專利名稱：：用于拋光鑲嵌結(jié)構(gòu)中的鋁/銅及鈦的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械拋光組合物及方法。
背景技術(shù)：
：集成電路由數(shù)百萬個形成于基板例如硅晶片之中或之上的有源器件構(gòu)成。有源器件以化學(xué)及物理方式連接到基板中，并且通過使用多層互連而互相連接形成功能電路。在一種制造方法中，通過常規(guī)的干式蝕刻方法將介電基板圖案化以形成用于垂直及水平互連的孔及溝槽。然后任選地用擴(kuò)散阻擋層和/或粘著促進(jìn)層涂覆經(jīng)圖案化的表面，隨后沉積金屬層以填充溝槽及孔。采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)以減小金屬層的厚度、以及擴(kuò)散阻擋層和/或粘著促進(jìn)層的厚度，直至暴露出下伏介電層，從而形成電路裝置。一種在二氧化硅基板上制造平面金屬電路跡線的途徑稱為鑲嵌方法(damasceneprocess)。根據(jù)該方法，任選地具有沉積于其上的氮化硅層的二氧化硅介電表面通過以下來圖案化涂布光刻膠，將該光刻膠暴露于穿過圖案的輻射以限定溝槽和/或通孔，然后使用常規(guī)干式蝕刻方法以形成用于垂直及水平互連的孔及溝槽。氮化硅起到"硬掩模，，的作用以保護(hù)不是溝槽和/或通孔的一部分的二氧化硅表面在蝕刻期間免受損害。用粘著促進(jìn)層(例如鈦或鉭)和/或擴(kuò)散阻擋層(例如氮化鈦或氮化鉭)涂覆該圖案化的表面。然后在粘著促進(jìn)層和/或擴(kuò)散阻擋層外涂覆金屬層。采用化學(xué)機(jī)械拋光以減小金屬外覆層的厚度、以及任何粘著促進(jìn)層和/或擴(kuò)散阻擋層的厚度，直至荻得暴露出氮化硅表面的升高部分的平坦表面。通孔及溝槽仍填充有形成電路互連的導(dǎo)電金屬。鴒和銅已越來越多地用作導(dǎo)電金屬。然而，目前人們正在考慮將鋁用于鑲嵌方法中，鋁已經(jīng)用于早期生產(chǎn)方法中以經(jīng)由減成法(subtractiveprocess)諸如蝕刻技術(shù)制造電路互連。鋁和鈦的組合可能提供比其它金屬/阻擋層組合低的電阻率，同時在電路性能方面具有相應(yīng)的可能改善。然而，可用于對鋁除速率。因此，在鋁鑲嵌制造方法中使用這樣的拋光組合物來拋光鋁和鈦要過度拋光殘留在電路線中的鋁，導(dǎo)致所述線的顯著的表面凹陷。因此，本領(lǐng)域中仍需要用于對包含作為導(dǎo)電材料的鋁及作為阻擋材料的鈦的基板進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的改善的組合物及方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含(a)研磨劑；(b)選自過氧化物、過硫酸鹽、鐵鹽、及其組合的氧化劑；(c)25至400ppm的鉤離子；(d)有機(jī)羧酸；及(e)水，其中該拋光組合物具有1.5至7的pH值。本發(fā)明還提供一種對基板進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，該方法包括(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)研磨劑；(b)選自過氧化物、過硫酸鹽、鐵鹽、及其組合的氧化劑；(c)25至400ppm的鈣離子；(d)有機(jī)羧酸；及(e)水，其中該拋光組合物具有l(wèi).5至7的pH值；(ii)相對于該基板移動該拋光墊，該基板與該拋光墊之間有該化學(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。具體實施例方式本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物。