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化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)組合物在拋光包含鈷和/或鈷合金的基材中的用途的制作方法

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化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)組合物在拋光包含鈷和/或鈷合金的基材中的用途的制造方法與工藝
本發(fā)明實(shí)質(zhì)上涉及化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)組合物在拋光包含鈷和/或鈷合金的半導(dǎo)體工業(yè)的基材中的用途,該化學(xué)機(jī)械拋光組合物包含無(wú)機(jī)顆粒、作為腐蝕抑制劑的具有至少一個(gè)羧酸官能團(tuán)的經(jīng)取代芳族化合物、至少一種氨基酸、至少一種氧化劑及含水介質(zhì)。本發(fā)明也涉及一種制造半導(dǎo)體裝置的方法,其包括在該化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)組合物存在下化學(xué)機(jī)械拋光基材或?qū)?。cmp組合物展示關(guān)于鈷和/或鈷合金的經(jīng)改進(jìn)且可調(diào)節(jié)的蝕刻行為,以及良好拋光性能。在半導(dǎo)體工業(yè)中,化學(xué)機(jī)械拋光(簡(jiǎn)寫(xiě)為cmp)為用于制造先進(jìn)的光學(xué)、微電子機(jī)械和微電子材料和裝置,例如半導(dǎo)體晶片的熟知技術(shù)。在制造用于半導(dǎo)體工業(yè)的材料和裝置的過(guò)程中,cmp用于使金屬和/或氧化物表面平坦化。cmp利用化學(xué)與機(jī)械作用的相互作用實(shí)現(xiàn)待拋光表面的平坦化?;瘜W(xué)作用由也稱作cmp組合物或cmp漿料的化學(xué)組合物提供。機(jī)械作用通常由典型地壓在待拋光表面上且安放在移動(dòng)壓板上的拋光墊進(jìn)行。壓板的移動(dòng)通常為線性、旋轉(zhuǎn)或軌道式。在典型cmp工藝步驟中,旋轉(zhuǎn)晶片夾持具使待拋光晶片與拋光墊接觸。一般將cmp組合物應(yīng)用于待拋光晶片和拋光墊之間。隨著在超大規(guī)模集成電路(ulsi)技術(shù)中特征尺寸連續(xù)縮減,銅互連結(jié)構(gòu)的尺寸變得愈來(lái)愈小。為減少rc延遲,銅互連結(jié)構(gòu)中的障壁或粘合層的厚度變得更薄。傳統(tǒng)銅障壁/粘合層堆棧ta/tan不再適合,因?yàn)閠a的電阻率相對(duì)較高且銅不能直接電鍍至ta上。相比于ta,鈷具有更低電阻率且更便宜。cu與co之間的粘合為良好的。cu可易于成核于co上,銅也可直接電鍍于鈷上。在集成電路中,co用作銅互連件的粘合或障壁層,同時(shí)co也可用作內(nèi)存裝置中的納米晶co和用作mosfet中的金屬閘極。多孔低k介電材料已用于當(dāng)前互連結(jié)構(gòu)中。據(jù)報(bào)導(dǎo),低k材料可易于受等離子體或拋光漿料損壞。在當(dāng)前化學(xué)機(jī)械拋光處理中,為減少對(duì)低k介電質(zhì)的損壞,當(dāng)前大多數(shù)用于銅和障壁的漿料為酸性。但觀測(cè)到銅和鈷易于遭受溶解于含有氧化劑(例如過(guò)氧化氫)的酸性溶液中。這使銅和鈷的拋光速率過(guò)高,使得其將誘發(fā)銅線的凹陷。另外,銅互連結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上的鈷粘合層的溶解可導(dǎo)致銅線分層且引起安全性問(wèn)題。取決于超大規(guī)模集成電路(ulsi)技術(shù)中的所用整合方案,co、cu和低k介電材料以不同量和層厚度共存就選擇性、腐蝕、移除速率和表面質(zhì)量方面向用于半導(dǎo)體裝置制造的化學(xué)機(jī)械拋光的組合物提出多個(gè)挑戰(zhàn)。在現(xiàn)有技術(shù)中,包含無(wú)機(jī)顆粒、羧酸衍生物、氧化劑及含水介質(zhì)的cmp組合物在拋光包含鈷的半導(dǎo)體工業(yè)的基材中的用途為已知的,且描述于例如以下參考文獻(xiàn)中。jp2013042123公開(kāi)一種含有鈷元素的用于拋光層的研磨劑,該研磨劑含有羧酸衍生物,其包括至少一種選自如下的化合物:鄰苯二甲酸化合物、間苯二甲酸化合物、烷基二羧酸化合物、其鹽及酸酐、防腐蝕且防水的金屬;且該研磨劑的ph為4.0或更小。提供一種針對(duì)鈷層在腐蝕抑制性能方面優(yōu)異同時(shí)相對(duì)于鈷層維持適合拋光速度的研磨劑,及一種用于拋光基材的方法。jp2014229827公開(kāi)一種用于化學(xué)機(jī)械拋光的含水分散體,其含有:(a)研磨粒;(b)有機(jī)酸,其具有含有π個(gè)電子的4個(gè)或更多個(gè)碳原子、一個(gè)或多個(gè)羧基,及2個(gè)或更多個(gè)選自由羧基及羥基組成的群組的至少一個(gè)群組的基團(tuán);(c)氨基酸;(d)陰離子表面活性劑;及(e)氧化劑,且該含水分散體的ph為6.5或更大及9.5或更小,其能夠在抑制腐蝕時(shí)以高拋光速率來(lái)拋光金屬膜如鈷膜。因此,將極其需要具有可避免與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的所有缺點(diǎn)(例如co的低材料移除速率、高co腐蝕、酸性ph、針對(duì)單獨(dú)腐蝕抑制劑的需要、不同抑制劑的高濃度和拋光性能的無(wú)調(diào)節(jié)能力)的隨手取用的cmp組合物和cmp工藝。本發(fā)明的目的中的一個(gè)為提供cmp組合物的用途,其適合于化學(xué)機(jī)械拋光包含鈷和/或鈷合金的基材,且展示經(jīng)改進(jìn)的拋光性能,尤其鈷和/或鈷合金的低腐蝕以及鈷和/或鈷合金的可控制且可調(diào)節(jié)材料移除速率。此外,尋求使用如下cmp組合物的用途:其引起鈷和/或鈷合金的高材料移除速率,與低k介電材料及半導(dǎo)體基材的其他金屬(例如銅)兼容,提供高質(zhì)量表面修整,減少表面凹陷,儲(chǔ)存穩(wěn)定,且將在中性至堿性ph范圍內(nèi)為隨時(shí)可用的。此外,將提供相應(yīng)cmp方法。因此,發(fā)現(xiàn)化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)組合物(q)在化學(xué)機(jī)械拋光包含(i)鈷和/或(ii)鈷合金的基材(s)中的用途,其中該cmp組合物(q)包含(a)無(wú)機(jī)顆粒,(b)作為腐蝕抑制劑的通式1至5的具有至少一個(gè)羧酸官能團(tuán)的經(jīng)取代芳族化合物:其中r1、r2、r3、r4及r5彼此獨(dú)立地為h、羥基、烷基、氨基、芳基、烷氨基、烷基芳基氨基、芐基氨基、羧基、烷基磺?;?、磺酸、磺酸鹽/酯、硫基或烷硫基(c)至少一種氨基酸,(d)至少一種氧化劑,(e)含水介質(zhì)且其中cmp組合物(q)的ph為7至10。