專利名稱：：用于使表面平坦化的組合物及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化學(xué)-機(jī)械拋光組合物及使用其拋光基板的方法。技術(shù)背景拋光漿料通常含有在水溶液中的研磨材料，且通過使表面與經(jīng)漿料組合物飽和的拋光墊4妄觸而施用至該表面上。在使半導(dǎo)體晶片中的銅層平坦化方面，常規(guī)的拋光組合物通常不完全令人滿意。為滿足工業(yè)需求，使用具有高的拋光效率及移除速率且得到具有最小表面缺陷的高質(zhì)量拋光的拋光組合物是重要的。然而，用于銅的現(xiàn)有技術(shù)拋光漿料可具有小于合意的拋光速率的拋光速率，不能滿足生產(chǎn)量需求。一種增加銅層的拋光速率的方法是使用更具侵蝕性的研磨劑，諸如氧化鋁顆粒。已有若干類型的氧化鋁，包括a-氧化鋁、y-氧化鋁及e-氧化鋁。y-氧化鋁及e-氧化鋁用于拋光銅在本領(lǐng)域中已為人所熟知。參見，例如，美國專利6,521,574及美國專利6,436,811。然而，a-氧化鋁顆粒(氧化鋁顆粒的最具侵蝕性的類型)通常用于拋光諸如貴金屬的較不易受刮擦的較堅(jiān)硬基板。參見美國專利申請(qǐng)公布2002/0111027Al。已使用多種策略以通過利用a-氧化鋁以獲得高的移除速率并同時(shí)使刮擦及侵蝕(erosion)最小化。例如，如在美國專利申請(qǐng)公布2003/0006396Al中所說明的，a-氧化鋁顆?？捎帽砻婊钚詣┩扛惨允箳伖膺^程中的刮痕最小化。更普遍地，拋光漿料會(huì)含有由a-氧化鋁顆粒及研磨性較小的固體組成的固體混合物。參見，例如，美國專利5,693,239、美國專利6,444,139、美國專利申請(qǐng)公布2004/0115944Al、美國專利申請(qǐng)公布2004/0157535Al及美國專利申請(qǐng)公布2003/0181142Al。仍需要用于拋光含銅基板的其它組合物及方法。本發(fā)明提供這樣的組合物及方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種用于拋光在表面上具有含銅膜的基板的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物，其包含0.01重量％至20重量％的a-氧化鋁顆粒，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且80%的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑；(b)有機(jī)酸；(c)腐蝕抑制劑；及(d)水。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種對(duì)表面上具有含銅膜的基板進(jìn)行化學(xué)-機(jī)械拋光的方法，其包括(i)使基板與拋光墊及化學(xué)-機(jī)械拋光組合物接觸，該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物包含(a)0.01重量％至20重量％的a-氧化鋁顆粒，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且80。/。的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑；(b)有機(jī)酸；(c)腐蝕抑制劑；及(d)水；(ii)相對(duì)于該基板移動(dòng)該拋光墊，其間有該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物；及(iii)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。另外，本發(fā)明提供一種用于拋光在表面上具有含銅膜的基板的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物，其包含(a)O.Ol重量％至20重量％的a-氧化鋁顆粒；(b)有機(jī)酸；(c)三唑和苯并三唑的雙重腐蝕抑制劑，其中三唑與苯并三唑的重量百分比之比為0.1至4.8;及(d)水。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種化學(xué)-機(jī)械拋光在表面上具有含銅膜的基板的方法，包括(i)使基板與拋光墊及化學(xué)-機(jī)械拋光組合物接觸，該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物包含(a)O.Ol重量％至20重量％的a-氧化鋁顆粒；(b)有機(jī)酸；(c)三唑和苯并三唑的雙重腐蝕抑制劑，其中三唑與笨并三唑的重量百分比之比為0.1至4.8;及(d)水；(ii)相對(duì)于該基板移動(dòng)該拋光墊，其間有該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物；及(iii)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。'