專利名稱：：含碘酸鹽的化學(xué)機(jī)械拋光組合物及方法
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該組合物拋光基板的方法。
背景技術(shù)：
：下一代半導(dǎo)體器件的發(fā)展強(qiáng)調(diào)使用具有比上一代金屬的電阻率值更低的金屬(諸如，銅)，以減小器件上的導(dǎo)電層之間的電容并增加電路能工作的頻率。一種用以在二氧化硅基板上制造平坦銅電路跡線的方式被稱為鑲嵌工藝。根據(jù)該工藝，二氧化硅介電表面通過常規(guī)的干式蝕刻工藝得以圖案化，以形成用于垂直及水平互連的孔及溝槽。圖案化表面涂覆有諸如鉭或鈦的粘著促進(jìn)層，及/或諸如氮化鉭或氮化鈦的擴(kuò)散阻擋層。然后，在粘著促進(jìn)層和/或擴(kuò)散阻擋層的外面涂覆銅層。使用化學(xué)機(jī)械拋光來減小銅外涂層的厚度及任何粘著促進(jìn)層和/或擴(kuò)散阻擋層的厚度，直至獲得暴露二氧化硅表面的升高部分的平坦表面。通孔及溝槽保持填充有形成電路互連的導(dǎo)電銅。鉭及氮化鉭為在鑲嵌工藝中用作基于銅的器件的粘著促進(jìn)層及/或擴(kuò)散阻擋層的尤其適合的材料。然而，鉭及氮化鉭的性質(zhì)不同于銅的性質(zhì)，它們的化學(xué)惰性更為顯著，使得可用于對(duì)銅進(jìn)行拋光的拋光組合物往往不適用于移除在下面的鉭和氮化鉭。通常，鉭層的拋光需要包含氧化劑(例如，過氧化氫)且具有高固體載荷(即，基于組合物的總重量的超過5重量％的研磨劑)的組合物，以獲得有用的移除速率。然而，過氧化氫為能與拋光組合物的其他組分反應(yīng)的強(qiáng)氧化劑，這限制了拋光組合物的穩(wěn)定性及其有用的貯存期。同樣地，通常由最終使用者向拋光組合物添加過氧化氬，即，過氧化氫用于拋光操作中需要額外混合步驟的所謂"雙罐(two-pot)"組合物中。另外，諸如過氧化氫的強(qiáng)氧化劑可通過化學(xué)蝕刻而侵蝕基板表面上的銅線。高的固體負(fù)載或研磨劑負(fù)載也是有問題的。例如，高固體含量可在基板的表面上產(chǎn)生缺陷，其可不利地影響由該基板制造的任何集成電路層的性能且可降低鉭對(duì)二氧化硅的選擇性。此外，含有高固體含量的拋光組合物的生產(chǎn)更加昂貴。因此，仍需要成本有效且減少總工藝時(shí)間(例如通過增加鉭的移除速率)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種用于拋光基板的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含(a)0.05重量％至10重量％的研磨劑、(b)0.05重量％至4重量％的碘酸根陰離子、(c)0.01重量％至1重量％的含氮化合物、及(d)包含水的液體載體，其中，該含氮化合物選自含氮C4_2Q雜環(huán)及C,-2。烷基胺，該拋光組合物的pH值為1至5。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(a)提供基板；(b)使該基板與拋光墊及化學(xué)機(jī)械拋光組合物相接觸；(c)相對(duì)于該基板移動(dòng)拋光墊，在該拋光墊與該基板之間有該化學(xué)機(jī)械拋光組合物；及(d)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板，其中，該拋光組合物包含(i)0.05重量％至10重量％的研磨劑、(ii)0.05重量。/o至4重量。/。的碘酸根陰離子、(iii)O.Ol重量％至1重量。/。的選自含氮C4-2。雜環(huán)及C,-2()烷基胺的含氮化合物、及(iv)包含水的液體載體，該拋光組合物的pH值為1至5。圖1為Ta/TEOS選擇性隨研磨劑濃度變化的圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種用于拋光基板的化學(xué)機(jī)械拋光組合物。該拋光組合物包含(a)研磨劑、(b)石典酸根離子、(c)含氮化合物、及(d)包含水的液體載體。期望地，拋光組合物在相對(duì)較低的研磨劑濃度下允許較高且可調(diào)的金屬移除速率。