該拋光組合物包含(a)研磨劑；(b)選自過氧化物、過硫酸鹽、鐵鹽、及其組合的氧化劑；(c)25至400ppm的鈣離子；(d)有機(jī)羧酸；及(e)水，其中該拋光組合物具有1.5至7的pH值。拋光組合物中可存在任何合適量的研磨劑。在實施方式中，拋光組合物可以不含研磨劑或基本上不含研磨劑。通常，拋光組合物中可存在0.0001重量％或更多(例如，0.0005重量％或更多、或0.001重量°/。或更多、或0.01重量％或更多)的研磨劑。拋光組合物中的研磨劑的量優(yōu)選不超過10重量％，且更優(yōu)選不超過8重量％。甚至更優(yōu)選地，研磨劑占拋光組合物的0.0001重量％至10重量％(例如，0.0005重量％至5重量％,或0.001%至2重量％)。研磨劑可為任何合適的的研磨劑，例如，研磨劑可以是天然的或合成的，并且可以包括金屬氧化物、碳化物、氮化物、金剛砂等。研磨劑還可以是聚合物顆粒或經(jīng)涂覆的顆粒。研磨劑合意地包括金屬氧化物。優(yōu)選地，金屬氧化物選自氧化鋁、二氧化鈰、二氧化硅、氧化鋯、其共形成產(chǎn)物(co-formedproducts)、及其組合。更優(yōu)選地，研磨劑為氧化鋁或二氧化硅。6當(dāng)研磨劑為氧化鋁時，該氧化鋁可以為任何合適的形式的氧化鋁。優(yōu)選地，氧化鋁為熱解氧化鋁或a-氧化鋁。當(dāng)研磨劑為a-氧化鋁時，a-氧化鋁表面的至少一部分可以用帶負(fù)電荷的聚合物或共聚物涂覆。例如，a-氧化鋁表面的5重量％或更多(例如，10重量°/。或更多、或50重量％或更多、或基本上全部、或全部)可以用帶負(fù)電荷的聚合物或共聚物涂覆。該帶負(fù)電荷的聚聚合物或共聚物包含選自羧酸、磺酸及膦酸官能團(tuán)的重復(fù)單元。更優(yōu)選地，該陰離子聚合物包含選自丙烯酸、曱基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸酐、乙烯基磺酸、2-(曱基丙烯酰氧基)乙磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰氨基-2-曱基丙烷磺酸、乙烯基膦酸、磷酸2-(曱基丙烯酰氧基)乙酯、及其組合的重復(fù)單元。最優(yōu)選地，該帶負(fù)電荷的聚合物或共聚物選自聚(2-丙烯酰氨基-2-曱基丙烷磺酸)及聚苯乙烯磺酸。由于a-氧化鋁顆粒通常具有帶正電荷的表面，所以該聚合物或共聚物與a-氧化鋁顆粒的締合導(dǎo)致該聚合物或共聚物上的至少一部分酸性官能團(tuán)的去質(zhì)子化，從而使與所述顆粒締合的聚合物或共聚物帶負(fù)電荷。拋光組合物可以包含任何合適量的氧化鋁。通常，拋光組合物包含0.0001重量％或更多(例如，0.0005重量％或更多、或0.001重量％或更多、或0.01重量％或更多)的氧化鋁。優(yōu)選地，該拋光組合物包含10重量°/。或更少(例如，5重量％或更少、或2重量°/?；蚋?的氧化鋁。甚至更優(yōu)選地，該拋光組合物包含0.0001重量％至10重量°/。(例如，0.0005重量％至5重量％、或0.001重量°/。至2重量°/。)的氧化鋁。當(dāng)研磨劑為二氧化硅時，該二氧化硅可以為任何合適形式的二氧化硅，例如熱解二氧化硅或沉淀二氧化硅。優(yōu)選地，該二氧化硅為縮聚二氧化硅?？s聚二氧化硅包括通過溶膠-凝膠方法及通過水熱方法制備的二氧化硅。合適的二氧化^5圭的非限制性實例包括可商購自下列7>司的產(chǎn)品EkaChemicals(Bindzil二flj匕石圭)、NissanChemical(Snowtex二氧4b石圭)、NyacolNanoTechnologies(NexSil二氧化石圭)及CabotCorporation(Cab-o-Sperse熱解二氧化硅)。拋光組合物可以包含任何合適量的二氧化硅。通常，拋光組合物包含0.001重量％或更多(例如，0.01重量％或更多、或0.1重量％或更多)的二氧化硅。通常，拋光組合物包含20重量％或更少(例如，10重量％或更少)的二氧化硅。