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)組合物,其包含(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至3重量%,(b)至少一種具有至少一個(gè)羧酸官能團(tuán)的經(jīng)取代芳族化合物(b),其選自間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、2-氨基-對(duì)苯二甲酸、4-甲氨基苯甲酸、4-(二甲氨基)苯甲酸、4-甲磺?;郊姿?、均苯三甲酸、3-甲氨基苯甲酸、4-(二乙氨基)苯甲酸、3-二甲氨基苯甲酸及2(芐基氨基)苯甲酸,其總量以該相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)為0,002重量%至0,1重量%,(c)至少一種氨基酸(c),其選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至0,9重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至2重量%,(e)含水介質(zhì),其中該cmp組合物(q)的ph為7至10,其實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。此外,上述本發(fā)明的目的利用制造半導(dǎo)體裝置的方法實(shí)現(xiàn),該方法包括在該化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)組合物(q)存在下化學(xué)機(jī)械拋光用于半導(dǎo)體工業(yè)的基材(s),其中該基材(s)包含(i)鈷和/或(ii)鈷合金。出乎意料地,可發(fā)現(xiàn),根據(jù)本發(fā)明的cmp組合物(q)的用途引起對(duì)包含鈷和/或鈷合金的基材的經(jīng)改進(jìn)腐蝕抑制以及高鈷材料移除速率。優(yōu)選實(shí)施方案解釋于權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明書(shū)中。應(yīng)理解,優(yōu)選實(shí)施方案的組合在本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明,該cmp組合物包含無(wú)機(jī)顆粒(a)。通常,無(wú)機(jī)顆粒(a)的化學(xué)性質(zhì)不受特定限制。(a)可具有相同化學(xué)性質(zhì)或?yàn)榫哂胁煌瘜W(xué)性質(zhì)的顆粒的混合物。通常,具有相同化學(xué)性質(zhì)的顆粒(a)優(yōu)選。(a)可為-無(wú)機(jī)顆粒,例如金屬、金屬氧化物或碳化物,包括準(zhǔn)金屬、準(zhǔn)金屬氧化物或碳化物,或-無(wú)機(jī)顆粒的混合物。通常,(a)可為-一種類型的膠態(tài)無(wú)機(jī)顆粒,-一種類型的煙霧狀無(wú)機(jī)顆粒,-不同類型的膠態(tài)和/或煙霧狀無(wú)機(jī)顆粒的混合物。通常,膠態(tài)無(wú)機(jī)顆粒為利用濕式沉淀法制備的無(wú)機(jī)顆粒;煙霧狀無(wú)機(jī)顆粒通過(guò)例如使用法在氧氣存在下用氫氣高溫火焰水解例如金屬氯化物前體來(lái)制備。優(yōu)選地,無(wú)機(jī)顆粒(a)為膠態(tài)或煙霧狀無(wú)機(jī)顆?;蚱浠旌衔?。其中,金屬或準(zhǔn)金屬的氧化物及碳化物為優(yōu)選的。更優(yōu)選地,顆粒(a)為氧化鋁、氧化鈰、氧化銅、氧化鐵、氧化鎳、氧化錳、二氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化錫、二氧化鈦、碳化鈦、氧化鎢、氧化釔、氧化鋯或其混合物或復(fù)合物。最優(yōu)選地,顆粒(a)為氧化鋁、氧化鈰、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯或其混合物或復(fù)合物。特別是,(a)為二氧化硅顆粒。例如,(a)為膠態(tài)二氧化硅顆粒。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“膠態(tài)二氧化硅”是指通過(guò)縮合聚合si(oh)4而制備的二氧化硅。前體si(oh)4可例如通過(guò)水解高純度烷氧硅烷,或通過(guò)酸化硅酸鹽水溶液來(lái)獲得。該膠態(tài)二氧化硅可根據(jù)美國(guó)專利第5,230,833號(hào)制備,或可以各種市售產(chǎn)品中的任一個(gè)形式獲得,例如fusopl-1、pl-2及pl-3產(chǎn)品以及nalco1050、2327及2329產(chǎn)品以及購(gòu)自dupont、bayer、appliedresearch、nissanchemical、nyacol及clariant的其他類似產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明,cmp組合物(q)中(a)的量以組合物(q)的總重量計(jì)不大于3.0重量%。以組合物(q)的總重量計(jì),優(yōu)選不大于2.5重量%,最優(yōu)選不大于1.8重量%,尤其不大于1.5重量%。根據(jù)本發(fā)明,(a)的量以組合物(q)的總重量計(jì)為至少0.0001重量%,優(yōu)選至少0.02重量%,更優(yōu)選至少0.1重量%,最優(yōu)選至少0.2重量%,尤其至少0.3重量%。例如,(a)的量可在0.4重量%至1.2重量%范圍內(nèi)。一般而言,顆粒(a)可以各種粒度分布含于組合物(q)中。顆粒(a)的粒度分布可為單峰或多峰。在多峰粒度分布的情況下,雙峰通常優(yōu)選。為了在本發(fā)明的cmp工藝期間具有易于可再現(xiàn)性特性特征和易于可再現(xiàn)性條件,顆粒(a)的單峰粒度分布可為優(yōu)選。通常,顆粒(a)最優(yōu)選具有單峰粒度分布。一般而言,顆粒(a)可具有何種粒度分布不受特定限制。顆粒(a)的平均粒度可在寬范圍內(nèi)變化。平均粒度為顆粒(a)在含水介質(zhì)(e)中的粒度分布的d50值,且可使用例如動(dòng)態(tài)光散射(dls)或靜態(tài)光散射(sls)法測(cè)量。這些和其他方法是本領(lǐng)域所公知的,參見(jiàn)例如kuntzsch,timo;witnik,uirike;hollatz,michaelstintz;ripperger,siegfried;characterizationofslurriesusedforchem-ical-mechanicalpolishing(cmp)inthesemiconductorindustry;chem.eng.technol;26(2003),第12卷,第1235頁(yè)。對(duì)dls而言,通常使用horibalb-550v(dls,動(dòng)態(tài)光散射測(cè)量,根據(jù)手冊(cè))或任何其他此類儀器。該技術(shù)在顆粒散射激光光源(λ=650nm)時(shí)測(cè)量顆粒的流體動(dòng)力學(xué)直徑,其在與入射光成90°或173°的角度下檢測(cè)。散射光強(qiáng)度的變化歸因于顆粒在其運(yùn)動(dòng)穿過(guò)入射光束時(shí)的隨機(jī)布朗運(yùn)動(dòng)且作為時(shí)間的函數(shù)監(jiān)測(cè)。