拋光組合物包含碘酸根離子(103—)。碘酸根離子充當(dāng)氧化劑。碘酸根離子可以任何適當(dāng)?shù)牧看嬖谟趻伖饨M合物中。通常，碘酸根離子以基于拋光組合物的總重量的0.01重量％或更多、優(yōu)選0.05重量％或更多、且更優(yōu)選0.1重量。/?；蚋嗟牧看嬖谟趻伖饨M合物中。通常，石爽酸根離子以基于拋光組合物的總重量的4重量％或更少、優(yōu)選2重量％或更少、更優(yōu)選1重量％或更少、且最優(yōu)選0.4重量％或更少的量存在于拋光組合物中。通過任何適合的技術(shù)(通常通過在水中溶解任何適合的碘酸鹽)在溶液中獲得碘酸根離子。碘酸鹽的實(shí)例包括，但不限于，碘酸鈉、碘酸鉀、碘酸銨、碘酸4丐、碘酸銫、碘酸鋰及碘酸鎂?；蛘撸ㄟ^在水中溶解碘酸獲得碘酸根離子。期望地，碘酸根離子比過氧化物氧化劑穩(wěn)定。因此，包含碘酸根離子的拋光組合物可作為單料包(onepackage)體系(即，所謂"一罐"組合物)供應(yīng)給最終使用者。該拋光組合物進(jìn)一步包含含氮化合物。該含氮化合物可為任何適合的含氮化合物。含氮化合物的選擇通常將視有待拋光的特定基板而定。通常，該含氮化合物為含氮<:4.2()雜環(huán)或C,.2o烷基胺。優(yōu)選地，該含氮化合物選自1//-1,2,3-苯并三唑、1//-1，2,3-苯并三唑-5-羧酸、1，2,4-三唑、5-曱基-1//-苯并三峻、4-氨基-l，2,4-三唑、li7-苯并三唑-l-曱醛(carboxaldehyde)、3-氨基-1,2,4,-三唑-5-羧酸、吡唑、2-p比溱羧酸、2,6-吡咬羧酸、4-吡啶乙酸、1/M，2,3-三唑并[4,5-b]吡啶、曱胺、三曱胺、乙胺、三乙胺、其鹽、及其組合。在優(yōu)選實(shí)施方案中，含氮化合物為1//"l,2，3-苯并三唑、5-曱基-1//-苯并三唑、或其組合。該含氮化合物可以任何適合的量存在。通常，含氮化合物以基于拋光組合物的總重量的0.01重量％或更多、優(yōu)選0.05重量％或更多、且更優(yōu)選0.1重量％或更多的量存在于拋光組合物中。通常，含氮化合物以基于拋光組合物的總重量的1重量％或更少、優(yōu)選0.5重量％或更少、且更優(yōu)選0.25重量%或更少的量存在于拋光組合物中。已出乎意料地發(fā)現(xiàn)，與可選擇的氧化劑相比，包含含氮化合物及碘酸根離子的本發(fā)明組合物的鉭移除速率更大。在鉭拋光中，增加移除速率預(yù)期減少總的加工時(shí)間。該拋光組合物還包含研磨劑。值得注意的是，已發(fā)現(xiàn)可用包含相對(duì)低固體含量且含有碘酸鹽氧化劑的化學(xué)機(jī)械拋光組合物來獲得高的鉭移除速率。通常，研磨劑以基于拋光組合物的總重量的0.05重量％或更多(例如，0.1重量％或更多、或0.25重量％或更多)的量存在于拋光組合物中。通常，研磨劑以基于拋光組合物的總重量的10重量％或更少(例如，5重量％或更少、2重量％或更少、1重量％或更少、0.75重量°/?；蚋?、或0.5重量％或更少)的量存在于拋光組合物中。研磨劑可為任何適合的研磨劑，其中許多研磨劑是本領(lǐng)域所熟知的。期望地，該研磨劑包含金屬氧化物。適合的金屬氧化物包括選自下列的金屬氧化物氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、其共形成產(chǎn)物、及其組合。優(yōu)選地，金屬氧化物為二氧化^f圭。二氧化硅可為任何適合形式的二氧化硅。二氧化硅的有用形式包括，但不限于，熱解二氧化硅、沉淀二氧化硅及縮聚二氧化硅。最優(yōu)選地，二氧化硅為縮聚二氧化硅。通常通過縮合Si(OH)4以形成膠體顆粒來制備縮聚二氧化硅顆粒。這種研磨劑顆?？筛鶕?jù)美國專利第5,230,833號(hào)制備，或可作為各種市售產(chǎn)品(例如FusoPL-1及PL-2產(chǎn)品，Akzo-NobelBindzil50/80產(chǎn)品，及Nalco1050、2327及2329產(chǎn)品，以及可得自DuPont、Bayer、AppliedResearch,NissanChemical及Clariant的其他相似產(chǎn)品)中的任一種而獲得。研磨劑顆?？删哂腥魏芜m合的大小。研磨劑顆粒通常具有5nm至250nm的平均粒度(例如，平均粒徑)。