優(yōu)選地，拋光組合物包含O.l重量％至10重量％(例如，0.25重量％至7.5重量％、或0.5重量％至5重量％)的二氧化硅。研磨劑包括平均粒度(例如，平均顆粒直徑)通常為20納米至500納米的顆粒。在本發(fā)明的上下文中，平均粒度是指包裹該顆粒的最小球體的平均尺寸。優(yōu)選地，研磨劑顆粒具有30納米至400納米(例如，40納米至300納米、或50納米至200納米)的平均粒度。研磨劑合意地懸浮于拋光組合物中，更具體而言，懸浮于拋光組合物的水組分中。當(dāng)研磨劑懸浮于拋光組合物中時，研磨劑優(yōu)選是膠態(tài)穩(wěn)定的。術(shù)語膠體是指研磨劑顆粒在液體載體中的懸浮體。膠態(tài)穩(wěn)定性是指懸浮液隨時間的保持性。在本發(fā)明的上下文中，若出現(xiàn)以下情形則認(rèn)為研磨劑具有膠態(tài)穩(wěn)定性當(dāng)將研磨劑置于100毫升量筒內(nèi)并且讓其沒有攪動地靜置2小時的時間時，量筒底部50毫升中的顆粒濃度([B]，單位為克/毫升)與量筒頂部50毫升中的顆粒濃度([T],單位為克/毫升)之間的差除以研磨劑組合物中顆粒的初始濃度([C]，單位為克/毫升)小于或等于0.5(即，([B]-[T])/[C]《0.5)。合意的是，[B]-[T]/[C]的值小于或等于0.3，且優(yōu)選小于或等于O.l。拋光組合物包含選自過氧化物、過^5克酸鹽、鐵鹽、及其組合的氧化劑。氧化劑的作用是氧化至少一部分基板，例如含鋁、鋁合金(例如鋁-銅)或鈦的一個或多個層。過氧化物的非限制性實例包括過氧化氫及其加合物，例如脲過氧化氫、過碳酸鹽及過硼酸鹽。合適的過硫酸鹽的非限制性實例包括過硫酸銨、過硫酸鈉及過硫酸鉀。非限制性鐵鹽包括硝酸鐵、氯化鐵及硫酸鐵。優(yōu)選地，氧化劑選自過氧化氫、過硫酸銨、硝酸鐵、及其組合。拋光組合物可以包含任何合適的量的氧化劑。通常，拋光組合物包含0.01重量％或更多(例如，0.1重量％或更多)的氧化劑。通常，拋光組合物包含10重量％或更少(例如，5重量°/?；蚋?的氧化劑。拋光組合物通常包含25ppm或更多(例如，30ppm或更多、或40ppm或更多、或50ppm或更多)的鈣離子。優(yōu)選地，拋光組合物包含400ppm或更少(例如，350ppm或更少、或300ppm或更少、或250ppm或更少、或甚至200ppm或更少)的鈣離子。更優(yōu)選地，拋光組合物包含25ppm至400ppm(例如，30ppm至350ppm、或40ppm至300ppm、或甚至50ppm至200ppm)的鈣離子。有利地，鈣離子的存在使得本發(fā)明的拋光組合物所呈現(xiàn)的鈦來源提供。優(yōu)選地，包含于拋光組合物中的4丐離子通過至少一種水溶性4丐鹽提供。合適的鈣鹽的非限制性實例包括乙酸4丐及氯化4丐、其水合物、及其組合。拋光組合物包含有機(jī)羧酸。可用于拋光組合物中的有機(jī)羧酸包括二羧酸及三羧酸及它們的鹽。有機(jī)羧酸可以進(jìn)一步包含選自羥基、羰基及卣素的官能團(tuán)。優(yōu)選地，有機(jī)羧酸選自檸檬酸、丙二酸、琥珀酸、酒石酸、其鹽、及其組合。更優(yōu)選地，有機(jī)羧酸為琥珀酸。應(yīng)理解，上述羧酸可以其鹽(例如，金屬鹽、銨鹽等)、酸或偏鹽的形式存在。例如，琥珀酸鹽包括琥珀酸及其單鹽和二鹽。拋光組合物可以包含任何合適的量的有機(jī)羧酸。通常，拋光組合物包含0.1重量％或更多(例如，0.5重量％或更多)的有機(jī)羧酸。通常，拋光組合物包含10重量％或更少(例如，5重量。/?；蚋?的有機(jī)羧酸。優(yōu)選地，拋光組合物包含0.5重量°/。至5重量％且更優(yōu)選1重量％至4重量％的有機(jī)羧酸。拋光組合物具有7或更低(例如，6或更低)的pH值。優(yōu)選地，拋光組合物具有l(wèi)或更高(例如，1.5或更高、或者2或更高)的pH值。甚至更優(yōu)選地，拋光組合物具有2至6(例如，3至5)的pH值。