圖1為銅從用本發(fā)明的組合物拋光的基板的移除速率作為相對(duì)拋光墊在基才反上施加的下壓壓力(downforcepressure)的函K的曲線圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供一種用于拋光在表面上具有含銅膜的基板的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物，其包含(a)a-氧化鋁顆粒；(b)有機(jī)酸；(c)腐蝕抑制劑;及(d)水。在拋光表面上具有含銅膜的基板時(shí)，該拋光組合物合意地容許減少刮擦及侵蝕，同時(shí)容許提高移除速率。8該拋光組合物包含包括a-氧化鋁顆粒的研磨劑。所述a-氧化鋁顆?？梢匀魏芜m當(dāng)?shù)牧看嬖谟趻伖饨M合物中。通常，a-氧化鋁在拋光組合物中的存在量為0.01重量％或更多、優(yōu)選0.1重量°/。或更多、更優(yōu)選0.3重量％或更多、且最優(yōu)選0.5重量％或更多，基于拋光組合物的總重量。通常，a-氧化鋁在拋光組合物中的存在量為20重量％或更少、優(yōu)選5重量％或更少、更優(yōu)選1重量％或更少、且最優(yōu)選0.7重量％或更少，基于拋光組合物的總重量。該組合物的a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑(通常為構(gòu)成顆粒的最小球的平均顆粒直徑)，且80%的a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。優(yōu)選地，a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且90%的a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。更優(yōu)選地，a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且95°/。的a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。最優(yōu)選地，a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且卯％的a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的直徑。除非另外指明，否則本文中用于在顆粒直徑方面描述a-氧化鋁顆粒性質(zhì)的百分?jǐn)?shù)數(shù)值為"以數(shù)量計(jì)"的百分?jǐn)?shù)，而非"以重量計(jì)"的百分?jǐn)?shù)。除非另外指明，否則本文中用于在顆粒直徑方面描述a-氧化鋁顆粒性質(zhì)的百分?jǐn)?shù)數(shù)值為"以數(shù)量計(jì)"的百分?jǐn)?shù)，而非"以重量計(jì)"的百分?jǐn)?shù)。顆粒直徑可通過包括，例如，沉降場(chǎng)流分離、動(dòng)態(tài)及靜態(tài)光散射及盤式離心的任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)行測(cè)量。拋光組合物進(jìn)一步包含有機(jī)酸。優(yōu)選的有機(jī)酸選自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、順丁烯二酸、蘋果酸、檸檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、.葡萄糖酸、亞氨基二乙酸及反丁烯二酸、或任何羧酸、或氨基羧酸。優(yōu)選該有機(jī)酸為酒石酸。拋光組合物可包含任何適當(dāng)量的有機(jī)酸，且通常包含0.01重量％或更多這樣的酸。優(yōu)選拋光組合物包含0.05重量％或更多的有機(jī)酸，且更優(yōu)選包含0.08重量％或更多的有機(jī)酸。通常，拋光組合物包含5重量％或更少的有機(jī)酸。優(yōu)選拋光組合物包含3重量％或更少的有機(jī)酸，且更優(yōu)選包含1重量％或更少的有機(jī)酸。應(yīng)理解，上述羧酸可以鹽(例如金屬鹽、銨鹽等)、酸或作為其部分鹽(partialsalt)的形式存在。例如，酒石酸鹽包括酒石酸以及其單鹽及二鹽。此外，包括基本官能團(tuán)的羧酸可以基本官能團(tuán)的酸式鹽形式存在。例如，甘氨酸包括甘氨酸及其酸式鹽。此外，一些化合物可同時(shí)起到酸及螯合劑的作用(例如，某些氨基酸)。該腐蝕抑制劑(即，成膜劑)可為任何適當(dāng)?shù)母g抑制劑。通常，腐蝕抑制劑為含有含雜原子的官能團(tuán)的有機(jī)化合物。例如，腐蝕抑制劑為具有至少一個(gè)5元或6元雜環(huán)作為活性官能團(tuán)的雜環(huán)有機(jī)化合物，其中該雜壞含有至少一個(gè)氮原子。