CN101389723A - 含碘酸盐的化学机械抛光组合物及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于平坦化或抛光基板的组合物及方法。该组合物包含研磨剂、碘酸根离子、含氮化合物、及包含水的液体载体，其中，该含氮化合物选自含氮C4－20杂环及C1－20烷基胺。

Description

含碘酸盐的化学机械抛光组合物及方法
技术领域
本发明涉及一种化学机械抛光组合物及使用该组合物抛光基板的方法。
背景技术
下一代半导体器件的发展强调使用具有比上一代金属的电阻率值更低的金属(诸如，铜)，以减小器件上的导电层之间的电容并增加电路能工作的频率。一种用以在二氧化硅基板上制造平坦铜电路迹线的方式被称为镶嵌工艺。根据该工艺，二氧化硅介电表面通过常规的干式蚀刻工艺得以图案化，以形成用于垂直及水平互连的孔及沟槽。图案化表面涂覆有诸如钽或钛的粘着促进层，及/或诸如氮化钽或氮化钛的扩散阻挡层。然后，在粘着促进层和/或扩散阻挡层的外面涂覆铜层。使用化学机械抛光来减小铜外涂层的厚度及任何粘着促进层和/或扩散阻挡层的厚度，直至获得暴露二氧化硅表面的升高部分的平坦表面。通孔及沟槽保持填充有形成电路互连的导电铜。
钽及氮化钽为在镶嵌工艺中用作基于铜的器件的粘着促进层及/或扩散阻挡层的尤其适合的材料。然而，钽及氮化钽的性质不同于铜的性质，它们的化学惰性更为显著，使得可用于对铜进行抛光的抛光组合物往往不适用于移除在下面的钽和氮化钽。通常，钽层的抛光需要包含氧化剂(例如，过氧化氢)且具有高固体载荷(即，基于组合物的总重量的超过5重量％的研磨剂)的组合物，以获得有用的移除速率。然而，过氧化氢为能与抛光组合物的其他组分反应的强氧化剂，这限制了抛光组合物的稳定性及其有用的贮存期。同样地，通常由最终使用者向抛光组合物添加过氧化氢，即，过氧化氢用于抛光操作中需要额外混合步骤的所谓“双罐(two-pot)”组合物中。另外，诸如过氧化氢的强氧化剂可通过化学蚀刻而侵蚀基板表面上的铜线。高的固体负载或研磨剂负载也是有问题的。例如，高固体含量可在基板的表面上产生缺陷，其可不利地影响由该基板制造的任何集成电路层的性能且可降低钽对二氧化硅的选择性。此外，含有高固体含量的抛光组合物的生产更加昂贵。
因此，仍需要成本有效且减少总工艺时间(例如通过增加钽的移除速率)的改良的对包含钽及铜的基板进行抛光的抛光组合物及方法。
发明内容
本发明提供一种用于抛光基板的化学机械抛光组合物，其包含(a)0.05重量％至10重量％的研磨剂、(b)0.05重量％至4重量％的碘酸根阴离子、(c)0.01重量％至1重量％的含氮化合物、及(d)包含水的液体载体，其中，该含氮化合物选自含氮C4-20杂环及C1-20烷基胺，该抛光组合物的pH值为1至5。
本发明进一步提供一种化学机械抛光基板的方法，其包括(a)提供基板；(b)使该基板与抛光垫及化学机械抛光组合物相接触；(c)相对于该基板移动抛光垫，在该抛光垫与该基板之间有该化学机械抛光组合物；及(d)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板，其中，该抛光组合物包含(i)0.05重量％至10重量％的研磨剂、(ii)0.05重量％至4重量％的碘酸根阴离子、(iii)0.01重量％至1重量％的选自含氮C4-20杂环及C1-20烷基胺的含氮化合物、及(iv)包含水的液体载体，该抛光组合物的pH值为1至5。
附图说明
图1为Ta/TEOS选择性随研磨剂浓度变化的图。
具体实施方式
本发明提供一种用于抛光基板的化学机械抛光组合物。该抛光组合物包含(a)研磨剂、(b)碘酸根离子、(c)含氮化合物、及(d)包含水的液体载体。期望地，抛光组合物在相对较低的研磨剂浓度下允许较高且可调的金属移除速率。
