示的二異丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚，B是化學(xué)式(4)表示的二異丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚，此外，C是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量8000)，D是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量4000)。
拋光測(cè)試然后，使用實(shí)施例61-100和對(duì)比例9-10中的各拋光組合物，與上述實(shí)施例1等所述相同條件下，在待拋光物件的形成膜的表面上進(jìn)行拋光。但是，在實(shí)施例101中，使用的組合物是用純水稀釋2倍的組合物(拋光組合物∶純水＝1∶1)。
另外，與上述實(shí)施例1等所述方式相同，評(píng)價(jià)了磨削速率和銅布線部分上的凹坑，磨削速率和形成凹坑的評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。
從表2可知，當(dāng)表2中的化學(xué)式(4)表示的二異丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚B和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚C用作有機(jī)化合物時(shí)，可獲得足夠的銅磨削速率，銅布線部分上形成的凹坑小。此外，在實(shí)施例61-97中，其中二氧化硅膠體的濃度和有機(jī)化合物(有機(jī)化合物1和2)、甘氨酸、苯并三唑和過(guò)氧化氫的用量改變，也可獲得良好的兼顧銅磨削速率和凹坑形成的結(jié)果。另外，在實(shí)施例68和93-100中，其中有機(jī)化合物的類型改變，或者使用表2中化學(xué)式(3)表示的二異丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚A或化學(xué)式(4)表示的B，在實(shí)施例101中，其中制備了高濃度組合物并在拋光之前即時(shí)稀釋，也獲得了同樣的良好結(jié)果。
然而，在對(duì)比例1和2中，其中(對(duì)比例2中)雖然加入了有機(jī)化合物，但是沒有加入研磨劑，很明顯有銅磨削速率低的問(wèn)題，因?yàn)闆]有了研磨劑的足夠的機(jī)械拋光。此外，可以看出，在沒有加入有機(jī)化合物的情形下，如表1中對(duì)比例1，銅布線部分上就會(huì)形成深凹坑。
如上所述，本發(fā)明的拋光組合物包含(a)至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的研磨劑；(b)至少一種有機(jī)化合物，它選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物 其中R1-R6各是H或C11-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整數(shù)，(c)至少一種選自檸檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和組氨酸的加速拋光的化合物；(d)至少一種選自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蝕劑；(e)過(guò)氧化氫；以及(f)水。
由此就可以獲得一種拋光組合物，在制備基材上有至少包括一層銅和一層含鉭化合物的半導(dǎo)體器件的CMP過(guò)程中，使用它就可以在低銅化學(xué)侵蝕作用下拋光，即在抑制銅布線部分上的凹坑形成的同時(shí)，不削弱銅層的磨削速率。
在本發(fā)明的拋光組合物中，有機(jī)化合物(b)優(yōu)選包含包含(b1)，至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷和由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物；還包含(b2)，至少一種選自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有機(jī)化合物，由此，用這樣的兩種或更多種有機(jī)化合物就能夠進(jìn)一步提高上述效果。
在本發(fā)明的拋光組合物中，有機(jī)化合物(b)優(yōu)選包含(b3)，由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物；和(b2)，至少一種選自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有機(jī)化合物，由此，就能夠包含效果更好的有機(jī)化合物，進(jìn)一步增強(qiáng)上述效果。
在本發(fā)明的拋光組合物中，由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物優(yōu)選是由式(2)表示的二烷基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚 其中R1和R2各是C1-10烷基，m和n各是1-20正整數(shù)，由此就能夠獲得上述效果。
此外，本發(fā)明的拋光方法是這樣的方法，它包括用上述拋光組合物，拋光具有形成于基材上的至少一層銅和一層含鉭化合物的半導(dǎo)體器件，由此拋光就能夠在不削弱銅層磨削速率，在抑制銅布線部分上凹坑的形成的同時(shí)進(jìn)行，因?yàn)樗鰭伖饨M合物含有至少一種選自乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物。
2001年7月23日提交的日本專利申請(qǐng)№2001-220803和2002年4月30日提交的日本專利申請(qǐng)№2002-128372的全部?jī)?nèi)容，包括說(shuō)明書、權(quán)利要求、附圖和概述均參考包括于此。
權(quán)利要求
1.一種拋光組合物，它包含(a)至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的研磨劑；(b)至少一種有機(jī)化合物，它選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物 其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整數(shù)，(c)至少一種選自檸檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和組氨酸的加速拋光的化合物；(d)至少一種選自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蝕劑；(e)過(guò)氧化氫；以及(f)水。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于所述有機(jī)化合物(b)包含(b1)，至少一種選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷和由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物的有機(jī)化合物；還包含(b2)，至少一種選自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有機(jī)化合物。
3.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于所述有機(jī)化合物(b)包含(b3)，由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物；和(b2)，至少一種選自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有機(jī)化合物。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述拋光組合物，其特征在于由上式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物是由式(2)表示的二烷基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚 其中R1和R2各是C1-10烷基，m和n各是1-20正整數(shù)。
5.一種拋光方法，它包括用權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的拋光組合物拋光半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包含形成于基材上的至少一層銅和一層含鉭化合物。
全文摘要
一種拋光組合物，它包含(a)至少一種選自二氧化硅和氧化鋁的研磨劑；(b)至少一種有機(jī)化合物，它選自聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三鍵的聚氧化烯加聚物其中R
文檔編號(hào)C23F3/06GK1398939SQ02127360
公開日2003年2月26日 申請(qǐng)日期2002年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月23日
發(fā)明者酒井謙兒, 玉井一誠(chéng), 北村忠浩, 松田剛, 伊奈克芳 申請(qǐng)人:不二見株式會(huì)社