優(yōu)選地，腐蝕抑制劑選自1,2，3-三唑、1,2,4-三唑、苯并三唑、苯并咪唑、苯并p塞唑及其混合物。最優(yōu)選地，該組合物包含三唑和苯并三唑的雙重腐蝕抑制劑。通常，三唑與苯并三唑的重量百分比之比為0.1至4.8,更優(yōu)選為0.1至4.4。液體載體(liquidcarrier)用于促進(jìn)研磨劑(當(dāng)存在于及懸浮于液體載體中時(shí))及溶解于或懸浮于其中的任何組分施用于待拋光(例如，平坦化)的適當(dāng)基板的表面上。液體載體通常為含水載體且可單獨(dú)為水，可包含水及適當(dāng)?shù)目膳c水混溶的溶劑，或可為乳液。適當(dāng)?shù)目膳c水混溶的溶劑包括醇類，例如曱醇、乙醇等。含水載體優(yōu)選由水組成，更優(yōu)選由去離子水組成。拋光組合物可具有任何適當(dāng)?shù)膒H。例如，拋光組合物可具有2至14的pH。通常，拋光組合物具有3或更大、或更優(yōu)選為4或更大的pH。拋光組合物的pH通常為IO或更小，或更優(yōu)選為9或更小。拋光組合物的pH可由任何適當(dāng)?shù)姆椒ǐ@得和/或保持。更具體而言，拋光組合物可進(jìn)一步包含pH調(diào)節(jié)劑、pH緩沖劑或其組合。該pH調(diào)節(jié)劑可為任何適當(dāng)?shù)膒H調(diào)節(jié)化合物。例如，pH調(diào)節(jié)劑可為硝酸、氪氧化鉀或其組合。該pH緩沖劑可為任何適當(dāng)?shù)木彌_劑，例如磷酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽、硼酸鹽、銨鹽等。拋光組合物可包含任何適當(dāng)量的pH調(diào)節(jié)劑和/或pH緩沖劑，限制條件為使用適當(dāng)?shù)牧恳垣@得和/或保持拋光組合物的pH在所列出的范圍內(nèi)。拋光組合物可進(jìn)一步包含氧化劑。該氧化劑氧化待通過以拋光組合物拋光基板而移除的基板的一部分(合意地為銅)。適當(dāng)?shù)难趸瘎┌o機(jī)及有機(jī)過化合物、溴酸鹽、亞溴酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、次氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、鐵鹽及銅鹽(例如，硝酸鹽、硫酸鹽、乙二胺四乙酸(EDTA)及檸檬酸鹽)、稀土及過渡金屬氧化物(例如，四氧化鋨)、鐵氰化鉀、二鉻酸《甲、石典酉臾等。過4匕合4勿(i口由Hawley'sCondensedChemicalDictionary戶斤定義的)為含有至少一個(gè)過氧基(-O-O-)的化合物或含有呈其最高氧化態(tài)的元素的化合物。含有至少一個(gè)過氧基的化合物的實(shí)例包括(但不限于)例如過氧化氫及其加合物，例如脲過氧化氬和過碳酸酯(鹽)；有機(jī)過氧化物，例如過氧化苯曱酰、過氧乙酸及二叔丁基過氧化物；單過硫酸鹽(mon叩ersulfate)(SOs2-)、過二硫酸鹽(S20。及過氧化鈉。含有呈其最高氧化態(tài)的元素的化合物的實(shí)例包括(但不限于)過碘酸、過碘酸鹽、過淡酸、過溴酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽及高錳酸鹽。氧化劑優(yōu)選選自溴酸鹽、亞溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、過氧化氫、次氯酸鹽、碘酸鹽、單過氧硫酸鹽(monoperoxysulfate)、單過氧亞硫酸鹽(monoperoxysulfite)、單過氧磷酸鹽、單過氧連二磷酸鹽(monoperoxyhypophosphate)、單過氧焦磷酸鹽、有機(jī)-卣-氧基化合物(organo-halo-oxycompoud)、過硪酸鹽、高錳酸鹽、過氧乙酸及其混合物。優(yōu)選地，氧化劑優(yōu)選為過氧化氫。當(dāng)氧化劑存在于拋光組合物中時(shí)，該氧化劑優(yōu)選占該組合物的10重量％或更少(例如，8重量°/?；蚋?、或6重量％或更少)。拋光組合物可通過任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)(其中的許多是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的)制備。該拋光組合物可以間歇工藝或連續(xù)工藝制備。一般而言，拋光組合物可通過以任何次序組合其組分而制備。本文所使用的術(shù)語"組分"包括單獨(dú)的成分(例如酸、堿等)以及各成分(例如酸、堿、抑制劑等)的任何組合。例如，研磨劑可分散于適當(dāng)?shù)囊后w載體中。隨后可添加腐蝕抑制劑及有機(jī)酸，且由可通過任何能將各組分并入到拋光組合物中的方法混合。若需要氧化劑，則可在制備拋光組合物的過程中的任何時(shí)間添加該氧化劑。