拋光組合物任選地包含pH調(diào)節(jié)劑，例如，氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化烷基銨和/或硝酸。拋光組合物可以任選地包含pH緩沖體系，例如，乙酸銨或檸檬酸單鈉。本領(lǐng)域中公知許多這樣的pH緩沖體系。拋光組合物任選地進(jìn)一步包含一種或多種其它添加劑。這樣的添加劑包括任何合適的表面活性劑和/或流變調(diào)節(jié)劑，包括增粘劑及促凝劑(例如，聚合物流變調(diào)節(jié)劑諸如氨基曱酸酯聚合物)、含有一種或多種丙烯酸類子單元的丙烯酸酯(例如，乙烯基丙烯酸酯及笨乙烯丙烯酸酯)、及其聚合物、共聚物及低聚物、及其鹽。合適的表面活性劑包括，例如，陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陰離子聚電解質(zhì)、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、氟化表面活性劑、其混合物等。拋光組合物任選地進(jìn)一步包含殺生物劑。殺生物劑可以為任何合適的殺生物劑，例如，異噻唑啉酮?dú)⑸飫Ｓ糜趻伖饨M合物中的殺生物劑的量通常為1ppm至500ppm，且優(yōu)選為10ppm至200ppm。拋光組合物可以任何合適的技術(shù)制備，其中的許多技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。拋光組合物可以間歇或連續(xù)方法制備。通常，可通過以任意順序組合拋光組合物的各組分來制備拋光組合物。本文所用術(shù)語"組分"包括獨(dú)立的成分(例如，研磨劑、氧化劑等)以及各成分(例如，研磨劑、氧化劑、4丐離子、有機(jī)羧酸等)的任意組合。例如，可通過以任意順序、或甚至同時將氧化劑、4丐離子及有機(jī)羧酸添加至水中而將'氧化劑、4丐離子及有機(jī)羧酸溶解于水中。然后可以添加研磨劑并通過能將研磨劑分散于拋光組合物中的任何方法將其分散。拋光組合物可以在使用前制備，其中將一種或多種組分(例如氧化劑)在使用前不久(例如，在使用前l(fā)分鐘內(nèi)、或在使用前l(fā)小時內(nèi)、或在使用前7天內(nèi))添加至拋光組合物中。pH值可以在任何合適的時間進(jìn)行調(diào)節(jié)，且優(yōu)選在將研磨劑添加至拋光組合物之前進(jìn)行調(diào)節(jié)。還可以通過在拋光操作期間在基板表面處混合所迷組分來制備拋光組合物。拋光組合物還可作為濃縮物提供，該濃縮物意圖在使用前用適量的水進(jìn)行稀釋且通常加入氧化劑。若氧化劑為液體，則可以在用水稀釋濃縮物之前將合適體積的氧化劑添加至水中，或者可以在將水添加至濃縮物中之前、期間或之后將合適體積的氧化劑添加至濃縮物中。若氧化劑為固體，則可以將氧化劑溶解于水或一部分水中，然后用水和/或氧化劑的水溶液稀釋濃縮物。固體氧化劑也可在用水稀釋濃縮物之前、期間或之后作為固體添加至濃縮物中以提供拋光組合物?？梢酝ㄟ^任何能將氧化劑引入拋光組合物中的合適的方法(例如，通過混合)將氧化劑引入拋光組合物中。拋光組合物濃縮物可以包含研磨劑、鈣離子、羧酸及水，它們的量使得在用適量的水及氧化劑稀釋濃縮物時，拋光組合物的各組分將以在上文對于各組分所列舉的適當(dāng)范圍內(nèi)的量存在于拋光組合物中。例如，研磨劑、鈣離子及羧酸能夠各自以作為上文對于各組分所列舉的濃度的2倍(例如，3倍、4倍或5倍)的量存在于濃縮物中，使得當(dāng)用等體積的水(例如，分別以2份等體積的水、3份等體積的水、或4份等體積的水)及適量的氧化劑稀釋濃縮物時，各組分將以在上文對于各組分所列舉的范圍內(nèi)的量存在于拋光組合物中。優(yōu)選地，存在于濃縮物中的水溶性組分(例如鈣離子及羧酸)的存在量使得這些組分完全溶解于濃縮物的水中，并且使得濃縮物中(更具體而言，濃縮物的水中)的水溶性組分的濃度低于所述水溶性組分在環(huán)境條件下(例如，在2CTC的溫度下)在濃縮物的水中的最大溶解度。