抛光组合物包含碘酸根离子(IO3 -)。碘酸根离子充当氧化剂。碘酸根离子可以任何适当的量存在于抛光组合物中。通常，碘酸根离子以基于抛光组合物的总重量的0.01重量％或更多、优选0.05重量％或更多、且更优选0.1重量％或更多的量存在于抛光组合物中。通常，碘酸根离子以基于抛光组合物的总重量的4重量％或更少、优选2重量％或更少、更优选1重量％或更少、且最优选0.4重量％或更少的量存在于抛光组合物中。
通过任何适合的技术(通常通过在水中溶解任何适合的碘酸盐)在溶液中获得碘酸根离子。碘酸盐的实例包括，但不限于，碘酸钠、碘酸钾、碘酸铵、碘酸钙、碘酸铯、碘酸锂及碘酸镁。或者，通过在水中溶解碘酸获得碘酸根离子。
期望地，碘酸根离子比过氧化物氧化剂稳定。因此，包含碘酸根离子的抛光组合物可作为单料包(one package)体系(即，所谓“一罐”组合物)供应给最终使用者。
该抛光组合物进一步包含含氮化合物。该含氮化合物可为任何适合的含氮化合物。含氮化合物的选择通常将视有待抛光的特定基板而定。通常，该含氮化合物为含氮C4-20杂环或C1-20烷基胺。优选地，该含氮化合物选自：1H-1，2，3-苯并三唑、1H-1，2，3-苯并三唑-5-羧酸、1，2，4-三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、4-氨基-1，2，4-三唑、1H-苯并三唑-1-甲醛(carboxaldehyde)、3-氨基-1，2，4，-三唑-5-羧酸、吡唑、2-吡嗪羧酸、2，6-吡啶羧酸、4-吡啶乙酸、1H-1，2，3-三唑并[4，5-b]吡啶、甲胺、三甲胺、乙胺、三乙胺、其盐、及其组合。在优选实施方案中，含氮化合物为1H-1，2，3-苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、或其组合。
该含氮化合物可以任何适合的量存在。通常，含氮化合物以基于抛光组合物的总重量的0.01重量％或更多、优选0.05重量％或更多、且更优选0.1重量％或更多的量存在于抛光组合物中。通常，含氮化合物以基于抛光组合物的总重量的1重量％或更少、优选0.5重量％或更少、且更优选0.25重量％或更少的量存在于抛光组合物中。
已出乎意料地发现，与可选择的氧化剂相比，包含含氮化合物及碘酸根离子的本发明组合物的钽移除速率更大。在钽抛光中，增加移除速率预期减少总的加工时间。
该抛光组合物还包含研磨剂。值得注意的是，已发现可用包含相对低固体含量且含有碘酸盐氧化剂的化学机械抛光组合物来获得高的钽移除速率。通常，研磨剂以基于抛光组合物的总重量的0.05重量％或更多(例如，0.1重量％或更多、或0.25重量％或更多)的量存在于抛光组合物中。通常，研磨剂以基于抛光组合物的总重量的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％或更少、或0.5重量％或更少)的量存在于抛光组合物中。
研磨剂可为任何适合的研磨剂，其中许多研磨剂是本领域所熟知的。期望地，该研磨剂包含金属氧化物。适合的金属氧化物包括选自下列的金属氧化物：氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、氧化锆、氧化锗、氧化镁、其共形成产物、及其组合。优选地，金属氧化物为二氧化硅。二氧化硅可为任何适合形式的二氧化硅。二氧化硅的有用形式包括，但不限于，热解二氧化硅、沉淀二氧化硅及缩聚二氧化硅。最优选地，二氧化硅为缩聚二氧化硅。通常通过缩合Si(OH)4以形成胶体颗粒来制备缩聚二氧化硅颗粒。这种研磨剂颗粒可根据美国专利第5,230,833号制备，或可作为各种市售产品(例如Fuso PL-1及PL-2产品，Akzo-Nobel Bindzil 50/80产品，及Nalco 1050、2327及2329产品，以及可得自DuPont、Bayer、Applied Research、Nissan Chemical及Clariant的其他相似产品)中的任一种而获得。