優(yōu)選地，研磨劑顆粒具有l(wèi)Onm至100nm的平均粒度。最優(yōu)選地，研磨劑顆粒具有25nm至80nm的平均粒度。非球形顆粒的粒度為包裹該顆粒的最小球體的直徑。使用液體載體以便于將研磨劑及溶解或懸浮于液體載體中的任何組分施用到待拋光(例如，平坦化)的適合基板的表面上。液體載體通常為含水載體且可僅為水(即，可由水組成)、可基本上由水組成、可包含水及適合的水可混溶溶劑、或可為乳液。適合的水可混溶溶劑包括醇(例如曱醇、乙醇等)和醚(例如二螺烷及四氫呋喃)。優(yōu)選地，含水載體包含水、基本上由水組成、或由水組成，更優(yōu)選，水為去離子水。拋光組合物可具有任何適合的pH值。例如，拋光組合物可具有1至5的pH值。通常，拋光組合物具有2或更大的pH值。拋光組合物的pH值通常為4或更小。說，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。pH調(diào)節(jié)劑可為任何適合的pH調(diào)節(jié)化合物。例如，pH調(diào)節(jié)劑可為硝酸、氬氧化鉀、或其組合。pH緩沖劑可為任何適合的緩沖劑，例如磷酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽、硼酸鹽、銨鹽及其類似物。該拋光組合物可包含任何適合量的pH調(diào)節(jié)劑和/或pH緩沖劑，其限制條件為使用適合的量以獲得和/或維持拋光組合物的pH值在所述的pH值范圍內(nèi)。拋光系統(tǒng)任選地包含腐蝕抑制劑(即，成膜劑)。腐蝕抑制劑可為用于該基板的任何一種或多種組分的任何適合的腐蝕抑制劑。優(yōu)選地，該腐蝕抑制劑為銅腐蝕抑制劑。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，腐蝕抑制劑為有助于在正被拋光的表面的至少一部分上形成鈍化層(即，溶解抑制層)的任何化合物或化合物的混合物。本發(fā)明的拋光系統(tǒng)可包含任何適合量的腐蝕抑制劑。通常，該拋光系統(tǒng)的拋光組合物包含0.005重量％至1重量％(例如，0.01至0.5重量%、或0.02至0.2重量％)的腐蝕抑制劑。任選地，拋光組合物可進(jìn)一步包含一種或多種其他添加劑。該拋光組合物可包含表面活性劑和/或流變控制劑，包括粘度增強(qiáng)劑及凝結(jié)劑(例如，聚合流變控制劑，諸如氨基曱酸酯聚合物)。適合的表面活性劑例如包括陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陰離子聚電解質(zhì)、非離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、氟化表面活性劑、其混合物、及其類似物。拋光組合物可通過任何適合的技術(shù)來制備，其中許多技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。可在分批或連續(xù)工藝中制備拋光組合物。通常，可通過以任何"組分"包括單獨(dú)的成分(例如，含氮化合物、研磨劑等)以及各成分的任何組合(例如，含氮化合物、硤酸根離子源、表面活性劑等)。例如，研磨劑可分散于適合的液體載體中。隨后，可添加碘酸根離子源及含氮化合物，且可通過能夠?qū)⒌馑岣x子源和含氮化合物結(jié)合到拋光組合物中的任何方法對(duì)其進(jìn)行混合?？稍谑褂们爸苽鋻伖饨M合物，其中剛好在拋光組合物使用前(例如，在使用前1分鐘內(nèi)、或在使用前1小時(shí)內(nèi)、或在使用前7日內(nèi))將諸如碘酸根離子源的一種或多種組分添加至拋光組合物中。還可在拋光操作期間，通過在基板的表面處對(duì)各組分進(jìn)行混合來制備拋光組合物。該拋光組合物能夠以包含碘酸根離子源、含氮化合物、研磨劑和液體載體的單料包體系來供應(yīng)?；蛘撸稍诘谝蝗萜髦幸砸后w載體中的分散體形式供應(yīng)研磨劑，且可在第二容器中以干燥形式或以液體載體中的溶液或分散體形式供應(yīng)碘酸根離子源?？蓪⒑衔镏糜诘谝缓?或第二容器中或置于第三容器中。此外，第一或第二容器中的組分可為干燥形式，而在其余容器中的組分可為含水分散體的形式。