拋光組合物可在使用前制備，在使用之前不久(例如，在使用前1分鐘內(nèi)，或在使用前l(fā)內(nèi)，或在使用前7天內(nèi))將一種或多種組分(例如任選的氧化劑)添加至該拋光組合物中。拋光組合物還可通過在拋光操作期間在基板表面上混合各組分而制備。該拋光組合物可作為包含a-氧化鋁、腐蝕抑制劑、有機(jī)酸及液體載體的單包裝系統(tǒng)提供?；蛘?，a-氧化鋁可作為在液體載體中的分散體而提供在第一容器中，且腐蝕抑制劑及有機(jī)酸可以干燥形式或作為在液體載體中的溶液或分散體而提供在第二容器中。任選的各組分，例如氧化劑可放置于第一和/或第二容器中、或第三容器中。此外，在第一或第二容器中的組分可為干燥形式，同時(shí)在相應(yīng)容器中的組分可為含水分散體形式。此外，在第一或第二容器中的組分適于具有不同的pH值，或者具有基本上相似或甚至相等的pH值。若任選的組分例如氧化劑為固體，則其可以干燥形式或作為在液體載體中的混合物而提供。氧化劑合意地與拋光組合物的其它組分分別提供，且(例如)由最終使用者在使用前不久(例如，使用前l(fā)周或更少，使用前l(fā)天或更少，使用前l(fā)小時(shí)或更少，使用前10分鐘或更少，或使用前l(fā)分鐘或更少)將其與拋光組合物的其它組分組合。其它兩個(gè)容器、或三個(gè)或更多個(gè)容器、拋光組合物各組分的組合在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)。本發(fā)明的拋光組合物還可作為濃縮物而提供，其意欲在使用前以適量液體載體稀釋。在這種實(shí)施方式中，該拋光組合物濃縮物可包含氧化鋁、有機(jī)酸、腐蝕抑制劑及液體載體，各組分的量使得在以適量的水稀釋該濃縮物后，拋光組合物的各組分在拋光組合物中的存在量在以上對(duì)于各組分所列舉的適當(dāng)范圍內(nèi)。例如，a-氧化鋁、腐蝕抑制劑及有機(jī)酸可各自以為以上對(duì)于各組分所列舉的濃度的2倍(例如，3倍、4倍、或5倍)的濃度存在，使得當(dāng)以等體積的液體載體(例如，分別為2份等體積的液體載體、3份等體積的液體載體、或4份等體積的液體載體)稀釋時(shí)，各組分將以在以上對(duì)于各組分所列舉的范圍內(nèi)的量存在于拋光組合物中。此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所應(yīng)理解的，該濃縮物可含有存在于最終拋光組合物中的適當(dāng)分?jǐn)?shù)的液體載體以確保有機(jī)酸、腐蝕抑制劑及其它適當(dāng)?shù)奶砑觿┲辽俨糠值鼗蛉康厝芙庥谠摑饪s物中。雖然拋光組合物可在使用前或甚至在使用前不久適當(dāng)?shù)刂苽?，但是拋光組合物還可通過在使用點(diǎn)處或在使用點(diǎn)附近混合拋光組合物的各組分而產(chǎn)生。如本文所使用的，術(shù)語"使用點(diǎn)"是指將拋光組合物施加至基板表面的點(diǎn)(例如，拋光墊或基板表面本身)。當(dāng)拋光組合物將利用使用點(diǎn)混合而產(chǎn)生時(shí)，拋光組合物的各組分分別儲(chǔ)存于兩個(gè)或更多個(gè)儲(chǔ)存設(shè)備中。為了混合容納在儲(chǔ)存設(shè)備中的各組分以在使用點(diǎn)處或在使用點(diǎn)附近產(chǎn)(例如，工作臺(tái)(platen)、拋光墊、或基板表面)的一條或多條流水線(flowline)。術(shù)語"流水線"是指從單獨(dú)的儲(chǔ)存容器至其中所儲(chǔ)存的組分的使用點(diǎn)的流體路徑。一條或多條流水線可各自直接通向使用點(diǎn)，或者在使用多于一條流水線的情況下，可使兩條或更多條流水線在任何點(diǎn)處組合成通向使用點(diǎn)的單條流水線。此外，在到達(dá)組分的使用點(diǎn)前，任何一條或多條流水線(例如，單獨(dú)的流水線或經(jīng)組合的流水線)可首先通向一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)備(例如，泵設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、混合設(shè)備等)?？蓪伖饨M合物的各組分獨(dú)立地輸送至使用點(diǎn)(例如，可將各組分輸送至基板表面，使各組分在拋光處理期間在基板表面上混合)，或者可在輸送至使用點(diǎn)前不久將各組分組合。若各組分在到達(dá)使用點(diǎn)前小于10秒鐘、優(yōu)選在到達(dá)使用點(diǎn)前小于5秒鐘、更優(yōu)選在到達(dá)使用點(diǎn)前小于1秒鐘內(nèi)，或甚至在組分輸送至使用點(diǎn)處的同時(shí)組合(例如，各組分在分配器處組合)，則組分"在輸送至使用點(diǎn)前不久"組合。若各組分在使用點(diǎn)的5m之內(nèi)，例如在使用點(diǎn)的lm之內(nèi)或甚至在使用點(diǎn)的10cm之內(nèi)(例如，在使用點(diǎn)的lcm之內(nèi))組合，則各組分也"在輸送至使用點(diǎn)前立即"組合。