研磨剂颗粒可具有任何适合的大小。研磨剂颗粒通常具有5nm至250nm的平均粒度(例如，平均粒径)。优选地，研磨剂颗粒具有10nm至100nm的平均粒度。最优选地，研磨剂颗粒具有25nm至80nm的平均粒度。非球形颗粒的粒度为包裹该颗粒的最小球体的直径。
使用液体载体以便于将研磨剂及溶解或悬浮于液体载体中的任何组分施用到待抛光(例如，平坦化)的适合基板的表面上。液体载体通常为含水载体且可仅为水(即，可由水组成)、可基本上由水组成、可包含水及适合的水可混溶溶剂、或可为乳液。适合的水可混溶溶剂包括醇(例如甲醇、乙醇等)和醚(例如二噁烷及四氢呋喃)。优选地，含水载体包含水、基本上由水组成、或由水组成，更优选，水为去离子水。
抛光组合物可具有任何适合的pH值。例如，抛光组合物可具有1至5的pH值。通常，抛光组合物具有2或更大的pH值。抛光组合物的pH值通常为4或更小。
可通过任何适合的方法来获得和/或维持抛光组合物的pH值。更具体地说，抛光组合物可进一步包含pH调节剂、pH缓冲剂、或其组合。pH调节剂可为任何适合的pH调节化合物。例如，pH调节剂可为硝酸、氢氧化钾、或其组合。pH缓冲剂可为任何适合的缓冲剂，例如磷酸盐、硫酸盐、乙酸盐、硼酸盐、铵盐及其类似物。该抛光组合物可包含任何适合量的pH调节剂和/或pH缓冲剂，其限制条件为使用适合的量以获得和/或维持抛光组合物的pH值在所述的pH值范围内。
抛光系统任选地包含腐蚀抑制剂(即，成膜剂)。腐蚀抑制剂可为用于该基板的任何一种或多种组分的任何适合的腐蚀抑制剂。优选地，该腐蚀抑制剂为铜腐蚀抑制剂。为了实现本发明的目的，腐蚀抑制剂为有助于在正被抛光的表面的至少一部分上形成钝化层(即，溶解抑制层)的任何化合物或化合物的混合物。本发明的抛光系统可包含任何适合量的腐蚀抑制剂。通常，该抛光系统的抛光组合物包含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％)的腐蚀抑制剂。
任选地，抛光组合物可进一步包含一种或多种其他添加剂。该抛光组合物可包含表面活性剂和/或流变控制剂，包括粘度增强剂及凝结剂(例如，聚合流变控制剂，诸如氨基甲酸酯聚合物)。适合的表面活性剂例如包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阴离子聚电解质、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、氟化表面活性剂、其混合物、及其类似物。
抛光组合物可通过任何适合的技术来制备，其中许多技术是本领域技术人员已知的。可在分批或连续工艺中制备抛光组合物。通常，可通过以任何顺序对抛光组合物的各组分进行组合来制备抛光组合物。本文所用的术语
“组分”包括单独的成分(例如，含氮化合物、研磨剂等)以及各成分的任何组合(例如，含氮化合物、碘酸根离子源、表面活性剂等)。
例如，研磨剂可分散于适合的液体载体中。随后，可添加碘酸根离子源及含氮化合物，且可通过能够将碘酸根离子源和含氮化合物结合到抛光组合物中的任何方法对其进行混合。可在使用前制备抛光组合物，其中刚好在抛光组合物使用前(例如，在使用前1分钟内、或在使用前1小时内、或在使用前7日内)将诸如碘酸根离子源的一种或多种组分添加至抛光组合物中。还可在抛光操作期间，通过在基板的表面处对各组分进行混合来制备抛光组合物。