此外，第一或第二容器中的組分具有不同pH值、或可選擇地具有基本上相似(或甚至相等)的pH值是適合的。碘酸鹽氧化劑可與拋光組合物的其他各組分分開供應(yīng)，且可例如在使用前不久(例如，使用前1周或更少、使用前1日或更少、使用前1小時(shí)或更少、使用前10分鐘或更少、或使用前1分鐘或更少時(shí)間內(nèi))由最終使用者將碘酸鹽氧化劑與拋光組合物的其他各組分相組合。其他兩個(gè)容器、或者三個(gè)或更多個(gè)容器、拋光組合物的各組分的組合是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，拋光組合物作為單料包體系供應(yīng)。本發(fā)明的拋光組合物也可以濃縮物的形式提供，該濃縮物意欲在使用前以適量的液體載體進(jìn)行稀釋。在這種實(shí)施方案中，該拋光組合物濃縮物可包含研磨劑、碘酸根離子、含氮化合物及液體載體，它們的量使得在用適量的液體載體稀釋該濃縮物時(shí)，拋光組合物中的每一組分在拋光組合物中的存在量處于上述每一組分的量的適當(dāng)范圍內(nèi)。例如，研磨劑、碘酸根離子及含氮化合物的各自存在濃度可以是上述每一組分的濃度的2倍(例如，3倍、4倍或5倍)，以使得，當(dāng)用等體積的液體載體(例如，分別為2等體積的液體載體、3等體積的液體載體、或4等體積的液體載體)稀釋該濃縮物時(shí)，每一組分在拋光組合物中的存在量處于上述每一組分的量的范圍內(nèi)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，該濃縮物可含有適量比例的存在于最終拋光組合物中的液體載體，以確保碘酸根離子、含氮化合物及其它適合的添加劑至少部分地或完全地溶解于該濃縮物中。本發(fā)明還提供一種用本文所述的拋光組合物拋光基板的方法。拋光基板的方法包括(i)使基板與前述的拋光組合物相接觸、及(ii)研磨或移除基板的至少一部分以拋光該基板。具體地說，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(a)提供基板；(b)使該基板與拋光墊及化學(xué)機(jī)械拋光組合物相接觸，該組合物包含(i)0.05重量％至10重量％的研磨劑、(ii)0.05重量°/。至4重量％的石典酸才艮陰離子、(iii)選自含氮C4-2。雜環(huán)及d.2o烷基胺的0.01重量％至1重量°/。的含氮化合物、及(iv)包含水的液體載體，其中拋光組合物的pH值為1至5;(c)相對(duì)于基板移動(dòng)拋光墊，在拋光墊與基板之間有化學(xué)機(jī)械拋光組合物；及(d)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。盡管本發(fā)明的拋光組合物可用于拋光任何基板，但該拋光組合物尤其可用于拋光包含至少一個(gè)含鉭的金屬層的基板。該基板可為任何適合的含鉭基板(例如，集成電路、金屬、ILD層、半導(dǎo)體及薄膜)且可進(jìn)一步包含任何適合的絕緣層及/或其他金屬或金屬合金層(例如，金屬導(dǎo)電層)。絕緣層可為金屬氧化物、玻璃、有機(jī)聚合物、氟化有機(jī)聚合物、或任何其他適合的高或低k絕緣層。絕緣層優(yōu)選為基于硅的金屬氧化物。額外的金屬或金屬合金層可為任何適合的金屬或金屬合金層。含鉭基板優(yōu)選進(jìn)一步包含含銅的金屬層。或拋光基板。本發(fā)明的拋光方法尤其適于與化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)裝置結(jié)合使用。通常，化學(xué)機(jī)械拋光裝置包含壓板(其在使用中處于運(yùn)動(dòng)中且具有由軌道、線性或圓周運(yùn)動(dòng)所得到的速度)；拋光墊(其與該壓板相接觸且在運(yùn)動(dòng)時(shí)與該壓板一起移動(dòng))；及載體(其固持待通過與該拋光墊表面接觸并相對(duì)于該拋光墊表面移動(dòng)而進(jìn)行拋光的基板)?；宓膾伖馐峭ㄟ^如下發(fā)生的與拋光墊及本發(fā)明的拋光組合物相接觸而放置基板，且隨后相對(duì)于該基板移動(dòng)該拋光墊，以便磨除該基板的至少一部分以拋光該基板?？