此外，濃縮物可以包含存在于最終拋光組合物中的適當(dāng)分?jǐn)?shù)的水以及任選的一些或全部氧化劑，以確10保研磨劑、氧化劑(若存在的話)、鉤離子、羧酸及其它合適的添加劑至少部分地或全部溶于濃縮物中，優(yōu)選全部溶解于濃縮物中。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種對基板進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，該方法包括(i)使基板與拋光墊及本文所述的拋光組合物接觸，(ii)相對于該基板移動該拋光墊，其間有該拋光組合物，及(iii)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適用于拋光包含下列層的基板至少一個包含鋁或含鋁合金(例如鋁-銅)的金屬層、至少一個包含鈦的金屬層、以及至少一個介電層。鈦可以是鈦金屬、其合金、其氮化物、以及它們的組合的形式。介電層可以是金屬氧化物、多孔金屬氧化物、玻璃、有機(jī)聚合物、氟化有機(jī)聚合物、或任何其它合適的高-k或低-k絕緣層，且優(yōu)選為基于硅的金屬氧化物，更優(yōu)選為得自原硅酸四乙酯(TEOS)的氧化硅層。基板可為任何合適的基板(例如，集成電路、金屬、ILD層、半導(dǎo)體及薄膜)。通常，基板包含圖案化的介電層及包含鋁的外覆層，該圖案化的介電層上沉積有包含鈦的阻擋層。拋光過程首先移除大部分上覆鋁層，隨后開始移除下伏的鈦層和該拋光系統(tǒng)仍可達(dá)到的鋁。至拋光過程結(jié)束時，介電層將暴露于該拋光組合物中。有利地，本發(fā)明方法容許控制鋁、鈦及介電層的拋光的選擇性。本文中選擇性定義為一層的拋光速率與另一不同層的拋光速率的比。本發(fā)明的拋光組合物能夠以所需的移除速率、低的腐蝕及低的表面凹陷拋光(例如，平坦化)包含至少一個鋁層、至少一個鈦層及至少一個介電層的基板。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語"層"是指具有基本上均勻的表面的連續(xù)的主體(bulk)材料層及包含表面部件(feature)(例如，電路線或通孔)內(nèi)含有的材料的表面二者。鋁、鈦及介電層的拋光的相對選擇性可以通過研磨劑(即，:,^、''、''、"當(dāng)本發(fā)明的拋光組合物包含氧化鋁時，對于介電層的拋光所觀察到的移除速率相對于鋁和鈦是低的，因此含有氧化鋁的本發(fā)明的拋光組合物在介電層上"自終止"。本發(fā)明的含有氧化鋁的拋光組合物的鋁移除速率和鈦移除速率可以通過選擇氧化劑的量及通過控制拋光組合物的pH值來控制。具體而言，具有較低氧化劑含量和較低pH值的本發(fā)明的含有氧化鋁的拋光組合物展示比具有較高氧化劑含量及較高pH值的本發(fā)明的含有氧化鋁的拋光組合物高的鋁相對于鈦的拋光選擇性。在這點(diǎn)上，鋁相對于鈦的拋光選擇性是指拋光組合物所展示的鋁移除速率與鈦移除速率之比。通常，鋁層將覆蓋鈦層，使得拋光過程將首先移除大部分上覆鋁層，隨后開始移除下伏鈦層與該拋光系統(tǒng)仍可達(dá)到的存在于基板部件內(nèi)的鋁。當(dāng)鋁及鈦二者皆用于拋光系統(tǒng)時，若鋁拋光速率顯著大于鈦拋光速率，則鋁層可能過度拋光，其導(dǎo)致鋁層的表面凹陷和/或侵蝕。因此，通過增大含有氧化鋁的拋光組合物的pH值及增加其中的氧化劑含量，可使鋁移除速率相對于鈦移除速率降低，從而降低存在于電路線中的鋁層的過度拋光的程度。當(dāng)本發(fā)明的拋光組合物包含二氧化硅時，該拋光組合物展示較高的鈦相對于鋁的移除速率。因此，含有二氧化硅的實施方式可用于移除含有鈦的阻擋層，同時展示含鋁電路線的減少的表面凹陷和/或侵蝕。另外，增加拋光組合物中二氧化硅的量提高了介電層所展示的移除速率，從而容許阻擋層移除之后介電層的有效平坦化。置包括壓板，其在使用時處于運(yùn)動中并且具有由軌道、線性和/或圓周運(yùn)動引起的速度；拋光墊，其與壓板接觸，并且在運(yùn)動時與壓板一起移動；以及的基板?