當(dāng)拋光組合物的兩種或更多種組分在到達(dá)使用點(diǎn)前組合時(shí)，各組分可在流水線中組合并輸送至使用點(diǎn)而不使用混合設(shè)備?；蛘撸粭l或多條流水線可通入到混合設(shè)備中以促進(jìn)兩種或更多種組分的組合?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)幕旌显O(shè)備。例如，該混合設(shè)備可為兩種或更多種組分經(jīng)其流過的噴射器(nozzle)或噴管(jet)(例如高壓噴射器或噴管)?；蛘?，混合設(shè)備可為容器型混合設(shè)備，其包含一個(gè)或多個(gè)通過其將拋光漿料的兩種或更多種組分引入到混合器中的入口，以及至少一個(gè)通過其使經(jīng)混合的各組分排出混合器以直接或經(jīng)由裝置的其它元件(例如，經(jīng)由一條或多條流水線)輸送至使用點(diǎn)的出口。此外，混合設(shè)備可包含多于一個(gè)的腔室，各腔室具有至少一個(gè)入口及至少一個(gè)出口，其中兩種或更多種組分在各腔室中組合。若使用容器型混合設(shè)備，則該混合設(shè)備優(yōu)選包括混合機(jī)械裝置(mixingmechanism)以進(jìn)一步促進(jìn)各組分的組合?；旌蠙C(jī)械裝置在現(xiàn)有技術(shù)中已廣為人知，且包括攪拌器、摻合機(jī)、攪動(dòng)器、葉片式折流板、氣體分布器(gassparger)系統(tǒng)、振動(dòng)器等。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種化學(xué)-機(jī)械拋光基板的方法，其包括(i)使基板與拋光墊及本文所述的拋光組合物接觸；(ii)相對(duì)于該基板移動(dòng)該拋光墊，其間有所述化學(xué)-機(jī)械拋光組合物；及(iii)磨損該基板的至少一部分以拋光該基板。該基板可為任何適當(dāng)?shù)幕?。本發(fā)明的方法尤其適用于拋光(例如，平坦化)包含至少一個(gè)含銅的金屬層的基板。該基板優(yōu)選為微電子(例如，半導(dǎo)'體)基板。常，該裝置包括工作臺(tái)，其在使用時(shí)處于運(yùn)動(dòng)中且具有由軌道、線性或圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的速度；拋光墊，其與該工作臺(tái)接觸且在運(yùn)動(dòng)時(shí)隨該工作臺(tái)一起移動(dòng)；及夾持器(carrier)，其固定待通過與該拋光墊的表面接觸且相對(duì)于該拋光墊的表面移動(dòng)而進(jìn)行拋光的基板?；宓膾伖馔ㄟ^將基板放置成與拋光墊及本發(fā)明的拋光組合物接觸，然后拋光墊相對(duì)于基板移動(dòng)而進(jìn)行，從而磨損基板的至少一部分以拋光基板。通常，下壓壓力為3kPa或更大，優(yōu)選為6kPa或更大。通常，下壓壓力為21kPa或更小，優(yōu)選為14kPa或更小，且更優(yōu)選為11kPa或更小?；欧纯捎盟龌瘜W(xué)-機(jī)械拋光組合物和任何適當(dāng)?shù)膾伖鈮|(例如，拋光表面)一起平坦化或拋光。適當(dāng)?shù)膾伖鈮|包括，例如，編織及非編織拋光墊。此外，適當(dāng)?shù)膾伖鈮|可包括不同密度、硬度、厚度、可壓縮性、在壓縮下的回彈能力及壓縮模量的任何適當(dāng)?shù)木酆衔?。適當(dāng)?shù)木酆衔锇ǎ?，聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龍、碳氟化合物、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(coformedproduct)、及其混合物。以下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但當(dāng)然不應(yīng)理解為其以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例示范在各種相對(duì)基板所施加的下壓壓力下，本發(fā)明的組合物的移除速率及平坦化效率。將包括鍍有Cu的300mm晶片的相似基板用包含0.7重量％的a-氧化鋁、0.8重量％的酒石酸及在水中的苯并三唑和三唑的雙重抑制劑的拋光組合物進(jìn)行拋光。a-氧化鋁顆粒具有100nm的平均直徑。拋光實(shí)驗(yàn)一般包括使用商購可得的配備有拋光墊的拋光裝置，且除下壓壓力及拋光組合物的流動(dòng)速率外的拋光參數(shù)對(duì)于所有拋光實(shí)驗(yàn)皆相同。拋光后，確定銅的移除速率(A/min)。較低數(shù)值反映較低的拋光速率，例如，從基板表面移除較低量的銅。