捎脪伖饨M合物與任何適合的拋光墊(例如，拋光表面)來平坦化或拋光基板。適合的拋光墊例如包括編織及非編織的拋光墊。此外，適合的拋光墊可包含變化密度、硬度、厚度、可壓縮性、壓縮回彈能力和壓縮模量的任何適合的聚合物。適合的聚合物例如包括聚氯乙烯、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、及其混合物。期望地，化學(xué)機(jī)械拋光裝置進(jìn)一步包含原位拋光終點(diǎn)檢測系統(tǒng)，其中許多檢測系統(tǒng)是本領(lǐng)域已知的。通過分析從工件表面反射的光或其他輻射來檢測和監(jiān)測拋光工藝的技術(shù)是本領(lǐng)域已知的。這類方法描述在例如美國專利第5,196,353號(hào)、美國專利第5,433,651號(hào)、美國專利第5,609,511號(hào)、美國專利第5,643,046號(hào)、美國專利第5,658,183號(hào)、美國專利第5,730,642號(hào)、美國專利第5,838,447號(hào)、美國專利第5,872,633號(hào)、美國專利第5,893,796號(hào)、美國專利第5，949，927號(hào)及美國專利第5,964,643號(hào)中。期望地，對(duì)于正被拋光的工件的拋光工藝進(jìn)展的檢測或監(jiān)測使得能夠確定拋光終點(diǎn)，即確定何時(shí)終止對(duì)特定工件的拋光工藝。實(shí)施例以下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但其不應(yīng)解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在下列每一個(gè)實(shí)施例中，使用常規(guī)化學(xué)機(jī)械拋光裝置，以不同的拋光組合物拋光鉭、銅及TEOS無圖案晶片。拋光參數(shù)如下在150ml/min的拋光組合物流動(dòng)速率下，載體上的基板對(duì)壓板上的拋光墊的9.3kPa(1.35psi)至10.4kPa(1.5psi)的下壓力，110rpm的壓板速度，102rpm的載體速度。在拋光后，測定鉭、銅及介電氧化物自該無圖案晶片的移除速率(單位為A/min)。實(shí)施例1該實(shí)施例使用本發(fā)明的拋光組合物評(píng)估碘酸鹽濃度對(duì)鉭、銅及介電氧化物的移除速率的影響。，用六種不同的拋光組合物(拋光組合物1A、1B、1C、1D、1E及1F)來拋光包含無圖案的鉭、銅及TEOS層的相似基板。每一種拋光組合物均含有0.5重量°/。的縮聚二氧化硅(80nm直徑)及0.1重量％的苯并三唑，在水中pH值為2.4。拋光組合物1A-1F進(jìn)一步分別含有0.01重量％、0.025重量％、0.05重量％、0.1重量％、0.2重量％及0.25重量％的KI03。鉭、銅及TEOS移除速率結(jié)果示于表l中。表l:材料移除速率隨碘酸鹽濃度的變化<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>這些結(jié)果說明介電氧化物(TEOS)移除速率較大程度地不依賴于碘酸鹽濃度。相反，鉭及銅移除速率強(qiáng)烈依賴于碘酸鹽濃度。在該碘酸鹽濃度范圍內(nèi)，銅移除速率增加。在接近0.1重量°/。的碘酸鹽中間濃度處，鉭移除速率達(dá)到超過1000A/min的最大值。在相似的低研磨劑載荷(例如0.5重量°/。)下，用常規(guī)氧化劑未獲得超過1000A/min的高鉭移除速率。實(shí)施例2該實(shí)施例用本發(fā)明的拋光組合物評(píng)估研磨劑濃度對(duì)鉭、銅及介電氧化物的移除速率的影響。用五種不同的拋光組合物(拋光組合物2A、2B、2C、2D及2E)來拋光包含無圖案的鉭、銅及TEOS層的相似基板。每一種拋光組合物均含有0.05重量％的KIO3及0.1重量。/。的苯并三唑(BTA)，在水中pH值為2.4。拋光組合物2A-2E進(jìn)一步分別含有0.25重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％及2重量。/。的縮聚二氧化硅(80nm直徑)。鉭、銅及TEOS移除速率示于表2中。