；宓膾伖馔ㄟ^如下發(fā)生將基板放置成與拋光墊和本發(fā)明的拋光組合物接觸，然后使拋光墊相對于基板移動，從而磨除基板的至少一部分以拋光基板。可以使用任何合適的拋光墊(例如，拋光表面)用所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物來拋光基板。合適的拋光墊包括，例如,紡織和非紡織拋光墊。此外，合適的拋光墊可以包含任何合適的具有不同密度、硬度、厚度、壓縮性、壓縮回彈能力和壓縮模量的聚合物。合適的聚合物包括，例如，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、和其混合物。合意地，化學(xué)機(jī)械拋光裝置還包括原位拋光終點(diǎn)檢測系統(tǒng)，其中的許多來檢測和監(jiān)控拋光過程的技術(shù)是本領(lǐng)域中已知的。這樣的方法描述于例如的美國專利5,196,353、美國專利5,433,651、美國專利5，609，511、美國專利5,643,046、美國專利5,658,183、美國專利5，730,642、美國專利5,838,447、美國專利5,872,633、美國專利5,893,796、美國專利5,949,927和美國專利5,964,643中。合意地，對于正在被拋光的基板的拋光過程的進(jìn)展的檢測或監(jiān)控使得能夠確定拋光終點(diǎn)，即，確定何時終止對特定基板的拋光過程。下面的實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但當(dāng)然不應(yīng)解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在這些實施例中的每一個中，拋光實驗通常涉及使用裝有在副墊上的同心槽墊的市售拋光裝置。除實施例1外，拋光參數(shù)通常為20.7kPa(3psi)的基板對拋光墊的下壓力、50rpm的壓板轉(zhuǎn)速、53rpm的載體專爭速及180毫升/分鐘的拋光組合物流速。在實施例1中，壓板轉(zhuǎn)速為90rpm且載體轉(zhuǎn)速為93rpm。實施例1該實施例說明在分別包含鋁-銅及鈦的基板的拋光中，《丐離子對本發(fā)明的拋光組合物所展示的移除速率的影響。用八種不同的拋光組合物(拋光組合物1A-1H)拋光八組類似基板(每組有兩個基板)，每組中的基板各自分別包含鋁-銅和鈦。各組合物包含在水中的0.56重量％的用帶負(fù)電荷的聚合物處理的a-氧化鋁、1.12重量％的琥珀酸及3重量％的過氧化氬，其pH值為3.5。該拋光組合物進(jìn)一步包含由乙酸4丐水合物提供的鈣離子，其量列于下表l中。拋光之后，測定各拋光組合物的鋁-銅及鈦移除速率(RR),結(jié)果總結(jié)于表l中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從表1所列的結(jié)果容易看出，使鈣離子的量從O(拋光組合物1A)增加至150ppm(拋光組合物1F)使鈦移除速率增加70%。將4丐離子的量進(jìn)一步增加至200ppm(拋光組合物1G)使鈦移除速率小于150ppm時所觀察到的移除速率但大于無鈣離子時的移除速率，并且還使鋁-銅移除速率與對具有少量鉤離子或無4丐離子的拋光組合物所觀察到的移除速率相比有所降低。因此，該實施例的結(jié)果表明鋁-銅及鈦移除速率對本發(fā)明拋光組合物中鉤離子的量的依賴性。實施例2該實施例說明有機(jī)羧酸的量對本發(fā)明拋光組合物所展示的拋光分別包含下列物質(zhì)的基板的移除速率的影響鋁-銅、鈦、以及由原^^圭酸四乙酯產(chǎn)生的氧化硅介電材料。在本文中氧化硅介電材料是指"TEOS"。組有兩個基板)，每組中的基板各自分別包含鉛-銅、鈥及TEOS。各組合物包含0.56重量。/。的二氧化硅(BindzilCJ2-2，EkaChemicals)及3。/。