CN1245466C - 抛光组合物及使用它的抛光方法 - Google Patents

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Abstract

一种抛光组合物，它包含：(a)至少一种选自二氧化硅和氧化铝的研磨剂；(b)至少一种有机化合物，它选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物：其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整数；(c)至少一种选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和组氨酸的加速抛光的化合物；(d)至少一种选自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蚀剂；(e)过氧化氢；以及(f)水。

Description

抛光组合物及使用它的抛光方法
技术领域
本发明涉及一种用来抛光半导体、光掩模和各种存储硬盘的基材的抛光组合物，具体涉及一种例如在半导体工业中用来抛光器件晶片的表面使之平整的抛光组合物。
更具体地说，本发明涉及这样一种抛光组合物，在对半导体器件应用所谓的化学机械抛光技术的抛光步骤中，在加工器件晶片的过程中，它的效率高，选择性高，并可用来形成优良的抛光表面；还涉及采用该组合物的抛光方法。
背景技术
包括电脑的所谓高技术产品近年来进展很大，用于这些产品的部件例如ULSI器件，已逐年被开发出来，以便达到高集成度和高速度。伴随着这些进展，半导体器件的设计尺度逐年精细化，在制造器件的过程中，聚焦深度日益变浅，形成图案的表面的平整化要求也就越来越严格。
另外，为了对付由于在器件上布线细化导致的线路电阻增大问题，研究了采用铜代替钨或铝作为布线材料。根据其本性，铜几乎不能通过各向异性侵蚀进行加工，因此它需要下述加工。
即在绝缘层上形成布线的凹槽和通道之后，通过喷镀或电镀形成铜线(所谓的金属镶嵌方法)，接着，将沉积在绝缘层上不需要的铜层用化学机械抛光(下面称为CMP)法除去，化学机械抛光是机械抛光和化学抛光的结合。
但是，在这种加工中也可能发生铜原子扩散进入绝缘层内，破坏器件性能的情况。因此，为了防止铜原子的扩散，研究了在形成了布线的凹槽或通道的绝缘层上提供一隔离层。作为这种隔离层的材料，从器件的可靠性角度考虑，金属钽或一种钽化合物例如氮化钽是最适合的，预计将来是最多使用的。在本发明中，“钽化合物”不仅包括氮化钽之类的化合物，还包括金属钽，“铜”不仅包括铜，还包括含例如铝的铜合金。
因此，在对这种包含该铜层和含钽化合物的半导体器件进行CMP加工的过程中，首先分别抛光最外层的铜层，然后抛光作为隔离层的含钽化合物层，当抛光达到二氧化硅或单氟氧化硅(SiOF)绝缘层时，抛光就告结束。作为理想的抛光过程，要求仅使用一种抛光组合物，在一个抛光步骤中将铜层和含钽化合物层均匀地抛光除去，当达到绝缘层时抛光过程一定要结束。
但是，铜和含钽化合物的硬度、化学稳定性和其他机械性能都不同，因此加工性能不同，所以，难以采用这样一种理想的抛光方法。因此，研究了下述的两步抛光方法，即抛光过程分为两步。
首先，在第一步抛光步骤中(下面称为第一步抛光)，采用能够高效抛光铜层的抛光组合物，对铜层进行抛光，此时使用例如含钽化合物层作为阻挡层，直至达到这一含钽化合物层。在这里，为了不在铜层表面上形成各种表面缺陷例如凹坑、磨蚀、沉陷等，在达到含钽化合物层之前，即仍保留微量铜层时，可以立刻终止第一步抛光。接着，在第二步抛光步骤(下面称为第二步抛光)中，使用能够高效地主要抛光含钽化合物层的抛光组合物，对余留的薄铜层和含钽化合物层进行抛光，此时绝缘层用作阻挡层，当达到绝缘层时，结束抛光。
这里，沉陷、凹坑和磨蚀是由于对布线部分过分抛光而形成的表面缺陷，凹坑指布线部分内的凹坑(该情形下是铜)，它们通常由布线部分的化学侵蚀作用引起。磨蚀指这样的现象，即在铜布线部分与绝缘部分排列成行的情形下，绝缘部分与绝缘面部分(非排列成行部分)相比，被过分抛光，这通常由垫板的弹性变形、绝缘层的高磨削速率和对绝缘部分的过分压力集中引起。沉陷指这样的现象，即在铜布线部分具有相对较宽宽度情形下，布线的中心部分以盘状凹陷，这通常由垫板的变形引起。
随着器件的小型化，布线层的剖面面积变小，由此当制造器件时，就可能产生上述的表面缺陷，因此，布线部分的面积就会进一步减小，线路电阻增大，或在极端情形下导致断路。所以，在第一步抛光中，重要的是不让第二步抛光不能除去的表面缺陷形成于布线层上，同时铜层的磨削速率应当不受影响。
关于这种第一步抛光所用的抛光组合物，例如JP-A-7-233485(现有技术1)揭示了一种铜类型金属层用的抛光液体，它含有至少一种选自氨基乙酸(以后称为甘氨酸)和酰胺硫酸的有机酸、氧化剂和水，而且揭示了使用这种抛光液体制造半导体器件的方法。此外，JP-A-8-83780揭示了一种研磨剂，它含有氨基乙酸和/或酰胺硫酸、氧化剂、水和苯并三唑或其衍生物，和使用该研磨剂的抛光方法。使用这样一种抛光液体(或研磨剂)抛光铜层时，可获得相对高的磨削速率。
但是，本发明者进行的实验结果证实，使用仅含有研磨剂、甘氨酸和过氧化氢的抛光组合物抛光带有铜线形成图案的晶片，抛光后铜上的化学侵蚀效果和铜表面上的磨蚀会很显著，可能会在铜线部分上形成深坑。此外，为了抑制铜表面上的腐蚀，加入具有抑制对铜化学侵蚀作用的苯并三唑时，如果苯并三唑的加入量太大，那么铜层的磨削速率就会太低，而抛光时间很长，这样效率不高。另一方面，苯并三唑的加入量太少时，就不能获得充分抑制化学侵蚀效果的作用，由此就不能充分抑制铜布线部分上的凹坑的形成。