表2:材料移除速率隨研磨劑濃度的變化<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>這些結(jié)果說明介電氧化物(TEOS)移除速率強(qiáng)烈依賴于研磨劑濃度。相反，鉭及銅移除速率相對(duì)不依賴于研磨劑濃度。圖1的曲線圖描述了Ta/TEOS選擇性隨研磨劑濃度的變化。該曲線圖說明在較低研磨劑濃度下的Ta/TEOS選"t奪性的增加。實(shí)施例3該實(shí)施例評(píng)估材料移除速率對(duì)pH值的依賴性。用六種不同的拋光組合物(拋光組合物3A、3B、3C、3D、3E及3F)來拋光包含無圖案的鉭、銅及TEOS層的相似基板。每一種拋光組合物均含有0.1重量％的KI03、0.1重量％的BTA及0.5重量％的縮聚二氧化石圭(80nm直徑)。拋光組合物3A具有2.19的pH值、拋光組合物3B具有2.45的pH值、拋光組合物3C具有2.6的pH值、拋光組合物3D具有2.8的pH值、拋光組合物3E具有3.12的pH值，且拋光組合物3F具有3.67的pH值。鉭、銅及TE0S移除速率結(jié)果示于表3中。表3:材料移除速率隨pH值的變化<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>這些結(jié)果說明鉭、銅及TEOS移除速率對(duì)包含KI03的拋光組合物的pH值的強(qiáng)烈依賴性。實(shí)施例4該實(shí)施例用本發(fā)明的拋光組合物評(píng)估含氮化合物對(duì)鉭及銅的移除速率的影響。用五種不同的拋光組合物(拋光組合物4A、4B、4C、4D及4E)來拋光包含無圖案的鉭及銅層的相似基板。每一種拋光組合物均含有0.05重量％的KIO3及0.5重量％的縮聚二氧化硅(80nm直徑)，在水中pH值為2.6。拋光組合物4A不含苯并三唑("BTA，，)，拋光組合物4B-4E進(jìn)一步分別含有0.025重量％、0.05重量％、0.1重量％及0.2重量％的BTA。鉭及銅移除速率結(jié)果示于表4中。表4:材料移除速率隨BTA濃度的變化<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>BTA為公知的銅移除抑制劑。然而，從表4所示的結(jié)果可以顯見，BTA與碘酸鹽一起提高了鉭移除速率。鉭移除速率隨BTA濃度的增加而增加，且在0.1重量％的BTA濃度下達(dá)到穩(wěn)定水平。拋光組合物4D的鉭移除速率比通過不含BTA的拋光組合物(即，拋光組合物4A)所觀察到的鉭移除速率高約60%。隨著BTA濃度的增加，銅移除速率先增加并隨后減小。實(shí)施例5該實(shí)施例評(píng)估用于增加鉭移除速率的碘酸鹽與含氮化合物(諸如，BTA)之間的協(xié)同作用。用六種不同的拋光組合物(拋光組合物5A、5B、5C、5D、5E及5F)來拋光包含無圖案的鉭層的相似基板。拋光組合物5A(對(duì)比)含有0.5重量％的縮聚二氧化硅(80nm直徑)及0.05重量°/。的KI03，在水中pH值為2.4。拋光組合物5B(本發(fā)明)包含0.1重量°/。的BTA、0.5重量％的縮聚二氧化硅(80nm直徑)及0.05重量％的KI03，在水中pH值為2.4。拋光組合物5C(對(duì)比)含有12重量％的縮聚二氧化硅(25nm直徑)、1重量％的11202及40ppm的乙酸銅，其pH值為9。拋光組合物5D(對(duì)比)含有0.1重量％的BTA、12重量％的縮聚二氧化硅(25nm直徑)、1重量％的H202及40ppm的乙酸4丐，其pH值為9。鉭移除速率結(jié)果示于表5中。表5:不同組合物的材料移除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>從表5所示的鉭移除速率結(jié)果可以顯見，與含有相似量的碘酸鹽但無BTA的拋光組合物5A相比，包含碘酸鹽及BTA的拋光組合物5B具有增加的鉭移除速率。僅含有&02或含有&02與BTA但不含有石典酸鹽的拋光組合物(即，拋光組合物5C及5D)不具有用于增加鉭移除速率的與BTA的協(xié)同作用。實(shí)施例6該實(shí)施例評(píng)估不同含氮化合物在本發(fā)明組合物中的效用。