使用由儀器執(zhí)行的作為延遲時(shí)間函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)來(lái)提取衰變常數(shù);較小的顆粒以較高的速度運(yùn)動(dòng)穿過(guò)入射光束且對(duì)應(yīng)于較快的衰變。這些衰變常數(shù)與顆粒的擴(kuò)散系數(shù)dt成比例,且用于根據(jù)stokes-einstein方程計(jì)算粒度:其中假設(shè)懸浮顆粒(1)具有球形形態(tài)且(2)均勻分散(即不附聚)在含水介質(zhì)(e)中。預(yù)期該關(guān)系式適用于含有低于1重量%固體的顆粒分散體,因?yàn)楹稚?m)的粘度無(wú)顯著偏差,其中η=0.96mpa·s(t=22℃)。煙霧狀或膠態(tài)無(wú)機(jī)顆粒分散體(a)的粒度分布通常在塑料比色管中在0.1-1.0%固體濃度下測(cè)量,需要的話,用分散介質(zhì)或超純水進(jìn)行稀釋。優(yōu)選地,顆粒(a)的平均粒度為20-200nm,更優(yōu)選為25-180nm,最優(yōu)選為30-170nm,特別優(yōu)選為40-160nm,特別為45-150nm,用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)使用例如獲自malverninstruments,ltd.的高性能粒度分析儀(hpps)或horibalb550的儀器測(cè)量。根據(jù)diniso9277:2010-09測(cè)定的顆粒(a)的bet表面積可在寬范圍內(nèi)變化。優(yōu)選地,顆粒(a)的bet表面積為1-500m2/g,更優(yōu)選為5-250m2/g,最優(yōu)選為10-100m2/g,特別為20-95m2/g,例如為25-92m2/g。顆粒(a)可具有各種形狀。顆粒(a)由此可具有一種或基本上僅一種形狀。然而,顆粒(a)也可具有不同的形狀。例如,可存在兩種不同形狀的顆粒(a)。例如,(a)可具有如下形狀:附聚物、立方體、具有斜邊的立方體、八面體、二十面體、繭狀物、結(jié)節(jié)和具有或不具有凸起或凹陷的球體。優(yōu)選地,其基本上為球形,由此這些通常具有凸起或凹陷??赡軆?yōu)選的是,無(wú)機(jī)顆粒(a)為繭狀。繭狀物可具有或不具有凸起或凹陷。繭狀顆粒為短軸為10nm至200nm,長(zhǎng)軸/短軸的比率為1.4至2.2、更優(yōu)選1.6至2.0的顆粒。其平均形狀因子優(yōu)選為0.7至0.97、更優(yōu)選0.77至0.92,平均球度優(yōu)選為0.4至0.9、更優(yōu)選0.5至0.7,且平均等效圓直徑優(yōu)選為41nm至66nm、更優(yōu)選48nm至60nm,其可通過(guò)透射電子顯微術(shù)和掃描電子顯微術(shù)測(cè)定。繭狀顆粒的形狀因子、球度和等效圓直徑的測(cè)定在下文中參照?qǐng)D1至圖4說(shuō)明。形狀因子給出關(guān)于各個(gè)顆粒的形狀和凹陷的信息(參見(jiàn)圖1)且可根據(jù)下式計(jì)算:形狀因子=4π(面積/周長(zhǎng)2)無(wú)凹陷球形顆粒的形狀因子為1。形狀因子的值在凹陷數(shù)目增加時(shí)減小。球度(參見(jiàn)圖2)使用中心矩(momentaboutthemean)給出關(guān)于各個(gè)顆粒的伸長(zhǎng)率的信息且可根據(jù)下式計(jì)算,其中m為相應(yīng)顆粒的重心:球度=(mxx-myy)-[4mxy2+(myy-mxx)2]0.5/(mxx-myy)+[4mxy2+(myy-mxx)2]0.5伸長(zhǎng)率=(1/球度)0.5其中mxx=σ(x-x平均)2/nmyy=σ(y-y平均)2/nmxy=σ[(x-x平均)*(y-y平均)]/nn形成相應(yīng)顆粒的圖像的像素的數(shù)目x,y像素的坐標(biāo)x平均形成該顆粒圖像的n像素的x坐標(biāo)的均值y平均形成該顆粒圖像的n像素的y坐標(biāo)的均值球形顆粒的球度為1。當(dāng)顆粒拉長(zhǎng)時(shí)球度值減小。各個(gè)非圓形顆粒的等效圓直徑(以下也縮寫(xiě)為ecd)給出關(guān)于具有與相應(yīng)非圓形顆粒相同的面積的圓的直徑的信息(參見(jiàn)圖3)。平均形狀因子、平均球度和平均ecd為與所分析的顆粒數(shù)目相關(guān)的相應(yīng)特性的算術(shù)平均值。顆粒形狀定性的程序如下。將20重量%固體含量的繭狀二氧化硅顆粒含水分散體分散在碳箔上并干燥。利用能量過(guò)濾透射電子顯微術(shù)(ef-tem)(120千伏)和掃描電子顯微術(shù)二次電子圖像(sem-se)(5千伏)分析干燥的分散體。將分辨率為2k、16比特、0.6851nm/像素的ef-tem圖像(圖4)用于分析。利用噪聲抑制后的閾值對(duì)圖像進(jìn)行二進(jìn)制編碼。然后將顆粒手動(dòng)分離。區(qū)別重疊和邊緣顆粒,且不將其用于分析。計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分類如前所定義的ecd、形狀因子和球度。例如,繭狀顆??蔀橛蒮usochemical公司制造的平均初級(jí)顆粒尺寸(d1)為35nm且平均次級(jí)顆粒尺寸(d2)為70nm的pl-3。根據(jù)本發(fā)明,所使用的cmp組合物(q)包含作為腐蝕抑制劑的通式1至5的具有至少一個(gè)羧酸官能團(tuán)的經(jīng)取代芳族化合物(b)優(yōu)選地,r1可為h、羥基、烷基、芳基、氨基、烷氨基、烷基芳基氨基、芐基氨基、羧基、烷基磺?;⒒撬?、磺酸鹽/酯、硫基或烷硫基;更優(yōu)選地,r1可為h、羥基、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、芐基、氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基、羧基、甲磺?;⒁一酋;⒘蚧?、甲硫基或乙硫基;最優(yōu)選地,r1可為h、羥基、氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基、羧基、甲磺?;蛞一酋;惶貏e優(yōu)選地,r1可為單甲氨基、二甲氨基、二乙氨基、羧基或甲磺?;?yōu)選地,r2可為h、羥基、烷基、芳基、氨基、烷氨基、烷基芳基氨基、芐基氨基、羧基、烷基磺酰基、磺酸、磺酸鹽/酯、硫基或烷硫基;更優(yōu)選地,r2可為h、羥基、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、芐基、氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基、羧基、甲磺?;?、乙磺?;?、硫基、甲硫基或乙硫基;最優(yōu)選地,r2可為氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基或羧基;特別優(yōu)選地,r1可為單甲氨基或二甲氨基。優(yōu)選地,r3可為h、羥基、烷基、芳基、氨基、烷氨基、烷基芳基氨基、芐基氨基、羧基、烷基磺?;?