根据本发明者进行的实验，发现使用如现有技术1中所述含有研磨剂、甘氨酸、苯并三唑和水的抛光组合物抛光铜线时，在充分抑制铜布线部分上凹坑的形成的同时不能提供充分的铜层磨削速率。
参看图1，从物理化学的角度，再来看凹坑的形成。图1(a)显示了抛光达到阻挡层(含钽化合物：钽)时器件的状态。图1(b)和1(c)是图1(a)中A部分的放大视图，用以说明效果。图1(d)显示了抛光后器件的状态。如图1(a)-1(d)所示，可以得出结论，凹坑由下述两种作用形成：
即，第一种作用是抛光过程中由摩擦力和压力形成的电压的作用。如图1(a)和1(b)所示，含钽化合物的表面被抛光组合物氧化，很容易变成氧化钽(Ta2O5)。氧化钽是高介电和高压电的物质，因此，当压力施加到氧化钽上时，就会形成电压。因此，在抛光过程中，如果压力和摩擦力施加到器件表面上，就会在变成氧化钽的含钽化合物的表面上由压电作用形成电压(所述表面层是充负电，Ta界面充正电)。第二种作用是由形成于铜与含钽化合物之间的所谓的原电池产生的作用。该作用由铜(Cu)与含钽化合物之间的特定电化学势差形成。与含钽化合物相比，铜是基体金属，易溶于水中。因此，如果电压是由第一种作用形成，那么电子就由充正电的氧化钽移走，由此铜就易于离子化，如图1(c)所示，铜有选择地发生化学侵蚀，由此如图1(d)所示，抛光后沿铜布线部分就会形成深凹坑。在那时，抛光组合物充当电解质，并由此促进化学侵蚀作用。
所以，迫切需要开发一种具有适当铜层磨削速率的抛光组合物，使用它抛光铜与含钽化合物共存的抛光物件时，不会在铜布线部分上形成凹坑，即可同时降低对铜的化学侵蚀。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而进行的。且，本发明的一个目的是提供一种抛光组合物，在制造基材上包含至少一层铜和一层含钽化合物的半导体器件的CMP过程中，使用它能够在铜的化学侵蚀作用低的情形下，即通过抑制铜布线部分上凹坑的形成进行抛光，不会削弱铜层的磨削速率；本发明还提供采用这样的抛光组合物的抛光方法。
本发明的抛光组合物包含：
(a)至少一种选自二氧化硅和氧化铝的研磨剂；
(b)至少一种有机化合物，它选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物：
Figure C0212736000071
其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整数，
(c)至少一种选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和组氨酸的加速抛光的化合物；
(d)至少一种选自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蚀剂；
(e)过氧化氢；
(f)水。
本发明的抛光组合物的特征在于有机化合物(b)包含(b 1)，至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物；还包含(b2)，至少一种选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有机化合物。
本发明的抛光组合物的特征还在于有机化合物(b)包含(b3)，由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物；和(b2)，至少一种选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有机化合物。
本发明的抛光组合物的特征在于，由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物是由式(2)表示的二烷基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚：
Figure C0212736000081
其中R1和R2各是C1-10烷基，m和n各是1-20正整数。
本发明的抛光方法包括用上述抛光组合物，抛光具有形成于基材上的至少一层铜和一层含钽化合物的半导体器件。
下面参照优选实施方式进一步详细说明本发明。
附图的简要说明
在附图中，图1(a)-1(d)是说明器件的铜布线部分上的凹坑形成机理的示意图。
具体实施方式
研磨剂作为本发明抛光组合物的一种组分，在CMP过程中用来机械抛光。作为这样的研磨剂，通常已知的是使用如金属的氧化物、氮化物或碳化物之类的微粒。在本发明中，使用至少一种选自二氧化硅和氧化铝的组分，尤其优选使用二氧化硅。
所述二氧化硅包括多种性能或制备方法不同的二氧化硅类型，包括胶体二氧化硅、热解法二氧化硅和其他类型。在本发明中，可以使用它们中的一种或它们中的多种的混合物。但是，更优选使用胶体二氧化硅。
氧化铝包括α-氧化铝、γ-氧化铝、θ-氧化铝、κ-氧化铝和其他不同形态的氧化铝。此外，从其制备方法来讲，有所谓的胶体氧化铝或热解法氧化铝。在本发明中，可以使用它们中的一种或多种的混合物。但是，优选使用能够以稳定胶体形态分散于水中的胶体氧化铝或热解法氧化铝。
此外，研磨剂是通过机械作用作为研磨粒子来抛光待抛光表面的，而粒径对抛光表面的磨削速率或磨削量有影响。即，从保持足够的磨削速率和抑制抛光后器件表面上缺陷形成的角度考虑，粒径优选10-100nm，更优选20-80nm，再优选30-60nm，所述粒径是由BET方法测得的表面积上得到的平均粒径。
抛光组合物中研磨剂的浓度优选0.5-200g/l，更优选5-100g/l。如果研磨剂的浓度过小，机械抛光作用就下降，由此铜层的磨削速率在一些情形中就可能下降。另一方面，如果研磨剂的浓度过高，那么机械抛光作用就增大，由此抛光含钽化合物层的速率就会过高，会形成侵蚀。
有机化合物