该抛光组合物能够以包含碘酸根离子源、含氮化合物、研磨剂和液体载体的单料包体系来供应。或者，可在第一容器中以液体载体中的分散体形式供应研磨剂，且可在第二容器中以干燥形式或以液体载体中的溶液或分散体形式供应碘酸根离子源。可将含氮化合物置于第一和/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组分可为干燥形式，而在其余容器中的组分可为含水分散体的形式。此外，第一或第二容器中的组分具有不同pH值、或可选择地具有基本上相似(或甚至相等)的pH值是适合的。碘酸盐氧化剂可与抛光组合物的其他各组分分开供应，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小时或更少、使用前10分钟或更少、或使用前1分钟或更少时间内)由最终使用者将碘酸盐氧化剂与抛光组合物的其他各组分相组合。其他两个容器、或者三个或更多个容器、抛光组合物的各组分的组合是在本领域技术人员的知识范围内。
在优选实施方案中，抛光组合物作为单料包体系供应。
本发明的抛光组合物也可以浓缩物的形式提供，该浓缩物意欲在使用前以适量的液体载体进行稀释。在这种实施方案中，该抛光组合物浓缩物可包含研磨剂、碘酸根离子、含氮化合物及液体载体，它们的量使得在用适量的液体载体稀释该浓缩物时，抛光组合物中的每一组分在抛光组合物中的存在量处于上述每一组分的量的适当范围内。例如，研磨剂、碘酸根离子及含氮化合物的各自存在浓度可以是上述每一组分的浓度的2倍(例如，3倍、4倍或5倍)，以使得，当用等体积的液体载体(例如，分别为2等体积的液体载体、3等体积的液体载体、或4等体积的液体载体)稀释该浓缩物时，每一组分在抛光组合物中的存在量处于上述每一组分的量的范围内。此外，本领域技术人员应当理解，该浓缩物可含有适量比例的存在于最终抛光组合物中的液体载体，以确保碘酸根离子、含氮化合物及其它适合的添加剂至少部分地或完全地溶解于该浓缩物中。
本发明还提供一种用本文所述的抛光组合物抛光基板的方法。抛光基板的方法包括(i)使基板与前述的抛光组合物相接触、及(ii)研磨或移除基板的至少一部分以抛光该基板。
具体地说，本发明进一步提供一种化学机械抛光基板的方法，其包括(a)提供基板；(b)使该基板与抛光垫及化学机械抛光组合物相接触，该组合物包含(i)0.05重量％至10重量％的研磨剂、(ii)0.05重量％至4重量％的碘酸根阴离子、(iii)选自含氮C4-20杂环及C1-20烷基胺的0.01重量％至1重量％的含氮化合物、及(iv)包含水的液体载体，其中抛光组合物的pH值为1至5；(c)相对于基板移动抛光垫，在抛光垫与基板之间有化学机械抛光组合物；及(d)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
尽管本发明的抛光组合物可用于抛光任何基板，但该抛光组合物尤其可用于抛光包含至少一个含钽的金属层的基板。该基板可为任何适合的含钽基板(例如，集成电路、金属、ILD层、半导体及薄膜)且可进一步包含任何适合的绝缘层及/或其他金属或金属合金层(例如，金属导电层)。绝缘层可为金属氧化物、玻璃、有机聚合物、氟化有机聚合物、或任何其他适合的高或低k绝缘层。绝缘层优选为基于硅的金属氧化物。额外的金属或金属合金层可为任何适合的金属或金属合金层。含钽基板优选进一步包含含铜的金属层。
根据本发明，可通过任何适合的技术用本文所述的抛光组合物来平坦化或抛光基板。本发明的抛光方法尤其适于与化学机械抛光(CMP)装置结合使用。通常，化学机械抛光装置包含压板(其在使用中处于运动中且具有由轨道、线性或圆周运动所得到的速度)；抛光垫(其与该压板相接触且在运动时与该压板一起移动)；及载体(其固持待通过与该抛光垫表面接触并相对于该抛光垫表面移动而进行抛光的基板)。基板的抛光是通过如下发生的：与抛光垫及本发明的抛光组合物相接触而放置基板，且随后相对于该基板移动该抛光垫，以便磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