、磺酸、磺酸鹽/酯、硫基或烷硫基;更優(yōu)選地,r3可為h、羥基、甲基、乙基、丙基、丁基、芐基氨基、氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基、羧基、甲磺?;?、乙磺酰基、硫基、甲硫基或乙硫基;最優(yōu)選地,r3可為芐基氨基、氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基或羧基;特別優(yōu)選地,r3可為芐基氨基。優(yōu)選地,r4可為h、羥基、烷基、芳基、氨基、烷氨基、烷基芳基氨基、芐基氨基、羧基、烷基磺?;⒒撬?、磺酸鹽/酯、硫基或烷硫基;更優(yōu)選地,r4可為h、羥基、甲基、乙基、丙基、丁基、氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基、羧基、甲磺?;⒁一酋;?、硫基、甲硫基或乙硫基;最優(yōu)選地,r4可為氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基或羧基;特別優(yōu)選地,r4可為氨基或二甲氨基。優(yōu)選地,r5可為h、羥基、烷基、芳基、氨基、烷氨基、烷基芳基氨基、芐基氨基、羧基、烷基磺?;?、磺酸、磺酸鹽/酯、硫基或烷硫基;更優(yōu)選地,r5可為h、羥基、甲基、乙基、丙基、丁基、氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基、羧基、甲磺?;?、乙磺酰基、硫基、甲硫基或乙硫基;最優(yōu)選地,r5可為氨基、單甲氨基、二甲氨基、單乙氨基、二乙氨基或羧基;特別優(yōu)選地,r5可為羧基。例如,通式(i)的化合物(b)可為間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、2-氨基-對(duì)苯二甲酸、4-甲氨基苯甲酸、4-(二甲氨基)苯甲酸、4-甲磺?;郊姿?、均苯三甲酸、3-甲氨基苯甲酸、4-(二乙氨基)苯甲酸、3-二甲氨基苯甲酸或2(芐基氨基)苯甲酸。如上文所定義的通式1至5的化合物(b)獨(dú)自地充當(dāng)用于鈷和/或鈷合金的腐蝕抑制劑,而不添加cmp中使用的通常已知的腐蝕抑制劑如苯并三唑(bta)。目前據(jù)信,具有通式1至5的化合物(b)可通過(guò)在鈷和/或鈷合金的表面上形成保護(hù)性分子層來(lái)充當(dāng)腐蝕抑制劑。出乎意料地,目前已發(fā)現(xiàn),具有通式1至5的化合物(b)與已知且常用化合物苯并三唑(bta)及bta的衍生物以及cmp組合物現(xiàn)有技術(shù)中所用的其他三唑形成對(duì)比,在對(duì)鈷和/或鈷合金的較低蝕刻速率(因此具有較好腐蝕抑制)以及對(duì)包含鈷和/或鈷合金的基材的較高材料移除速率方面具有有利作用。根據(jù)本發(fā)明,在所用cmp組合物(q)中的(b)的量按該組合物(q)的總重量計(jì)不超過(guò)0.2重量%。按該組合物(q)的總重量計(jì)優(yōu)選不大于0.1重量%,甚至更優(yōu)選不大于0.08重量%,甚至更優(yōu)選不大于0.06重量%,最優(yōu)選不大于0.01重量%,特別不大于0.0095重量%。根據(jù)本發(fā)明,(b)的量按該組合物(q)的總重量計(jì)為至少0.002重量%,優(yōu)選為至少0.0025重量%,更優(yōu)選為至少0.003重量%,甚至更優(yōu)選為至少0.004重量%,甚至更優(yōu)選為至少0.005重量%,最優(yōu)選為至少0.007重量%,特別為至少0.008重量%。例如,(b)的量可在0.0022重量%至0.0092重量%的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明,所用cmp組合物包含至少一種氨基酸(c)。一般而言,具有氨基和酸基的有機(jī)化合物稱為氨基酸。出于本發(fā)明的目的,所有各個(gè)立體異構(gòu)體和其外消旋混合物也可考慮為氨基酸。優(yōu)選可為,氨基和酸基兩者附接至同一個(gè)碳(稱為α-氨基羧酸),用作cmp漿料中的化學(xué)添加劑。許多α-氨基羧酸為已知的且存在二十種“天然”氨基酸用作活有機(jī)體中蛋白質(zhì)的基本組分。氨基酸取決于其在含水載體存在下的側(cè)鏈可為親水性、中性或疏水性的。添加α氨基酸作為拋光添加劑可提高金屬材料移除速率。至少一種α-氨基酸(c)可由通式(ii)表示:h2n-cr1r2cooh(ii)其中r1和r2彼此獨(dú)立地為氫;未經(jīng)取代或經(jīng)一個(gè)或多個(gè)選自以下的取代基取代的具有1至8個(gè)碳原子的環(huán)狀、支化和直鏈結(jié)構(gòu)部分:含氮取代基、含氧取代基和含硫取代基,包括(但不限于)-cooh、-conh2、-nh2、-s-、-oh、-sh和其混合物和鹽。優(yōu)選地,至少一種氨基酸(c)為α-丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸、纈氨酸和其混合物和鹽。更優(yōu)選地,(c)為α-丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、亮氨酸、賴氨酸、脯氨酸、絲氨酸、纈氨酸和其混合物和鹽。最優(yōu)選地,(c)為α-丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸和其混合物和鹽,特別地,(c)為α-丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸和其混合物和鹽,例如(c)為甘氨酸。根據(jù)本發(fā)明,cmp組合物(q)中氨基酸(c)的量以組合物(q)的總重量計(jì)不大于2.25重量%。以組合物(q)的總重量計(jì),更優(yōu)選不大于1.2重量%,最優(yōu)選不大于1重量%,尤其不大于0.8重量%。根據(jù)本發(fā)明,(c)的量以組合物(q)的總重量計(jì)為至少0.1重量%。(c)的量以組合物(q)的總重量計(jì)為優(yōu)選至少0.3重量%,更優(yōu)選至少0.4重量%,最優(yōu)選至少0.5重量%,尤其至少0.6重量%。例如,(c)的量可在0.65重量%至0.78重量%范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物包含至少一種氧化劑(d),優(yōu)選一至兩種類型的氧化劑(d),更優(yōu)選一種類型的氧化劑(d)。氧化劑(d)不同于組分(a)、(b)、(c)及(e)。通常,氧化劑為能夠氧化待拋光基材或其層中的一個(gè)的化合物。優(yōu)選,(d)為過(guò)型氧化劑。更優(yōu)選,(d)為過(guò)氧化物、過(guò)硫酸鹽、高氯酸鹽、高溴酸鹽、高碘酸鹽、高錳酸鹽或其衍生物。最優(yōu)選地,(d)為過(guò)氧化物或過(guò)硫酸鹽。尤其(d)為過(guò)氧化物。例如,(d)為過(guò)氧化氫。該至少一種氧化劑(d)可以變化量含于根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物中。