有机化合物作为本发明抛光组合物中的一种组分，是至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物：
Figure C0212736000091
其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整数。
聚环氧乙烷通常称为聚乙二醇，并具有下述结构式：
H-(OCH2CH2)n-OH
其中n是整数，表示加成的乙二醇的摩尔数。
聚环氧丙烷通常称为聚丙二醇并具有下述结构式：
H-(OCH(CH)3CH2)m-OH
其中m是整数，表示加成的丙二醇的摩尔数。
聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的分子量没有特别限制，但是优选平均分子量为100-10000，更优选200-1000。
聚环氧乙烷和聚环氧丙烷在抛光一种器件时起抑制铜布线部分上凹坑的作用。为了充分发挥该作用，它们的加入量优选1-200g/L，更优选10-100g/L，以组合物总量为基准。如果该加入量过小，就达不到充分抑制凹坑的效果。另一方面，如果该加入量过大，就会妨碍研磨剂或加速抛光的化合物的加速抛光的作用，磨削速率就会下降。
聚氧乙烯烷基醚具有下述结构式，它是由环氧乙烷加成聚合成的线型或支化高级醇：
                     R-O-(CH2CH2O)n-H
其中R是烷基，n是整数，表示加成的乙二醇的摩尔数。
聚氧丙烯烷基醚具有下述结构式，它是由环氧丙烷加成聚合成的线型或支化高级醇：
                     R-O-(CH2CH(CH3)O)m-H
其中R是烷基，m是整数，表示加成的丙二醇的摩尔数。
聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚具有下述结构式，它是由环氧丙烷和环氧乙烷加成聚合成的线型或支化高级醇：
               R-O-(CH2CH(CH3)O)m-(CH2CH2O)n-H
其中R是烷基，m和n各是整数，分别表示加成的丙二醇和乙二醇的摩尔数。
由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物优选是由式(2)表示的二烷基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚：
Figure C0212736000101
其中R1和R2各是C1-10烷基，m和n各是1-20正整数。
聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的分子量没有特别限制。但是它们优选的平均分子量为1000-30000，更优选2000-20000。从这样的事实，即如果分子内仅有亲水性基团或憎水性基团就不会有作用，明显地，加成的亲水性基团(环氧乙烷)和憎水性基团(烷基)的摩尔数的平衡就很重要。即，分子内加成的亲水性基团的量优选10-80％。此外，聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚可以具有任选的烷基，含量要不削弱本发明的效果。
聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚在抛光器件中起抑制铜布线部分上的凹坑的作用。为了充分发挥该作用，它们的加入量优选1-50g/L，更优选2-30g/L，以组合物总量为基准。此外，式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的量优选0.5-100g/L，更优选1-50g/L，以组合物的总量为基准。如果该量过小，就达不到充分抑制凹坑的效果。另一方面，如果该加入量过大，就会妨碍研磨剂或加速抛光的化合物的加速抛光的作用，磨削速率就会下降。
聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物中的每个都是非离子型的有机化合物，而且不增大抛光组合物的导电性。由此认为，即使这样的有机化合物加入到该抛光组合物中，抛光组合物也能够保持低导电性，而且抛光组合物在抛光过程中很难起电解质的作用。具体地说，导电性优选至多为100μm·cm。
要求聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物溶解于或悬浮于所述组合物中。可以联合使用多种上述有机化合物的组合物，用量要不削弱本发明的效果，而它们可以以任选的比例组合。
此外，预计这样的聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的共聚物，即聚氧乙烯共聚物、聚氧丙烯共聚物和聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物具有类似的作用。
加速抛光的化合物
加速抛光的化合物作为本发明抛光组合物中的一种组分，它是至少一种选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和组氨酸的化合物。在本文中，“加速抛光的化合物”是指在过氧化氢溶解于纯水而形成的溶液中加入该加速抛光化合物就能使铜更容易溶解的化合物。这样的化合物具有鳌合铜从而加快铜层抛光的作用。其中优选甘氨酸。
此外，该加速抛光的化合物加入量优选2-20g/L，更优选5-15g/L，以抛光组合物为基准。如果加入量低于2g/L，那么铜层的磨削速率就低，这样不好；而如果超过20g/L，铜层的磨削速率就会过高，控制抛光就很难，而且使用该抛光组合物时，就需要很小心。
防腐蚀剂