結(jié)果總結(jié)于表l中。表l:下壓壓力對(duì)銅移除的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>將表1的數(shù)據(jù)繪制為圖1的曲線圖，其圖示了由使用所述拋光組合物在各種下壓壓力下所產(chǎn)生的銅的移除速率。陵坡表明高的平坦化效率。平坦化效率為初始階梯高度除以初始階梯高度所得值與最終階梯高度除以初始階梯高度所得值之差。移除2000A的銅后，平坦化效率為80-90%。在移除5000A的銅后，晶片得以完全平坦化。實(shí)施例2本實(shí)施例示范a-氧化鋁對(duì)含銅層的表面凹陷(dishing)及拋光移除速率的影響。將兩種拋光組合物用于拋光包括含銅層的基板。組合物1A含有a-氧化鋁(發(fā)明)，并且組合物IB含有熱解氧化鋁(fumedalumina)(比較性)。對(duì)于各拋光組合物，確定銅層的拋光移除速率(RR)(A/min)及過度拋光30秒鐘后的表面凹陷的量(A)。以10.3kPa的下壓壓力進(jìn)行拋光。結(jié)果總結(jié)于表2中。表2:a-氧化鋁對(duì)拋光移除速率及表面凹陷的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>這些結(jié)果證明通過使用根據(jù)本發(fā)明的拋光組合物，含銅基板的表面凹陷可大為減少，同時(shí)保持高的移除速率。權(quán)利要求1.一種用于拋光在表面上具有含銅膜的基板的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物，其包含(a)0.01重量％至20重量％的α-氧化鋁顆粒，其中所述α-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且80％的所述α-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑；(b)有機(jī)酸；(c)腐蝕抑制劑；及(d)水。2.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且90%的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。3.權(quán)利要求2的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且95%的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。4.權(quán)利要求3的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且90%的所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的直徑。5.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒以0.1重量％至5重量％的量存在。6.權(quán)利要求5的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒以0.3重量％至1重量％的量存在。7.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該拋光組合物具有3至10的pH。8.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該腐蝕抑制劑選自1，2,3-三唑、1,2,4-三唑、苯并三峻、苯并咪峻、苯并p塞口坐及其混合物。9.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該有機(jī)酸選自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、葡萄糖酸、亞氨基二乙酸及反丁烯二酸。10.權(quán)利要求9的拋光組合物，其中該有機(jī)酸為酒石酸。11.權(quán)利要求l的拋光組合物，其進(jìn)一步包含氧化劑，該氧化劑選自溴酸鹽、亞溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、過氧化氫、次氯酸鹽、碘酸鹽、單過氧硫酸鹽、單過氧亞硫酸鹽、單過氧磷酸鹽、單過氧連二磷酸鹽、單過氧焦磷酸鹽、有機(jī)-卣-氧基化合物、過碘酸鹽、高錳酸鹽、過氧乙酸及其混合物。12.—種用于拋光在表面上具有含銅膜的基板的化學(xué)-機(jī)械拋光組合物，其包含(a)0.01重量％至20重量％的a-氧化鋁顆粒；(b)有機(jī)酸；(c)三唑和笨并三唑的雙重腐蝕抑制劑，其中該三唑與笨并三唑的重量百分比之比為0.1至4.8;及(d)水。13.權(quán)利要求12的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且80。/。