在各情況下按根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物的總重量計(jì),優(yōu)選(d)的量不超過(guò)4重量%(重量%在各情況下表示“重量百分比”),更優(yōu)選不超過(guò)2.5重量%,最優(yōu)選不超過(guò)1.8重量%,尤其不超過(guò)1.5重量%,例如不超過(guò)1.2重量%。在各情況下按根據(jù)本發(fā)明所用的組合物的總重量計(jì),優(yōu)選(d)的量為至少0.2重量%,更優(yōu)選至少0.25重量%,最優(yōu)選至少0.3重量%,尤其至少0.35重量%,例如至少0.4重量%。若過(guò)氧化氫用作氧化劑(d),則在各情況下按根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物的總重量計(jì),(d)的量為優(yōu)選0.2重量%至2.8重量%,更優(yōu)選0.28重量%至1.9重量%,例如1.0重量%。根據(jù)本發(fā)明,所用cmp組合物包含含水介質(zhì)(e)。(e)可為一種類型的含水介質(zhì)或不同類型的含水介質(zhì)的混合物。一般而言,含水介質(zhì)(e)可為含有水的任何介質(zhì)。優(yōu)選地,含水介質(zhì)(e)為水與可與水混溶的有機(jī)溶劑(例如醇,優(yōu)選c1至c3醇,或烷二醇衍生物)的混合物。更優(yōu)選地,含水介質(zhì)(e)為水。最優(yōu)選地,含水介質(zhì)(e)為去離子水。若除(e)以外的組分的量總計(jì)為cmp組合物的x重量%,則(e)的量為cmp組合物(q)的(100-x)重量%。分別根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物的特性,例如組合物與不同材料相比(例如金屬對(duì)比二氧化硅)的穩(wěn)定性、拋光性能和蝕刻行為可取決于相應(yīng)組合物的ph。根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物(q)的ph在7至10范圍內(nèi)。優(yōu)選,分別根據(jù)本發(fā)明使用的組合物的ph值在7.2至9.4,更優(yōu)選7.5至9.0,最優(yōu)選7.7至8.8,尤其優(yōu)選7.8至8.6,例如7.9至8.4范圍內(nèi)。本發(fā)明所用的cmp組合物可進(jìn)一步任選地含有不同于至少一種氨基酸(c)的至少一種額外絡(luò)合劑(g),例如一種絡(luò)合劑。一般而言,絡(luò)合劑為能夠使待拋光基材或待拋光基材的層中的一個(gè)的離子絡(luò)合的化合物。優(yōu)選地,(g)為具有至少一個(gè)cooh基團(tuán)的羧酸、含n羧酸、含n磺酸、含n硫酸、含n膦酸、含n磷酸或其鹽。更優(yōu)選地,(g)為具有至少兩個(gè)cooh基團(tuán)的羧酸、含n羧酸或其鹽。例如,至少一種額外絡(luò)合劑(g)可為乙酸、葡萄糖酸、乳酸、氮基乙酸、乙二胺四乙酸(edta)、亞氨基-二琥珀酸、戊二酸、檸檬酸、丙二酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、富馬酸、酒石酸、琥珀酸和植酸。若存在,絡(luò)合劑(g)可以變化量含有。優(yōu)選地,(g)的量以相應(yīng)組合物的總重量計(jì)不大于20重量%,更優(yōu)選不大于10重量%,最優(yōu)選不大于5重量%,例如不大于2重量%。優(yōu)選地,(g)的量以相應(yīng)組合物的總重量計(jì)為至少0.05重量%,更優(yōu)選至少0.1重量%,最優(yōu)選至少0.5重量%,例如至少1重量%。本發(fā)明所用的cmp組合物可進(jìn)一步任選包含至少一種生物殺傷劑(h),例如一種生物殺傷劑。一般而言,生物殺傷劑為通過(guò)化學(xué)或生物學(xué)方式阻止任何有害生物、使其無(wú)害化或?qū)ζ涫┘涌刂菩Ч幕衔?。?yōu)選地,(h)為季銨化合物、基于異噻唑啉酮的化合物、n-取代的重氮烯二氧化物或n'-羥基重氮烯氧化物鹽。更優(yōu)選地,(h)為n取代的重氮烯二氧化物或n'-羥基重氮烯氧化物鹽。若存在,生物殺傷劑(h)可以變化量含有。若存在,(h)的量以相應(yīng)組合物的總重量計(jì)優(yōu)選不大于0.5重量%,更優(yōu)選不大于0.1重量%,最優(yōu)選不大于0.05重量%,尤其不大于0.02重量%,例如不大于0.008重量%。若存在,(h)的量以相應(yīng)組合物的總重量計(jì)優(yōu)選為至少0.0001重量%,更優(yōu)選至少0.0005重量%,最優(yōu)選至少0.001重量%,尤其至少0.003重量%,例如至少0.006重量%。分別根據(jù)本發(fā)明使用的cmp組合物如果需要取決于該cmp組合物的預(yù)期用途的特定要求也可含有各種其他添加劑,包括但不限于ph調(diào)節(jié)劑、緩沖物質(zhì)、穩(wěn)定劑、表面活性劑(其可為陰離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑或陽(yáng)離子型表面活性劑)、減摩劑等。所述其他添加劑為例如通常用于cmp組合物中的添加劑且因此為本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知。該添加可例如使分散體穩(wěn)定,或改進(jìn)拋光性能或不同層之間的選擇性。若存在,該添加劑可以變化量含有。優(yōu)選地,該添加劑的量以相應(yīng)組合物的總重量計(jì)不大于10重量%,更優(yōu)選不大于1重量%,最優(yōu)選不大于0.1重量%,例如不大于0.01重量%。優(yōu)選地,該添加劑的量以相應(yīng)組合物的總重量計(jì)為至少0.0001重量%,更優(yōu)選至少0.001重量%,最優(yōu)選至少0.01重量%,例如至少0.1重量%。根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物(q)用于化學(xué)機(jī)械拋光半導(dǎo)體工業(yè)中所用的包含鈷和/或鈷合金的基材(s)。鈷和/或鈷合金可為任何類型、形式或形狀。鈷和/或鈷合金優(yōu)選具有層和/或過(guò)度生長(zhǎng)的形狀。若該鈷和/或鈷合金具有層和/或過(guò)度生長(zhǎng)的形狀,則該鈷和/或鈷合金含量按對(duì)應(yīng)層和/或過(guò)度生長(zhǎng)的重量計(jì)優(yōu)選大于90%,更優(yōu)選大于95%,最優(yōu)選大于98%,尤其大于99%,例如大于99.9%。該鈷和/或鈷合金已優(yōu)選在其他基材之間的溝槽或插塞中填充或生長(zhǎng),更優(yōu)選在介電材料(例如sio2、硅、低k(bd1、bd2)或超低k材料)或半導(dǎo)體工業(yè)中所用的其他分離及半導(dǎo)體材料中的溝槽或插塞中填充或生長(zhǎng)。例如,在硅穿孔(throughsiliconvias;tsv)中間方法中,在自晶片背面顯示tsv之后,例如聚合物、光阻劑和/或聚酰亞胺的分離材料可針對(duì)絕緣/分離性質(zhì)在濕式蝕刻的后續(xù)處理步驟與cmp之間用作絕緣材料。在包含的銅與介電材料之間可為障壁材料的薄層。通常,阻止金屬離子擴(kuò)散至介電材料中的障壁材料可例如為ti/tin、ta/tan或ru或ru合金、co或co合金。