防腐蚀剂作为本发明抛光组合物中的一种组分，它是至少一种选自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蚀剂。防腐蚀剂在抛光期间和之后具有保护铜层表面的作用，并具有抑制铜磨蚀的作用。尤其优选苯并三唑。
防腐蚀剂加入量优选0.01-0.2g/L，更优选0.02-0.1g/L，以抛光组合物总量为基准。如果加入量低于0.01g/L，铜层表面抛光后就会易于腐蚀，这样不合需要；而如果超过0.2g/L，对铜形成保护层的作用就会很强，由此可能导致抛光过程中的不均匀性，或铜的磨削速率过低，这是不利的。
过氧化氢
过氧化氢作为本发明抛光组合物的一种组分，在本发明的抛光组合物中用作氧化剂。过氧化氢在此的特征在于，它是具有足够的氧化作用使铜层发生氧化并不含金属离子杂质的氧化剂，能够容易得到，因此，它尤其适于本发明的抛光组合物。
过氧化氢在本发明抛光组合物中的加入量优选2-40g/L，更优选5-20g/L，以抛光组合物总量为基准。如果过氧化氢含量过少或过多，铜层的磨削速率就会下降。
水
水作为本发明抛光组合物的一种组分，优选杂质含量尽可能低，使上述各种组分能够确切地发挥它们的作用。即，水优选为蒸馏水，或是用离子交换树脂除去杂质离子并藉过滤器除去悬浮物质的水。
抛光组合物
本发明的抛光组合物的制备方式是在水中溶解或分散上述各组分，即至少一种选自二氧化硅和氧化铝的研磨剂；至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物：
Figure C0212736000121
其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整数；至少一种选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和组氨酸的加速抛光的化合物；至少一种选自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蚀剂；和过氧化氢。另外，在一些情形下，可以加入抑制侵蚀剂并混合。
在本文中，溶解或分散各组分的方法和顺序是任选的。例如可以采用叶片型搅拌器搅拌，或采用超声波分散。用这种方法，研磨剂以外的组分就溶解，研磨剂就分散在水中，因此组合物就可成为均匀的分散液。
此外，在制备上述抛光组合物时，可以适宜地混入碱性化合物、各种表面活性剂和其他物质，目的是保持制品的质量，或提供安全性，或根据待抛光器件的类型、抛光条件和其他的抛光要素而定。
本发明的抛光组合物的pH值没有特别限制，但是优选将组合物的pH值调节至3-10。多种碱性化合物都可以用作pH值的提高剂。具体可以提到的有氨水、乙二胺、氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化钾、氢氧化钠、哌啶、哌嗪和乙醇胺。其中优选对铜的侵蚀作用小并难于附聚研磨剂粒子的那些，和优选不含其他金属作为杂质的那些。从这样的角度考虑，优选氢氧化四甲基铵。另一方面，作为用来降低pH值的pH值控制剂，上述柠檬酸、草酸、酒石酸和侵蚀抑制剂就有这样的作用。作为其他的例子，可以提到的有无机酸例如盐酸、硝酸、硫酸、碳酸、磷酸和氯乙酸。
本发明的抛光组合物可以加入侵蚀抑制剂，来抑制对铜的静态化学侵蚀作用。在本文中，“静态”指抛光之前或之后，物件接触抛光组合物时在没有接受任何机械作用情形下的化学侵蚀作用。侵蚀抑制剂指这样的化合物，它在饱和的烃或有一个或两个不饱和键的烃的主链上至少有一个羧基。此外，在这样的化合物中，优选碳原子数至少为10。另外，优选水溶性至多为0.2g/100g。具体可以涉及到的有例如月桂酸、亚油酸、肉豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、油酸、癸二酸和十二烷二酸的组分。更优选的是具有一个羧基的那些，从这个角度考虑，优选月桂酸、亚油酸、肉豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸或油酸，更优选月桂酸或亚油酸。
抛光组合物中侵蚀抑制剂的含量通常为0.01-1g/L优选0.02-0.1g/L，以组合物总量为基准。如果侵蚀抑制剂的含量低于0.01g/L，就不能充分抑制对铜的化学侵蚀作用。另一方面，如果其含量高于1g/L，就会过分抑制铜层的磨削速率，就会难于溶解于抛光组合物中。
在本发明的抛光组合物中，还可以使用表面活性剂用来提高研磨剂的可分散性，或者调节抛光组合物的粘度或表面张力。表面活性剂包括例如分散剂、润湿剂、增稠剂、消沫剂、发泡剂、斥水剂等。用作分散剂的表面活性剂通常可以是磺酸类型、磷酸类型、羧酸类型或非离子类型。
本发明的抛光组合物可以制备成较高浓度的储液，并以该形式储存或输送，这样它可以在实际抛光操作中使用时进行稀释。前述优选的浓度范围是指实际抛光操作时所用的浓度范围。不用说，在采用该稀释方法的情形下，储存或输送期间的储液当然是浓度较高的溶液。
此外，过氧化氢具有这样的特性，它在例如金属离子或铵离子存在条件下会分解。因此，宜在实际用于抛光操作之前，即将它加入或混入到抛光组合物中。本发明的至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物一定程度上能够抑制过氧化氢的这种分解，但是混入另外的醇或羧酸也能够抑制这种分解。此外，用上述pH调节剂也可以获得这种效果。但是，这种分解也受储存环境的影响，在输送期间由于温度变化或由于应力的形成，部分过氧化氢可能分解。因此，还是在抛光前立即混入过氧化氢为好。
抛光方法