可用抛光组合物与任何适合的抛光垫(例如，抛光表面)来平坦化或抛光基板。适合的抛光垫例如包括编织及非编织的抛光垫。此外，适合的抛光垫可包含变化密度、硬度、厚度、可压缩性、压缩回弹能力和压缩模量的任何适合的聚合物。适合的聚合物例如包括聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龙、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、其共形成产物、及其混合物。
期望地，化学机械抛光装置进一步包含原位抛光终点检测系统，其中许多检测系统是本领域已知的。通过分析从工件表面反射的光或其他辐射来检测和监测抛光工艺的技术是本领域已知的。这类方法描述在例如美国专利第5,196,353号、美国专利第5,433,651号、美国专利第5,609,511号、美国专利第5,643,046号、美国专利第5,658,183号、美国专利第5,730,642号、美国专利第5,838,447号、美国专利第5,872,633号、美国专利第5,893,796号、美国专利第5,949,927号及美国专利第5,964,643号中。期望地，对于正被抛光的工件的抛光工艺进展的检测或监测使得能够确定抛光终点，即确定何时终止对特定工件的抛光工艺。
实施例
以下实施例进一步说明本发明，但其不应解释为以任何方式限制本发明的范围。
在下列每一个实施例中，使用常规化学机械抛光装置，以不同的抛光组合物抛光钽、铜及TEOS无图案晶片。抛光参数如下：在150ml/min的抛光组合物流动速率下，载体上的基板对压板上的抛光垫的9.3kPa(1.35psi)至10.4kPa(1.5psi)的下压力，110rpm的压板速度，102rpm的载体速度。在抛光后，测定钽、铜及介电氧化物自该无图案晶片的移除速率(单位为
Figure A200780006685D00121
)。
实施例1
该实施例使用本发明的抛光组合物评估碘酸盐浓度对钽、铜及介电氧化物的移除速率的影响。
用六种不同的抛光组合物(抛光组合物1A、1B、1C、1D、1E及1F)来抛光包含无图案的钽、铜及TEOS层的相似基板。每一种抛光组合物均含有0.5重量％的缩聚二氧化硅(80nm直径)及0.1重量％的苯并三唑，在水中pH值为2.4。抛光组合物1A-1F进一步分别含有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KIO3。钽、铜及TEOS移除速率结果示于表1中。
表1：材料移除速率随碘酸盐浓度的变化
Figure A200780006685D00122
这些结果说明介电氧化物(TEOS)移除速率较大程度地不依赖于碘酸盐浓度。相反，钽及铜移除速率强烈依赖于碘酸盐浓度。在该碘酸盐浓度范围内，铜移除速率增加。在接近0.1重量％的碘酸盐中间浓度处，钽移除速率达到超过
Figure A200780006685D00123
的最大值。在相似的低研磨剂载荷(例如0.5重量％)下，用常规氧化剂未获得超过
Figure A200780006685D00124
的高钽移除速率。
实施例2
该实施例用本发明的抛光组合物评估研磨剂浓度对钽、铜及介电氧化物的移除速率的影响。