的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。14.權(quán)利要求13的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且90。/。的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。15.權(quán)利要求14的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且95%的所述01-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。16.權(quán)利要求15的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且90。/。的所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的直徑。17.權(quán)利要求12的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒以0.1重量％至5重量°/。的量存在。18.權(quán)利要求17的拋光組合物，其中所述a-氧化鋁顆粒以0.3重量％至1重量％的量存在。19.權(quán)利要求12的拋光組合物，其中該拋光組合物具有3至10的pH。20.權(quán)利要求12的拋光組合物，其中該有機(jī)酸選自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、蘋果酸、種檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、葡萄糖酸、亞氨基二乙酸及反丁烯二酸。21.權(quán)利要求20的拋光組合物，其中該有機(jī)酸為酒石酸。22.權(quán)利要求12的拋光組合物，其進(jìn)一步包含氧化劑，該氧化劑選自澳酸鹽、亞澳酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、過氧化氬、次氯酸鹽、碘酸鹽、單過氧硫酸鹽、單過氧亞硫酸鹽、單過氧磷酸鹽、單過氧連二磷酸鹽、單過氧焦磷酸鹽、有機(jī)-卣-氧基化合物、過碘酸鹽、高錳酸鹽、過氧乙酸及其混合物。23.權(quán)利要求12的拋光組合物，其中該三唑與苯并三唑的重量百分比之比為0.1至4.4。24.—種化學(xué)-機(jī)械拋光在表面上具有含銅膜的基板的方法，其包括(i)使基板與拋光墊及化學(xué)-機(jī)械拋光組合物接觸，該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物包含(a)O.Ol重量％至20重量％的a-氧化鋁顆粒，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且80。/。的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑；(b)有機(jī)酸；(c)腐蝕抑制劑；(d)氧化劑；及(e)水；(ii)相對(duì)于該基板移動(dòng)該拋光墊，其間有化學(xué)-機(jī)械拋光組合物；及(iii)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。25.權(quán)利要求24的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且90。/。的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。26.權(quán)利要求25的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且95。/。的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。27.權(quán)利要求26的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且90%的所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的直徑。28.權(quán)利要求24的方法，其中該拋光墊相對(duì)于該基板移動(dòng)，下壓壓力為3kPa至21kPa。29.權(quán)利要求24的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒以0.1重量。/。至5重量％的量存在。30.權(quán)利要求29的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒以0.3重量％至1重量％的量存在。31.權(quán)利要求24的方法，其中該拋光組合物具有3至10的pH。32.權(quán)利要求24的方法,其中該腐蝕抑制劑選自1,2,3-三唑、1，2，4-三哇、苯并三峻、苯并咪唾、苯并蓬哇及其混合物。