本发明的抛光方法包括用包含上述各组分，即：至少一种选自二氧化硅和氧化铝的研磨剂；至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物；至少一种选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、a-丙氨酸和组氨酸的加速抛光的化合物；至少一种选自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蚀剂；过氧化氢和水的抛光组合物，抛光具有形成于基材上的至少一层铜和一层含钽化合物的半导体器件。
用该抛光方法，就能够在铜化学侵蚀作用低的情形下，即抑制铜布线部分上凹坑的形成的情形下进行抛光，而不削弱铜层的磨削速率。
这样低的铜层化学侵蚀作用原因，即抑制凹坑的形成的原因，被认为如下所述。
即，通过向所述抛光组合物中加入至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物，就可以抑制铜布线部分上凹坑的形成。通过加入这样的有机化合物，本发明的抛光组合物就可抑制其作为电解质的作用，该电解质作用通过上述两种对铜布线部分上的作用(见图1(a)-1(d))而促进铜的溶解。此外，加入防腐蚀剂以便在铜层表面上形成保护层，可增强防腐蚀作用。另外，据认为，加入侵蚀防止剂来抑制静态化学侵蚀作用，即使待抛光物件在抛光之前或之后遇到抛光组合物时，也能够抑制化学侵蚀作用。
此外，上述组分以外的各组分在抛光铜时的作用如下所述。首先，研磨剂用于进行所谓的机械抛光并加速抛光。过氧化氢则对铜表面起氧化作用，形成脆的氧化层。此外，加速抛光的化合物影响氧化的铜表面，与铜离子形成鳌合物。在本文中，铜的抛光过程是通过过氧化氢和所述加速抛光化合物对铜的化学作用与研磨剂机械作用的综合作用进行的。此外，防腐蚀剂在抛光后抑制铜表面的磨蚀，而且进一步抑制对铜的过分化学侵蚀作用。据认为，通过这些作用，就能够抑制铜布线部分上凹坑的形成，并能够实现高的铜磨削速率。
当晶片上有含铜和钽化合物的设计图案时，就可以采用本发明的抛光组合物，即包含至少一种选自二氧化硅和氧化铝的研磨剂；至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物；至少一种选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和组氨酸的加速抛光的化合物；至少一种选自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蚀剂；过氧化氢和水的抛光组合物，进行抛光，所述各组分的浓度或含量为上述优选的浓度或含量。铜层的磨削速率可以达到至少5000埃/分钟，布线宽度为10微米的铜布线部分上的凹坑深度不超过600埃，这样的状况仅仅除去了铜层。
下面，参照一些实施例详细说明本发明的实施方式。但是，应当明白，这些实施例对本发明决不起限制作用。
具体实施方式
实施例1-57和对比例1-8
抛光组合物的制备和组分
将平均粒径40nm的胶体二氧化硅用作研磨剂，甘氨酸用作加速抛光的化合物、苯并三唑用作防腐蚀剂、过氧化氢和表1所示的各种类型的有机化合物与水混合，使它们以表1所示比例共混，制成实施例1-57和对比例1-8中的各种抛光组合物。
在实施例1-17中，乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚或聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚用作有机化合物，改变其分子量和用量，其他组分即胶体二氧化硅、甘氨酸、苯并三唑和过氧化氢的含量分别相同。
在实施例18-53中，聚环氧乙烷(分子量400)或聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量8000)用作有机化合物。其中在实施例18-23中，有机化合物的用量是变化的，在实施例24-29中，聚环氧乙烷的用量是变化的。此外，在实施例30-35中，胶体二氧化硅的浓度是变化的，在实施例36-41中，甘氨酸的用量是变化的。另外，在实施例42-47中，苯并三唑的用量是变化的，在实施例48-53中，过氧化氢的用量是变化的，其他各种组分相同。
此外，在实施例54中，加入聚环氧乙烷(分子量：400)和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量：9000)作为两种类型的有机化合物，其他组分的用量与实施例1所述相同。此外，在实施例55中，研磨剂和实施例1中所述的其他组分的用量增大，在实施例56和57中，月桂酸和亚油酸分别作为与实施例1相同的组合物的侵蚀抑制剂被加入。
在对比例1中，没有加入有机化合物。在对比例2、5和8中，没有加入研磨剂，其中在对比例5和8中，聚丙烯酸钾(分子量5000)和聚乙烯醇(分子量5000)分别用作有机化合物。此外，在对比例3、4、6和7中，聚丙烯酸铵(分子量5000)、聚丙烯酸钾(分子量5000)、聚乙烯醇(分子量20000)和聚乙烯醇(分子量5000)分别用作有机化合物。
至于过氧化氢溶液，使用可买到的31％水溶液，它在抛光前即时混入组合物。然而，表1所示过氧化氢的用量是组合物中的真实用量。
                                                                  表1
  编号   有机化合物     二氧化硅胶体   甘氨酸   BTA   过氧化氢   Cu磨削速率   凹坑   其他
  类型   g/L   g/l   g/L   g/L   g/L   埃/分钟   埃   g/L
  实施例1   PEG M400   50   30   9   0.05   10   6000   400