用五种不同的抛光组合物(抛光组合物2A、2B、2C、2D及2E)来抛光包含无图案的钽、铜及TEOS层的相似基板。每一种抛光组合物均含有0.05重量％的KIO3及0.1重量％的苯并三唑(BTA)，在水中pH值为2.4。抛光组合物2A-2E进一步分别含有0.25重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％及2重量％的缩聚二氧化硅(80nm直径)。钽、铜及TEOS移除速率示于表2中。
表2：材料移除速率随研磨剂浓度的变化
这些结果说明介电氧化物(TEOS)移除速率强烈依赖于研磨剂浓度。相反，钽及铜移除速率相对不依赖于研磨剂浓度。图1的曲线图描述了Ta/TEOS选择性随研磨剂浓度的变化。该曲线图说明在较低研磨剂浓度下的Ta/TEOS选择性的增加。
实施例3
该实施例评估材料移除速率对pH值的依赖性。
用六种不同的抛光组合物(抛光组合物3A、3B、3C、3D、3E及3F)来抛光包含无图案的钽、铜及TEOS层的相似基板。每一种抛光组合物均含有0.1重量％的KIO3、0.1重量％的BTA及0.5重量％的缩聚二氧化硅(80nm直径)。抛光组合物3A具有2.19的pH值、抛光组合物3B具有2.45的pH值、抛光组合物3C具有2.6的pH值、抛光组合物3D具有2.8的pH值、抛光组合物3E具有3.12的pH值，且抛光组合物3F具有3.67的pH值。钽、铜及TEOS移除速率结果示于表3中。
表3：材料移除速率随pH值的变化
这些结果说明钽、铜及TEOS移除速率对包含KIO3的抛光组合物的pH值的强烈依赖性。
实施例4
该实施例用本发明的抛光组合物评估含氮化合物对钽及铜的移除速率的影响。
用五种不同的抛光组合物(抛光组合物4A、4B、4C、4D及4E)来抛光包含无图案的钽及铜层的相似基板。每一种抛光组合物均含有0.05重量％的KIO3及0.5重量％的缩聚二氧化硅(80nm直径)，在水中pH值为2.6。抛光组合物4A不含苯并三唑(“BTA”)，抛光组合物4B-4E进一步分别含有0.025重量％、0.05重量％、0.1重量％及0.2重量％的BTA。钽及铜移除速率结果示于表4中。
表4：材料移除速率随BTA浓度的变化
Figure A200780006685D00151
BTA为公知的铜移除抑制剂。然而，从表4所示的结果可以显见，BTA与碘酸盐一起提高了钽移除速率。钽移除速率随BTA浓度的增加而增加，且在0.1重量％的BTA浓度下达到稳定水平。抛光组合物4D的钽移除速率比通过不含BTA的抛光组合物(即，抛光组合物4A)所观察到的钽移除速率高约60％。随着BTA浓度的增加，铜移除速率先增加并随后减小。
实施例5
该实施例评估用于增加钽移除速率的碘酸盐与含氮化合物(诸如，BTA)之间的协同作用。
用六种不同的抛光组合物(抛光组合物5A、5B、5C、5D、5E及5F)来抛光包含无图案的钽层的相似基板。抛光组合物5A(对比)含有0.5重量％的缩聚二氧化硅(80nm直径)及0.05重量％的KIO3，在水中pH值为2.4。抛光组合物5B(本发明)包含0.1重量％的BTA、0.5重量％的缩聚二氧化硅(80nm直径)及0.05重量％的KIO3，在水中pH值为2.4。抛光组合物5C(对比)含有12重量％的缩聚二氧化硅(25nm直径)、1重量％的H2O2及40ppm的乙酸钙，其pH值为9。抛光组合物5D(对比)含有0.1重量％的BTA、12重量％的缩聚二氧化硅(25nm直径)、1重量％的H2O2及40ppm的乙酸钙，其pH值为9。钽移除速率结果示于表5中。
表5：不同组合物的材料移除速率
Figure A200780006685D00161
从表5所示的钽移除速率结果可以显见，与含有相似量的碘酸盐但无BTA的抛光组合物5A相比，包含碘酸盐及BTA的抛光组合物5B具有增加的钽移除速率。仅含有H2O2或含有H2O2与BTA但不含有碘酸盐的抛光组合物(即，抛光组合物5C及5D)不具有用于增加钽移除速率的与BTA的协同作用。