若根據(jù)本發(fā)明的cmp組合物(q)用于拋光包含鈷和/或鈷合金的基材,則鈷的靜態(tài)蝕刻速率(staticetchrate;ser)優(yōu)選低于更優(yōu)選低于最優(yōu)選低于尤其優(yōu)選低于例如靜態(tài)蝕刻速率可低于若根據(jù)本發(fā)明的cmp組合物(q)用于拋光包含鈷和/或鈷合金的基材,則鈷的材料移除速率(materialremovalrate;mrr)優(yōu)選在400至范圍內(nèi),更優(yōu)選在850至范圍內(nèi),最優(yōu)選在920至范圍內(nèi),尤其優(yōu)選在980至范圍內(nèi),例如鈷材料移除速率在1000至范圍內(nèi)。半導(dǎo)體裝置可利用包括以下的方法制造:在本發(fā)明的cmp組合物(q)存在下化學(xué)機(jī)械拋光半導(dǎo)體工業(yè)中所用的基材(s)。根據(jù)本發(fā)明,該方法包括化學(xué)機(jī)械拋光包含鈷和/或鈷合金的基材(s)。一般而言,可通過(guò)本發(fā)明的方法制造的半導(dǎo)體裝置不受特別限制。因此,半導(dǎo)體裝置可為包含半導(dǎo)體材料(如硅、鍺和iii-v族材料)的電子組件。半導(dǎo)體裝置可為以單個(gè)離散裝置形式制造的半導(dǎo)體裝置或以由在晶片上制造和互連的許多裝置組成的集成電路(ic)形式制造的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置可為兩端裝置(例如二極管)、三端裝置(例如雙極晶體管)、四端裝置(例如霍爾效應(yīng)傳感器)或多端裝置。優(yōu)選地,半導(dǎo)體裝置為多端裝置。多端裝置可為如集成電路和微處理器的邏輯設(shè)備或如隨機(jī)存取內(nèi)存(ram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)和相變隨機(jī)存取內(nèi)存(pcram)的內(nèi)存裝置。優(yōu)選地,半導(dǎo)體裝置為多端邏輯設(shè)備。尤其是,半導(dǎo)體裝置為集成電路或微處理器。一般而言,在集成電路中,co用作銅互連件的粘合或障壁層。在其納米晶形式中,co含于例如內(nèi)存裝置中且作為mosfet中的金屬閘極。鈷也可用作晶種以通過(guò)電沉積實(shí)現(xiàn)銅的電鍍。鈷或鈷合金也可替代銅用作一層或多層的接線。例如,可通過(guò)金屬、絕緣體、金屬(mim)和薄膜電阻器在相同水平的連續(xù)層形成電容器(cap)。電路設(shè)計(jì)者現(xiàn)可接線至最低金屬水平的tan薄膜電阻器,降低寄生效應(yīng)且允許更有效使用現(xiàn)有接線水平。過(guò)量銅和/或鈷和呈例如金屬氮化物或金屬氮化碳形式的包含co的粘合/障壁層(例如co/tan、co/tin、co/tacn、co/ticn)或例如介電質(zhì)上方的單一鈷合金層(例如como、cota、coti和cow)可通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光工藝移除。一般而言,該鈷和/或鈷合金可以不同方式制得或獲得。鈷或鈷合金可通過(guò)ald、pvd或cvd工藝制得。有可能鈷或鈷合金沉積至障壁材料上。用于障壁應(yīng)用的適當(dāng)材料為本領(lǐng)域中熟知。障壁防止金屬原子或離子狀鈷或銅擴(kuò)散至介電層中且改進(jìn)導(dǎo)電層的粘合特性??墒褂胻a/tan、ti/tin。一般而言,該鈷和/或鈷合金可為任何類型、形式或形狀。該鈷和/或鈷合金優(yōu)選具有層和/或過(guò)度生長(zhǎng)的形狀。若該鈷和/或鈷合金具有層和/或過(guò)度生長(zhǎng)的形狀,則該鈷和/或鈷合金含量按相應(yīng)層和/或過(guò)度生長(zhǎng)的重量計(jì)優(yōu)選大于90%,更優(yōu)選大于95%,最優(yōu)選大于98%,尤其大于99%,例如大于99.9%。該鈷和/或鈷合金已優(yōu)選在其他基材之間的溝槽或插塞中填充或生長(zhǎng),更優(yōu)選在介電材料(例如sio2、硅、低k(bd1、bd2)或超低k材料)或半導(dǎo)體工業(yè)中所用的其他分離和半導(dǎo)體材料中的溝槽或插塞中填充或生長(zhǎng)。一般而言,向下壓力或向下力為在cmp期間由載體施加至晶片使其壓在墊子上的向下的壓力或向下的力。該向下壓力或向下力可例如以磅每平方英寸(縮寫(xiě)為psi)量測(cè)。例如,本發(fā)明方法可用2psi或更低的向下壓力進(jìn)行。優(yōu)選地,向下壓力在0.1psi至1.9psi范圍內(nèi),更優(yōu)選在0.3psi至1.8psi范圍內(nèi),最優(yōu)選在0.4psi至1.7psi范圍內(nèi),尤其優(yōu)選在0.8psi至1.6psi范圍內(nèi),例如1.3psi。若本發(fā)明方法包括化學(xué)機(jī)械拋光包含鈷和/或鈷合金的基材,則鈷的靜態(tài)蝕刻速率(ser)優(yōu)選低于更優(yōu)選低于最優(yōu)選低于尤其優(yōu)選低于例如靜態(tài)蝕刻速率可低于若本發(fā)明方法包括化學(xué)機(jī)械拋光包含鈷和/或鈷合金的基材,則鈷的材料移除速率(mrr)優(yōu)選在300至范圍內(nèi),更優(yōu)選在850至范圍內(nèi),最優(yōu)選在920至范圍內(nèi),尤其優(yōu)選在980至范圍內(nèi),例如鈷材料移除速率在1000至范圍內(nèi)。鈷材料移除速率的這些不同范圍可例如通過(guò)改變組分(b)的濃度及cmp組合物(q)的研磨劑(a)的濃度來(lái)達(dá)到。根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物(q)的實(shí)例為:z1:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為間苯二甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,002重量%至0,0097重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z2:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為對(duì)苯二甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,002重量%至0,0097重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z3:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為2-氨基對(duì)苯二甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,008重量%至0,08重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z4:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為4-甲氨基苯甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,008重量%至0,08重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