  实施例2   PPG M800   50   30   9   0.05   10   5700   370
  实施例3   POPAE M3000   10   30   9   0.05   10   5500   330
  实施例4   POPAE M5000   10   30   9   0.05   10   5400   330
  实施例5   POEPOPAE M10000   10   30   9   0.05   10   5200   330
  实施例6   EG   50   30   9   0.05   10   6200   470
  实施例7   PEG M100   50   30   9   0.05   10   6000   430
  实施例8   PEG M200   50   30   9   0.05   10   5900   430
  实施例9   PEG M1000   50   30   9   0.05   10   5800   430
  实施例10   PEG M10000   50   30   9   0.05   10   5500   500
  实施例11   PEG M20000   50   30   9   0.05   10   4000   600
  实施例12   POEPOPAE M800   10   30   9   0.05   10   5100   300
  实施例13   POEPOPAE M1000   10   30   9   0.05   10   5800   330
  实施例14   POEPOPAE M2000   10   30   9   0.05   10   6000   330
  实施例15   POEPOPAE M20000   10   30   9   0.05   10   5500   400
  实施例16   POEPOPAE M30000   10   30   9   0.05   10   5100   400
  实施例17   POEPOPAE M40000   10   30   9   0.05   10   3900   330
  实施例18   POEPOPAE M8000   0.5   30   9   0.05   10   6300   650
  实施例19   POEPOPAE M8000   1   30   9   0.05   10   6100   550
  实施例20   POEPOPAE M8000   2   30   9   0.05   10   5500   500
  实施例21   POEPOPAE M8000   30   30   9   0.05   10   5000   400
  实施例22   POEPOPAE M8000   50   30   9   0.05   10   4500   330
  实施例23   POEPOPAE M8000   100   30   9   0.05   10   2900   300
                                                     表1(续)
      有机化合物   二氧化硅胶体   甘氨酸   BTA   过氧化氢   Cu磨削速率   凹坑   其他
  类型   g/L   g/L   g/L   g/L   g/L   埃/分钟   埃   g/L
  实施例24   PEG M400   0.5   30   9   0.05   10   6500   670
  实施例25   PEG M400   1   30   9   0.05   10   6400   600
  实施例26   PEG M400   10   30   9   0.05   10   6200   500
  实施例27   PEG M400   100   30   9   0.05   10   5600   470
  实施例28   PEG M400   200   30   9   0.05   10   5000   430
  实施例29   PEG M400   300   30   9   0.05   10   4500   400
  实施例30   PEG M400   50   0.3   9   0.05   10   2500   270
  实施例31   PEG M400   50   0.5   9   0.05   10   5000   400
  实施例32   PEG M400   50   5   9   0.05   10   5500   430
  实施例33   PEG M400   50   100   9   0.05   10   6500   500
  实施例34   PEG M400   50   200   9   0.05   10   7200   600
  实施例35   PEG M400   50   250   9   0.05   10   7500   830
  实施例36   PEG M400   50   30   1   0.05   10   900   100
  实施例37   PEG M400   50   30   2   0.05   10   2900   270
  实施例38   PEG M400   50   30   5   0.05   10   4800   430
  实施例39   PEG M400   50   30   15   0.05   10   7200   600