的過氧化氫。拋光組合物2A進(jìn)一步包含1.38重量％的琥珀酸，而拋光組合物2B進(jìn)一步包含3.38重量％的琥珀酸。拋光之后，測定各拋光組合物的鋁-銅、鈦及TEOS移除速率(RR),結(jié)果總結(jié)于表2中。表2拋光組合物A1-CuRR(A/分鐘)TiRR(A/分鐘)TEOSRR(A/分鐘)選擇性(TiRR/Al-CuRR)2A12931504161U62B148219322441.30由表2中所列的結(jié)果容易看出，將琥珀酸的量從1.38重量％(拋光組合物2A)增加至3.38重量％(拋光組合物2B)使得鋁-銅移除速率增加15%<旦使鈦移除速率增加更多(增加28%)。TEOS移除速率增加51%,但仍分別是鋁-銅及鈦的移除速率的16%和13%。此外，當(dāng)本發(fā)明拋光組合物存在的琥珀酸的量增加時，選擇性(定義為鈦移除速率與鋁-銅移除速率之比)從U6增至1.30。實施例3該實施例說明二氧化硅的量對本發(fā)明的拋光組合物所展示的拋光分別包含下列物質(zhì)的基板的移除速率的影響鋁-銅、鈦、以及由原硅酸四乙酯產(chǎn)生的氧化硅介電材料。兩個基板)，每組中的基板各自分別包含鋁-銅、鈦及TEOS。各組合物包含3.38重量％的琥珀酸及3%的過氧化氫。拋光組合物3A進(jìn)一步包含0.56重量。/。的二氧化硅(BindzilCJ2-2，EkaChemicals),而拋光組合物3B進(jìn)一步包含5.56重量％的相同二氧化硅。拋光之后，測定各拋光組合物的鋁-銅、鈦及TEOS的移除速率(RR),且結(jié)果總結(jié)于表3中。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>由表3中所列的結(jié)果容易看出，將存在于拋光組合物中的二氧化硅的量從0.56重量％增加至5.56重量％使得所觀察到的鋁-銅、鈦及TEOS移除速率分別增加88%、73%及617°/。。隨著拋光組合物中二氧化硅含量的增加，鋁-銅相對于TEOS的拋光選擇性(定義為鋁-銅移除速率與TEOS移除速率之比)從6.07降至1.59。同樣，隨著拋光組合物中二氧化硅含量的增加，鈦相對于TEOS的拋光選擇性(定義為鈦移除速率與TEOS移除速率之比)從7.92降至1.91。將本文所引用的所有參考文獻(xiàn)(包括出版物、專利申請及專利)均51入本文作為參考，其程度就如同各參考文獻(xiàn)均獨(dú)立地并具體地被指明引入作為參考并且其全文被闡述于本文中一樣。權(quán)利要求1.一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物，包含(a)研磨劑；(b)選自過氧化物、過硫酸鹽、鐵鹽、及其組合的氧化劑；(c)25至400ppm的鈣離子；(d)有機(jī)羧酸；及(e)水，其中該拋光組合物具有1.5至7的pH值。2.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該研磨劑選自二氧化硅及經(jīng)聚合物處理的氧化鋁。3.權(quán)利要求2的拋光組合物，其中該研磨劑為縮聚二氧化硅。4.權(quán)利要求2的拋光組合物，其中該研磨劑為經(jīng)聚合物處理的氧化鋁，其包括用帶負(fù)電荷的聚合物處理的氧化鋁。5.權(quán)利要求4的拋光組合物，其中該帶負(fù)電荷的聚合物為聚(2-丙烯酰氨基-2-曱基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸。6.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該拋光組合物包含0.001重量°/。至2重量％的研磨劑。7.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該氧化劑選自過氧化氫、過硫酸銨、硝酸鐵、及其組合。8.權(quán)利要求7的拋光組合物，其中該拋光組合物包含0.1重量％至5重量％的氧化劑。