z5:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為4-(二甲氨基)苯甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,008重量%至0,08重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z6:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為4-甲磺?;郊姿幔淇偭繛榘聪鄳?yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,008重量%至0,08重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z7:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為均苯三甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,002重量%至0,0097重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z8:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為3-甲氨基苯甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,008重量%至0,08重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z9:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為4-(二乙氨基)苯甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,008重量%至0,08重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z10:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為3-二甲氨基苯甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,008重量%至0,08重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。z11:(a)膠態(tài)二氧化硅顆粒,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,01重量%至1.8重量%,(b)為2-(芐基氨基)苯甲酸,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,008重量%至0,08重量%,(c)至少一種選自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、纈氨酸、半胱氨酸、絲氨酸及脯氨酸或其鹽的氨基酸(c),其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,35重量%至0,8重量%,(d)過(guò)氧化氫,其總量為按相應(yīng)cmp組合物的總重量計(jì)0,2重量%至1.5重量%,(e)含水介質(zhì),其中cmp組合物(q)的ph為7.8至8.9。制備cmp組合物的方法通常是已知的。這些方法可用于制備根據(jù)本發(fā)明使用的cmp組合物。這可通過(guò)如下操作進(jìn)行:將上述組分(a)、(b)、(c)、(d)和任選組分分散或溶解在含水介質(zhì)(e)(優(yōu)選為水)中,且任選通過(guò)添加酸、堿、緩沖劑或ph調(diào)節(jié)劑而調(diào)節(jié)ph值。為此,可使用常規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)混合方法及混合裝置,例如有攪拌釜、高剪切高速攪拌機(jī)、超聲混合器、均化噴嘴或逆流混合器。拋光方法通常是已知的且可在制造具有集成電路的晶片中通常用于cmp的條件下使用某些方法和設(shè)備進(jìn)行。對(duì)可用于實(shí)施拋光方法的設(shè)備沒(méi)有限制。如本領(lǐng)域所已知的那樣,用于cmp方法的典型設(shè)備由覆蓋有拋光墊的旋轉(zhuǎn)壓板組成。還使用軌道式拋光器。將晶片安裝在載體或卡盤(pán)上。晶片的加工面面向拋光墊(單面拋光方法)。保持環(huán)將晶片固定在水平位置。在載體下方,通常還使較大直徑的壓板水平定位,并提供與待拋光晶片表面平行的表面。在平坦化方法期間,壓板上的拋光墊與晶片表面接觸。為了產(chǎn)生材料損失,將晶片壓在拋光墊上。通常使載體和壓板均圍繞其自該載體和壓板垂直延伸的相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的載體軸可相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的壓板保持固定就位,或可相對(duì)于壓板水平振動(dòng)。載體的旋轉(zhuǎn)方向通常(但并非必須)與壓板的旋轉(zhuǎn)方向相同。載體和壓板的旋轉(zhuǎn)速度通常(但并非必須)設(shè)置為不同值。在本發(fā)明的cmp方法期間,通常將本發(fā)明的cmp組合物以連續(xù)流形式或以逐滴方式施加至拋光墊上。壓板溫度通常設(shè)置為10-70℃的溫度。晶片上的負(fù)載可由覆蓋有例如軟墊(通常稱為背襯膜)的鋼制平板施加。如果使用更先進(jìn)的設(shè)備,則用負(fù)載有空氣或氮?dú)鈮旱娜嵝阅⒕瑝涸趻伖鈮|上。因?yàn)榫系南蛳聣毫Ψ植急仁褂糜矇喊逶O(shè)計(jì)的載體更均勻,因此當(dāng)使用硬拋光墊時(shí),該膜載體是低下壓力方法所優(yōu)選的。根據(jù)本發(fā)明,也可使用具有控制晶片上的壓力分布的選項(xiàng)的載體。其通常設(shè)計(jì)成具有多個(gè)可在一定程度上彼此獨(dú)立地負(fù)載的不同室。其他細(xì)節(jié)參考wo2004/063301a1,特別是第16頁(yè)第[0036]段至第18頁(yè)第[0040]段以及圖2。借助本發(fā)明的cmp方法和/或使用本發(fā)明的cmp組合物,可獲得具有優(yōu)異功能性的具有包含鈷和/或鈷合金的集成電路的晶片。根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物可作為即用型漿料用于cmp方法中,其具有長(zhǎng)貯存期限且顯示出長(zhǎng)期穩(wěn)定的粒度分布。因此,其易于處理和儲(chǔ)存。其顯示出優(yōu)異的拋光性能,尤其鈷和/或鈷合金的低靜態(tài)蝕刻速率以及鈷的高材料移除速率(mrr)。由于根據(jù)本發(fā)明所用的cmp組合物的組分的量保持少至最小值,因此其可以以成本有效的方式分別使用。各圖展示:圖1:形狀因子隨顆粒形狀變化的示意性說(shuō)明。圖2:球度隨顆粒的伸長(zhǎng)率變化的示意性說(shuō)明。圖3:等效圓直徑(ecd)的示意性說(shuō)明。