  实施例40   PEG M400   50   30   20   0.05   10   7800   670
  实施例41   PEG M400   50   30   30   0.05   10   8500   930
  实施例42   PEG M400   50   30   9   0.005   10   7000   830
  实施例43   PEG M400   50   30   9   0.01   10   6500   600
  实施例44   PEG M400   50   30   9   0.02   10   6100   500
  实施例45   PEG M400   50   30   9   0.1   10   5200   500
  实施例46   PEG M400   50   30   9   0.2   10   4100   500
                                                                   表1(续)
           有机化合物   二氧化硅胶体   甘氨酸   BTA   过氧化氢   其他   Cu磨削速率   凹坑
  类型   g/L   g/L   g/L   g/L   g/L   g/L   埃/分钟   埃
  实施例47   PEG M400   50   30   9   0.3   10   3000   500
  实施例48   PEG M400   50   30   9   0.05   1   2900   400
  实施例49   PEG M400   50   30   9   0.05   2   4000   430
  实施例50   PEG M400   50   30   9   0.05   5   4500   470
  实施例51   PEG M400   50   30   9   0.05   20   5100   500
  实施例52   PEG M400   50   30   9   0.05   40   4400   470
  实施例53   PEG M400   50   30   9   0.05   50   4000   430
  实施例54   PEG M400+POEPOPAEM2000   50+10   30   9   0.05   10   5100   330
  实施例55   PEG M400   200   100   45   0.25   50   5500   400
  实施例56   PEG M400   50   30   9   0.05   10   La 0.05g/L   4300   530
  实施例57   PEG M400   50   30   9   0.05   10   Ln 0.05g/L   4000   570
  对比例1   无   50   30   9   0.05   10   6500   1000
  对比例2   PEG M400   50   无   1   0.05   10   1100   400
  对比例3   Pa-NH4 M5000   50   30   9   0.05   10   7000   850
  对比例4   Pa-K M5000   50   30   9   0.05   10   6500   800
  对比例5   Pa-K M5000   50   无   9   0.05   10   2500   900
  对比例6   PVA M20000   5   30   9   0.05   10   4500   650
  对比例7   PVA M5000   10   30   9   0.05   10   6200   750
  对比例8   PVA M5000   10   无   9   0.005   10   2200   900
*注释：在实际抛光中，用水将组合物稀释5倍，(4份水加入到1份抛光组合物中)。
在表1中，EG表示乙二醇，PEG：聚环氧乙烷，PPG：聚环氧丙烷，POEAE：聚氧乙烯烷基醚，POPAE：聚氧丙烯烷基醚，POEPOPAE：聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚，Pa-NH4：聚丙烯酸铵，Pa-K：聚丙烯酸钾，PVA：聚乙烯醇。此外，每者的分子量用这样的方式表示，例如分子量1000表示为M1000。此外，BTA表示苯并三唑，La表示月桂酸，Ln表示亚油酸。
抛光试验
用实施例1-57和对比例1-8中的各抛光组合物，在下述条件下，对要抛光物件的形成膜的表面进行抛光。但是在实施例55中，使用用纯水稀释5倍的组合物(抛光组合物∶纯水＝1∶4)。
抛光条件
抛光机：用单面CMP抛光机(Mirra，由Applied materials公司制造)进行抛光。
待抛光的物件：带铜层的晶片(具有由电镀形成的铜层的8英寸硅晶片)；
有铜图案的晶片(854掩模图案，由SEMATECH公司制造)；
抛光垫：由聚亚氨酯制成的叠层抛光垫(IC-1000/Suba400，由美国RodelInc.制造)；
抛光压力：2psi(约13.8kPa)；
抛光台旋转速度：80rpm；
抛光组合物进料流量：200cc/min；
载体旋转速率：80rpm。
用带铜晶片评价磨削速率。抛光1分钟，用板电阻仪(VR-120，由KokusaiDenki System Service K.K.制造)测试待抛光物件抛光前和后的层厚，并计算层厚之差，从该差值计算磨削速率。