实施例6
该实施例评估不同含氮化合物在本发明组合物中的效用。
用16种不同的抛光组合物(抛光组合物6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G、6H、6I、6J、6K、6L、6M、6N、6O及6P)来抛光包含无图案的钽、铜及TEOS层的相似基板。每一种抛光组合物均含有0.1重量％的KIO3及0.5重量％的缩聚二氧化硅(80nm直径)，在水中pH值为2.6。抛光组合物6A不含BTA，抛光组合物6B含有0.1重量％的BTA，抛光组合物6C含有0.01重量％的1H-1，2，3-苯并三唑-5-羧酸，抛光组合物6D含有0.1重量％的1，2，4-三唑，抛光组合物6E含有0.1重量％的吡唑，抛光组合物6F含有0.1重量％的2，吡嗪羧酸，抛光组合物6G含有0.1重量％的4-吡啶乙酸盐酸盐，抛光组合物6H含有0.1重量％的4，氨基-1，2，4-三唑，抛光组合物6I含有3，5-二氨基-1，2，4-三唑，抛光组合物6J含有0.1重量％的2，6-吡啶二羧酸，抛光组合物6K含有0.1重量％的5-甲基-1H-苯并三唑，抛光物6L含有0.002重量％的3-氨基-1，2，4-三唑-5-羧酸，抛光组合物6M含有0.02重量％的1H-1，2，3-苯并三唑-5-羧酸，抛光组合物6N含有0.02重量％的1H，1，2，3-三唑并[4，5b]吡啶，抛光组合物6O含有0.1重量％的甲胺，且抛光组合物6P含有0.1重量％的三甲胺。钽、铜及TEOS移除速率结果示于表6中。
表6：材料移除速率随不同含氮化合物的变化
Figure A200780006685D00171
从表6所示的结果可以显见，除3，5-二氨基-1，2，4-三唑之外的所有含氮化合物与碘酸盐一起展现了增加的钽移除速率。
实施例7
该实施例评估不同研磨剂在本发明组合物中的效用。
用六种不同的抛光组合物(抛光组合物7A、7B、7C、7D、7E及7F)来抛光包含无图案的钽、铜及TEOS层的相似基板。抛光组合物7A含有0.2重量％的KIO3及1重量％的缩聚二氧化硅(25nm直径)，在水中pH值为2.2。抛光组合物7B含有0.05重量％的KIO3及0.5重量％的缩聚二氧化硅(80nm直径)，在水中pH值为2.4。抛光组合物7C含有0.2重量％的KIO3及0.5重量％的热解二氧化硅，在水中pH值为2.2。抛光组合物7D含有0.2重量％的KIO3及0.5重量％的热解氧化铝，在水中pH值为2.2。抛光组合物7E含有0.2重量％的KIO3及0.5重量％的α-氧化铝，在水中pH值为2.2。抛光组合物7F含有1重量％的KIO3及1重量％的二氧化铈，在水中pH值为2.1。钽、铜及TEOS移除速率结果示于表7中。
表7：材料移除速率随研磨剂类型的变化
Figure A200780006685D00181
从表7所示的钽移除速率可以显见，在包含KIO3的抛光组合物中使用缩聚二氧化硅展现了增加的钽移除速率。

Claims (27)

1.一种用于抛光基板的化学机械抛光组合物，其包含：
(a)0.05重量％至10重量％的研磨剂，
(b)0.05重量％至4重量％的碘酸根离子，
(c)0.01重量％至1重量％的选自含氮C4-20杂环及C1-20烷基胺的含氮化合物，及
(d)包含水的液体载体，
其中该抛光组合物的pH值为1至5。
2.权利要求1的抛光组合物，其中该含氮化合物选自：1H-1，2，3-苯并三唑、1H-1，2，3-苯并三唑-5-羧酸、1，2，4-三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、4-氨基-1，2，4-三唑、1H-苯并三唑-1-甲醛、3-氨基-1，2，4-三唑-5-羧酸、吡唑、2-吡嗪羧酸、2，6-吡啶羧酸、4-吡啶乙酸、1H-1，2，3-三唑并[4，5-b]吡啶、甲胺、三甲胺、其盐、及其组合。