圖4:碳箔上的具有20重量%固體含量的干燥繭狀二氧化硅顆粒分散體的能量過(guò)濾-透射電子顯微術(shù)(ef-tem)(120千伏)圖像。實(shí)施例和比較實(shí)施例下文描述cmp實(shí)驗(yàn)的一般程序。200mmco/co晶片的標(biāo)準(zhǔn)cmp工藝:strasbaughnspire(型號(hào)6ec),viprr浮動(dòng)扣環(huán)載體;向下壓力:1.5psi;背面壓力:1.0psi;扣環(huán)壓力:1.0psi;拋光臺(tái)/載體速度:130/127rpm;漿料流動(dòng)速率:300ml/min;拋光時(shí)間:15s;(co)60s;(cu)拋光墊:fujiboh800;襯底膜:strasbaugh,df200(136孔);調(diào)節(jié)工具:strasbaugh,軟毛刷,離位(ex-situ);各晶片相繼通過(guò)用5lbs向下力2次掃掠來(lái)調(diào)節(jié)墊子以用于另一晶片的隨后加工。毛刷為軟的。這意謂即使在200次掃掠之后毛刷將不造成對(duì)軟拋光墊的顯著移除速率。將三個(gè)虛設(shè)teos晶片拋光60s,隨后拋光金屬晶片(co晶片拋光15s)。在當(dāng)?shù)毓?yīng)站中攪拌漿料。金屬覆蓋晶片的標(biāo)準(zhǔn)分析程序?yàn)椋和ㄟ^(guò)cmp前后晶片重量的差異通過(guò)sarto-riusla310s量表或napson4點(diǎn)探針臺(tái)測(cè)定移除速率。使用nap-son4點(diǎn)探針臺(tái)通過(guò)39點(diǎn)直徑掃描(范圍)評(píng)估移除速率的徑向均勻性。金屬膜涂布晶片的cmp的標(biāo)準(zhǔn)消耗品為:co膜:于ti襯墊上的2000apvdco(供貨商:amt);用ph組合電極(schott,藍(lán)線22ph電極)量測(cè)ph值。測(cè)定co靜態(tài)蝕刻速率(co-ser)的標(biāo)準(zhǔn)程序:co-ser實(shí)驗(yàn)如下進(jìn)行。切割2.5×2.5cmpvdco(來(lái)自amt),且用di水洗滌。co膜厚度(d之前)用4點(diǎn)探針測(cè)量。將具有0.5%h2o2的400ml新制漿料置于燒杯中,且之后使其升溫至50℃。將co試樣放置至漿料中,且在漿料中保存3min。接著洗滌試樣,且用n2干燥。co膜厚度(d之后)用相同裝置再次測(cè)量。co-ser通過(guò)下式確定:ser(a/min)=(d之前-d之后)/3漿料制備的標(biāo)準(zhǔn)程序:通過(guò)將所需量的甘氨酸溶解于超純水中來(lái)制備10重量%甘氨酸水溶液。攪拌20min之后,通過(guò)添加4.8重量%koh水溶液使溶液中和且將ph調(diào)節(jié)至ph8.05±0.1??商砑悠胶馑畞?lái)調(diào)節(jié)濃度。通過(guò)將所需量的經(jīng)取代芳族化合物(b)溶解于超純水中且攪拌30分鐘直至所有經(jīng)取代芳族化合物(b)的固體溶解來(lái)制備1重量%的相應(yīng)經(jīng)取代芳族化合物(b)的儲(chǔ)備水溶液。為制備實(shí)施例的cmp漿料,將甘氨酸(氨基酸(c))溶液、經(jīng)取代芳族化合物(腐蝕抑制劑(b))溶液混合且在連續(xù)攪拌下添加膠態(tài)二氧化硅顆粒溶液((a)的20%儲(chǔ)備溶液,例如pl3)。完成添加所需量的研磨劑(a)之后,將分散體攪拌額外5分鐘。隨后通過(guò)添加4.8重量%koh水溶液將ph調(diào)節(jié)至8.3±0.1。在攪拌下添加平衡水以將cmp漿料的濃度調(diào)節(jié)至以下實(shí)施例和比較實(shí)施例的表2和表3中所列舉的值。其后通過(guò)在室溫下使分散體穿過(guò)0.2μm過(guò)濾器來(lái)過(guò)濾分散體。在漿料用于cmp之前(1min至15min)立刻添加所需量的h2o2(d)。實(shí)施例中所用的無(wú)機(jī)顆粒(a)使用平均初級(jí)顆粒尺寸(d1)為35nm且平均次級(jí)顆粒尺寸(d2)為70nm(使用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)經(jīng)由horiba儀器測(cè)定)(例如pl-3)且比表面積為約46m2/g的的膠態(tài)繭狀二氧化硅顆粒(a1)。表1:繭狀二氧化硅顆粒(a)的顆粒形狀分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)功能ecd球度形狀因子單位nm顆粒數(shù)目475475475平均值53.670.6310.881最小值33.680.1500.513最大值99.780.9970.978標(biāo)準(zhǔn)偏差11.690.1990.083中值d5051.320.6620.911d900.955顆粒形狀表征的程序?qū)?0重量%固體含量的繭狀二氧化硅顆粒含水分散體分散在碳箔上并干燥。利用能量過(guò)濾透射電子顯微術(shù)(ef-tem)(120千伏)和掃描電子顯微術(shù)二次電子圖像(sem-se)(5千伏)分析干燥的分散體。將分辨率為2k、16比特、0.6851nm/像素的ef-tem圖像(圖4)用于分析。利用噪聲抑制后的閾值對(duì)圖像進(jìn)行二進(jìn)制編碼。然后將顆粒手動(dòng)分離。區(qū)別重疊和邊緣顆粒,且不將其用于分析。計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分類如前所定義的ecd、形狀因子和球度。使用比表面積為約90m2/g、平均初級(jí)顆粒尺寸(d1)為35nm且平均次級(jí)顆粒尺寸(d2)為75nm(如使用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)經(jīng)由horiba儀器測(cè)定)(例如pl-3h)的附聚顆粒a2。表2:在使用這些組合物化學(xué)機(jī)械拋光200mmco晶片的方法中,實(shí)施例1至4及16至27及比較實(shí)施例v1至v4的cmp組合物,其ph值,ph變動(dòng),濃度變動(dòng),co-ser數(shù)據(jù)以及其co-mrr數(shù)據(jù),其中cmp組合物的含水介質(zhì)(e)為去離子水。組分(a)、(b)、(c)及(d)的量按對(duì)應(yīng)cmp組合物的重量計(jì)以重量百分比(重量%)指定。若除(e)以外的組分的量總計(jì)為cmp組合物的y重量%,則(e)的量為cmp組合物的(100-y)重量%。(表2:接續(xù))(表2:接續(xù))(表2:接續(xù))(表2:接續(xù))表3:實(shí)施例5至15的cmp組合物以及比較實(shí)施例v5至v8的cmp組合物的co靜態(tài)蝕刻速率(ser)(表3:接續(xù))(表3:接續(xù))(表3:接續(xù))如通過(guò)表2及表3中展示的實(shí)施例可顯示出,根據(jù)本發(fā)明的cmp組合物展示出在鈷材料移除速率(mrr)方面的經(jīng)改進(jìn)的拋光性能,及co蝕刻速率急劇降低。當(dāng)前第1頁(yè)12
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