用16種不同的拋光組合物(拋光組合物6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G、6H、61、6J、6K、6L、6M、6N、60及6P)來拋光包含無圖案的鉭、銅及TEOS層的相似基板。每一種拋光組合物均含有0.1重量％的KI03及0.5重量。/。的縮聚二氧化硅(80nm直徑)，在水中pH值為2.6。拋光組合物6A不含BTA，拋光組合物6B含有0.1重量％的BTA，拋光組合物6C含有0.01重量%的lH-l,2,3-苯并三唑-5-羧酸，拋光組合物6D含有0.1重量％的1,2,4-三唑，拋光組合物6E含有0.1重量％的吡唑，拋光組合物6F含有0.1重量°/。的2，吡溱羧酸，拋光組合物6G含有0.1重量％的4-吡咬乙酸鹽酸鹽，拋光組合物6H含有0.1重量％的4,氨基-1,2，4-三唑，拋光組合物61含有3,5-二氨基-1,2,4-三唑，拋光組合物6J含有0.1重量。/。的2，6-吡啶二羧酸，拋光組合物6K含有0.1重量°/。的5-曱基-lH-苯并三唑，拋光物6L含有0.002重量％的3-氨基-l,2，4-三唑-5-羧酸，拋光組合物6M含有0.02重量％的1H-l，2,3-苯并三唑-5-羧酸，拋光組合物6N含有0.02重量°/。的lH,l,2，3-三唑并[4，5b]吡p定，拋光組合物60含有0.1重量％的曱胺，且拋光組合物6P含有0.1重量％的三曱胺。鉭、銅及TEOS移除速率結(jié)果示于表6中。表6:材料移除速率隨不同含氮化合物的變化<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>從表6所示的結(jié)果可以顯見，除3,5-二氨基-1,2,4-三唑之外的所有含氮化合物與碘酸鹽一起展現(xiàn)了增加的鉭移除速率。實(shí)施例7該實(shí)施例評(píng)估不同研磨劑在本發(fā)明組合物中的效用。用六種不同的拋光組合物(拋光組合物7A、7B、7C、7D、7E及7F)來拋光包含無圖案的鉭、銅及TEOS層的相似基板。拋光組合物7A含有0.2重量％的KI03及1重量％的縮聚二氧化硅(25nm直徑)，在水中pH值為2.2。拋光組合物7B含有0.05重量％的KK)3及0.5重量％的縮聚二氧化硅(80nm直徑)，在水中pH值為2.4。拋光組合物7C含有0.2重量％的KK)3及0.5重量°/。的熱解二氧化硅，在水中pH值為2.2。拋光組合物7D含有0.2重量％的KIO3及0.5重量％的熱解氧化鋁，在水中pH值為2.2。拋光組合物7E含有0.2重量％的KIO3及0.5重量％的a-氧化鋁，在水中pH值為2.2。拋光組合物7F含有1重量％的KI03及1重量％的二氧化鈰，在水中pH值為2.1。鉭、銅及TEOS移除速率結(jié)果示于表7中。表7:材料移除速率隨研磨劑類型的變化<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>從表7所示的鉭移除速率可以顯見，在包含KI03的拋光組合物中使用縮聚二氧化硅展現(xiàn)了增加的鉭移除速率。權(quán)利要求1.一種用于拋光基板的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含(a)0.05重量％至10重量％的研磨劑，(b)0.05重量％至4重量％的碘酸根離子，(c)0.01重量％至1重量％的選自含氮C4-20雜環(huán)及C1-20烷基胺的含氮化合物，及(d)包含水的液體載體，其中該拋光組合物的pH值為1至5。2.權(quán)利要求l的拋光組合物，其中該含氮化合物選自1H-l,2，3-苯并三唑、1H-l，2，3-苯并三唑-5-羧酸、1，2,4-三唑、5-曱基-lH-苯并三唑、4-氨基-l,2，4-三唑、lH-苯并三唑-l-曱醛、3-氨基-l,2，4-三唑-5-羧酸、吡唑、2』比。秦羧酸、2,6-吡啶羧酸、4-吡啶乙酸、lH-l，2,3-三唑并[4,5-b]吡啶、甲胺、三曱胺、其鹽、及其組合。3.權(quán)利要求2的拋光組合物，其中該含氮化合物為lH-l,2,3-苯并三唑。4.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該碘酸根離子以0.05重量°/。至2重量％的量存在。5.