33.權(quán)利要求24的方法，其中該有機(jī)酸選自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、葡萄糖酸、亞氨基二乙酸及反丁烯二酸。34.權(quán)利要求33的方法，其中該有機(jī)酸為酒石酸。35.權(quán)利要求24的方法，其中該氧化劑選自溴酸鹽、亞溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、過氧化氫、次氯酸鹽、碘酸鹽、單過氧硫酸鹽、單過氧亞硫酸鹽、單過氧磷酸鹽、單過氧連二磷酸鹽、單過氧焦磷酸鹽、有機(jī)-卣-氧基化合物、過碘酸鹽、高錳酸鹽、過氧乙酸及其混合物。36.—種化學(xué)-機(jī)械拋光在表面上具有含銅膜的基板的方法，其包括(i)使基板與拋光墊及化學(xué)-機(jī)械拋光組合物接觸，該化學(xué)-機(jī)械拋光組合物包含(a)0.01重量％至20重量°/。的a-氧化鋁顆粒；(b)有機(jī)酸；(c)三唑和苯并三哇的雙重腐蝕抑制劑，其中該三口坐與笨并三哇的重量百分比之比為0.1至4.8。(d)氧化劑;及(e)水；(ii)相對(duì)于該基板移動(dòng)該拋光墊，其間有化學(xué)-機(jī)械拋光組合物；及(iii)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。37.權(quán)利要求36的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且80%的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。38.權(quán)利要求37的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且90%的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。39.權(quán)利要求38的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且95。/。的所述a-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑。40.權(quán)利要求39的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒具有100nm或更小的平均直徑，且90%的所述a-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的直徑。41.權(quán)利要求36的方法，其中該拋光墊相對(duì)于該基板移動(dòng)，下壓壓力為3kPa至21kPa。42.權(quán)利要求36的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒以0.1重量％至5重量％的量存在。43.權(quán)利要求42的方法，其中所述a-氧化鋁顆粒以0.3重量％至1重量％的量存在。44.權(quán)利要求36的方法，其中該拋光組合物具有3至10的pH。45.權(quán)利要求36的方法，其中該有機(jī)酸選自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、蘋果酸、種檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、葡萄糖酸、亞氨基二乙酸及反丁烯二酸。46.權(quán)利要求45的方法，其中該有機(jī)酸為酒石酸。47.權(quán)利要求36的方法，其中該氧化劑選自溴酸鹽、亞溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、過氧化氫、次氯酸鹽、碘酸鹽、單過氧硫酸鹽、單過氧亞硫酸鹽、單過氧磷酸鹽、單過氧連二磷酸鹽、單過氧焦磷酸鹽、有機(jī)-卣-氧基化合物、過碘酸鹽、高錳酸鹽、過氧乙酸及其混合物。48.權(quán)利要求36的方法，其中該三唑與苯并三唑的重量百分比之比為0.1至4.4。全文摘要本發(fā)明提供用于平坦化或拋光表面的組合物及方法。一種組合物包含0.01重量％至20重量％的α-氧化鋁顆粒，其中所述α-氧化鋁顆粒具有200nm或更小的平均直徑，且80％的所述α-氧化鋁顆粒具有500nm或更小的直徑；有機(jī)酸；腐蝕抑制劑；及水。另一組合物包含α-氧化鋁顆粒；有機(jī)酸；三唑和苯并三唑的雙重腐蝕抑制劑，其中三唑與苯并三唑的重量百分比之比為0.1至4.8；及水。文檔編號(hào)C09G1/00GK101297009SQ200680039664公開日2008年10月29日申請(qǐng)日期2006年9月21日優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日發(fā)明者周仁杰,王育群,約翰·帕克,賈森·阿吉奧,斌陸申請(qǐng)人:卡伯特微電子公司