3.权利要求2的抛光组合物，其中该含氮化合物为1H-1，2，3-苯并三唑。
4.权利要求1的抛光组合物，其中该碘酸根离子以0.05重量％至2重量％的量存在。
5.权利要求4的抛光组合物，其中该碘酸根离子以0.05重量％至0.4重量％的量存在。
6.权利要求1的抛光组合物，其中该含氮化合物以0.05重量％至0.5重量％的量存在。
7.权利要求6的抛光组合物，其中该含氮化合物以0.1重量％至0.25重量％的量存在。
8.权利要求1的抛光组合物，其中该研磨剂以0.1重量％至2重量％的量存在。
9.权利要求8的抛光组合物，其中该研磨剂以0.25重量％至0.5重量％的量存在。
10.权利要求1的抛光组合物，其中该研磨剂选自：胶态二氧化硅、热解二氧化硅、热解氧化铝、α-氧化铝及二氧化铈。
11.权利要求10的抛光组合物，其中该研磨剂为胶态二氧化硅。
12.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物的pH值为2至4。
13.一种化学机械抛光基板的方法，该方法包括：
(a)提供基板，
(b)使该基板与抛光垫及化学机械抛光组合物接触，该化学机械抛光组合物包含：
(i)0.05重量％至10重量％的研磨剂，
(ii)0.05重量％至4重量％的碘酸根离子，
(iii)0.01重量％至1重量％的选自含氮C4-20杂环及C1-20烷基胺的含氮化合物，及
(iv)包含水的液体载体，
其中该抛光组合物的pH值为1至5，
(c)相对于该基板移动该抛光垫，在该抛光垫与该基板之间有该化学机械抛光组合物，及
(d)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
14.权利要求13的方法，其中该含氮化合物选自：1H-1，2，3-苯并三唑、1H-1，2，3-苯并三唑-5-羧酸、1，2，4-三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、4-氨基-1，2，4-三唑、1H-苯并三唑-1-甲醛、3-氨基-1，2，4-三唑-5-羧酸、吡唑、2-吡嗪羧酸、2，6-吡啶羧酸、4-吡啶乙酸、1H-1，2，3-三唑并[4，5-b]吡啶、甲胺、三甲胺、其盐、及其组合。
15.权利要求14的方法，其中该含氮化合物为1H-1，2，3-苯并三唑。
16.权利要求13的方法，其中该碘酸根离子以0.05重量％至2重量％的量存在。
17.权利要求16的方法，其中该碘酸根离子以0.05重量％至0.4重量％的量存在。
18.权利要求13的方法，其中该含氮化合物以0.05重量％至0.5重量％的量存在。
19.权利要求18的方法，其中该含氮化合物以0.1重量％至0.25重量％的量存在。
20.权利要求13的方法，其中该研磨剂以0.1重量％至2重量％的量存在。
21.权利要求20的方法，其中该研磨剂以0.25重量％至0.5重量％的量存在。
22.权利要求13的方法，其中该研磨剂选自：胶态二氧化硅、热解二氧化硅、热解氧化铝、α-氧化铝及二氧化铈。
23.权利要求22的方法，其中该研磨剂为胶态二氧化硅。
24.权利要求13的方法，其中该抛光组合物的pH值为2至4。
25.权利要求13的方法，其中该基板包含金属层。
26.权利要求25的方法，其中该金属层包含钽。
27.权利要求26的方法，其中该金属层进一步包含铜。
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