權(quán)利要求4的拋光組合物，其中該碘酸根離子以0.05重量％至0.4重量％的量存在。6.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該含氮化合物以0.05重量％至0.5重量％的量存在。7.權(quán)利要求6的拋光組合物，其中該含氮化合物以0.1重量％至0.25重量％的量存在。8.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該研磨劑以0.1重量％至2重量％的量存在。9.權(quán)利要求8的拋光組合物，其中該研磨劑以0.25重量％至0.5重量％的量存在。10.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該研磨劑選自膠態(tài)二氧化硅、熱解二氧化硅、熱解氧化鋁、a-氧化鋁及二氧化鈰。11.權(quán)利要求10的拋光組合物，其中該研磨劑為膠態(tài)二氧化硅。12.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該拋光組合物的pH值為2至4。13.—種化學(xué)才幾械拋光基板的方法，該方法包括(a)提供基板，(b)使該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(i)0.05重量％至10重量％的研磨劑，(ii)0.05重量％至4重量o/。的碘酸根離子，(iii)O.Ol重量％至1重量。/。的選自含氮Q.20雜環(huán)及C,.2()烷基胺的含氮化合物，及(iv)包含水的液體載體，其中該拋光組合物的pH值為1至5，(c)相對(duì)于該基板移動(dòng)該拋光墊，在該拋光墊與該基板之間有該化學(xué)機(jī)械拋光組合物,及(d)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。14.權(quán)利要求13的方法，其中該含氮化合物選自lH-l，2,3-苯并三唑、lH-l,2,3-苯并三唑-5-羧酸、1，2,4-三唑、5-甲基-lH-苯并三唑、4-氨基-1,2,4-三唑、lH-苯并三唑-l-曱醛、3-氨基-l，2,4-三唑-5-羧酸、吡唑、2-吡嗪羧酸、2，6-吡啶羧酸、4-吡啶乙酸、lH-l,2，3-三唑并[4,5-b]吡啶、甲胺、三甲胺、其鹽、及其組合。15.權(quán)利要求14的方法，其中該含氮化合物為lH-l，2,3-苯并三唑。16.權(quán)利要求13的方法，其中該碘酸根離子以0.05重量％至2重量％的量存在。17.權(quán)利要求16的方法，其中該碘酸根離子以0.05重量o/o至0.4重量％的量存在。18.權(quán)利要求13的方法，其中該含氮化合物以0.05重量％至0.5重量％的量存在。19.權(quán)利要求18的方法，其中該含氮化合物以0.1重量％至0.25重量°/0的量存在。20.權(quán)利要求13的方法，其中該研磨劑以0.1重量％至2重量％的量存在。21.權(quán)利要求20的方法，其中該研磨劑以0.25重量％至0.5重量％的量存在。22.權(quán)利要求13的方法，其中該研磨劑選自膠態(tài)二氧化硅、熱解二氧化硅、熱解氧化鋁、a-氧化鋁及二氧化鈰。23.權(quán)利要求22的方法，其中該研磨劑為膠態(tài)二氧化硅。24.權(quán)利要求13的方法，其中該拋光組合物的pH值為2至4。25.權(quán)利要求13的方法，其中該基板包含金屬層。26.權(quán)利要求25的方法，其中該金屬層包含鉭。27.權(quán)利要求26的方法，其中該金屬層進(jìn)一步包含銅。全文摘要本發(fā)明提供用于平坦化或拋光基板的組合物及方法。該組合物包含研磨劑、碘酸根離子、含氮化合物、及包含水的液體載體，其中，該含氮化合物選自含氮C_4-20雜環(huán)及C_1-20烷基胺。文檔編號(hào)C09G1/02GK101389723SQ200780006685公開日2009年3月18日申請(qǐng)日期2007年3月6日優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日發(fā)明者劍張,李守田,菲利普·卡特申請(qǐng)人:卡伯特微電子公司