9.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該有機(jī)羧酸選自檸檬酸、丙二酸及酒石酸。10.權(quán)利要求l的拋光組合物，其中該有機(jī)酸為琥珀酸。11.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該拋光組合物包含50至200ppm的鈣離子。12.權(quán)利要求1的拋光組合物，其中該拋光組合物具有2至6的pH值。13.—種對基板進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，該方法包括(i)使基板與拋光墊及化學(xué)機(jī)械拋光組合物接觸，所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物包含(a)研磨劑；(b)選自過氧化物、過硫酸鹽、鐵鹽、及其組合的氧化劑；(c)25至400ppm的4丐離子；(d)有機(jī)羧酸，及(e)水，其中該拋光組合物具有1.5至7的pH值；(ii)相對于該基板移動該拋光墊，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。14.權(quán)利要求13的方法，其中該研磨劑選自二氧化硅及經(jīng)聚合物處理的氧化鋁。<15.權(quán)利要求14的方法，其中該研磨劑為縮聚二氧化硅。16.權(quán)利要求14的方法，其中該研磨劑為經(jīng)聚合物處理的氧化鋁，其包括用帶負(fù)電荷的聚合物處理的氧化鋁。17.權(quán)利要求16的方法，其中該帶負(fù)電荷的聚合物為聚(2-丙烯酰氨基-2-曱基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸。18.權(quán)利要求13的方法，其中該拋光組合物包含0.001重量％至2重量%的》開磨劑。19.權(quán)利要求13的方法，其中該氧化劑選自過氧化氫、過^L酸銨、賄酸鐵、及其組合。20.權(quán)利要求19的方法，其中該拋光組合物包含0.1重量％至5重量％的氧化劑。21.權(quán)利要求13的方法，其中該有機(jī)酸選自檸檬酸、丙二酸及酒石酸。22.權(quán)利要求13的方法，其中該有機(jī)酸為琥珀酸。23.權(quán)利要求13的方法，其中該拋光組合物包含50至200ppm的鈣離子。24.權(quán)利要求13的方法，其中該拋光組合物具有2至6的pH值。25.權(quán)利要求13的方法，其中該基板包含至少一個鋁層，且移除所述鋁的至少一部分以拋光該基板。26.權(quán)利要求25的方法，其中該基板進(jìn)一步包含至少一個鈦層，且移除所述鈦的至少一部分以拋光該基板。27.權(quán)利要求25的方法，其中該基板進(jìn)一步包含至少一個介電材料層，且移除所述介電材料的至少一部分以拋光該基板。28.權(quán)利要求13的方法，其中該基板包含至少一個鋁與銅的合金層，且移除所述鋁與銅的合金的至少一部分以拋光該基板。全文摘要本發(fā)明提供用于拋光基板的化學(xué)機(jī)械拋光組合物。該拋光組合物包含氧化劑、鈣離子、有機(jī)羧酸及水，其中該拋光組合物具有1.5至7的pH值。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種利用上述拋光組合物對基板進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法。文檔編號C09K3/14GK101553550SQ200780045436公開日2009年10月7日申請日期2007年12月4日優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日發(fā)明者保羅·菲尼,克里斯托弗·湯普森,周仁杰,弗拉斯塔·布魯西克申請人:卡伯特微電子公司