此外，用具有铜图案的晶片评价铜布线部分上的凹坑。进行抛光，直至铜部分被完全抛光并除去，用轮廓仪(HRP340，KLA Tencole Company制造)测试抛光后铜布线部分与阻挡层之间的高度差，该轮廓仪是接触型的表面测试仪，可测得待抛光物件抛光后10微米铜布线部分的凹坑深度。
磨削速率与凹坑深度的测试结果如表1所示。
从表1所示的结果可见，在实施例1-11中，它们使用乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚其中之一作为有机化合物，改变其分子量，就可以获得足够的铜磨削速率，而且铜布线部分上形成的凹坑小。但是，如果这样的有机化合物的分子量增大到所述优选范围以上，那么铜磨削速率就会小。此外，在实施例12-53中，其中二氧化硅胶体的浓度和有机化合物、甘氨酸、苯并三唑和过氧化氢的用量是变化的，也得到了良好的兼顾铜磨削速率和凹坑形成的结果。另外，在使用多种有机化合物的实施例54中，在实施例55中，其中制备了高浓度组合物，并在抛光之前即时稀释，和在实施例56和57中，其中加入月桂酸或亚油酸作为侵蚀抑制剂，也得到了良好的结果。
但是，在没有加入有机化合物的对比例1中，很明显在铜布线部分上形成深凹坑。此外，在对比例2、5和8中，其中没有加入研磨剂，就产生了铜磨削速率低的问题，因为研磨剂的机械抛光不足。另外，在对比例3-5中，加入了聚丙烯酸盐作为有机化合物，在对比例6-8中，加入聚乙烯醇作为有机化合物，在每种这样的情形下，都会在铜布线部分上形成深凹坑，很明显类似聚丙烯酸盐和聚乙烯醇的有机化合物不能抑制凹坑的形成。
实施例61-101和对比例9-10
抛光组合物的制备与组分
将平均粒径40nm的二氧化硅胶体用作研磨剂、甘氨酸作为加速抛光的化合物、苯并三唑作为防腐蚀剂、过氧化氢和表2所示的各种类型作为有机化合物(有机化合物1和2)，与水混合，使它们按如表2所示的比例混合，来制成实施例61-101和对比例9-10中的各抛光组合物。
在实施例61-73中，使用了两种类型的有机化合物，即有机化合物1是化学式(3)表示的二异丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚：
Figure C0212736000211
有机化合物2是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量：8000)，改变它们的用量，其他组分即二氧化硅胶体、甘氨酸、苯并三唑和过氧化氢分别是相同的。
在实施例74-97中，使用的有机化合物的用量与实施例64相同。在实施例74-79中，改变二氧化硅胶体的浓度，在实施例80-85中，改变甘氨酸的用量。此外，在实施例86-91中，改变苯并三唑的用量，在实施例92-97中，改变过氧化氢的用量，其他各组分的用量相同。
另外，在实施例98中，使用两种类型的有机化合物，即有机化合物1是式(4)表示的二异丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚：
Figure C0212736000221
有机化合物2是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量：8000)，它们的用量和其他组分的用量与实施例64相同。此外，在实施例99中，在实施例98中的有机化合物中，仅使用有机化合物1，在实施例100中，将实施例64的有机化合物中的有机化合物2改变成聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量：4000)，在实施例101中，增大实施例64所述的有机化合物、研磨剂和其他组分的用量(将实施例64中各组分的用量增大2倍)。
在对比例9中，没有加入研磨剂和有机化合物中的有机化合物2，在对比例10中，没有加入研磨剂。
此外，作为过氧化氢溶液，使用可买到的31％水溶液，它在抛光之前即时混入。但是，表2所示的过氧化氢的用量是组合物中的真实用量。
                                                                 表2
  编号   有机化合物1   有机化合物2   二氧化硅胶体   甘氨酸   BTA   过氧化氢   铜磨削速率   凹坑
  类型   g/L   类型   g/L   g/L   g/L   g/L   g/L   埃/分钟   埃
  实施例61   B   0.5   C   2   20   9   0.06   10   6500   600
  实施例62   B   1   C   2   20   9   0.06   10   6300   500
  实施例63   B   2   C   2   20   9   0.06   10   6200   450
  实施例64   B   5   C   2   20   9   0.06   10   6000   400
  实施例65   B   30   C   2   20   9   0.06   10   4800   380
  实施例66   B   50   C   2   20   9   0.06   10   4100   360
  实施例67   B   100   C   2   20   9   0.06   10   3000   350
  实施例68   B   5   -   0   20   9   0.06   10   6500   650
  实施例69   B   5   C   0.5   20   9   0.06   10   6300   550
  实施例70   B   5   C   1   20   9   0.06   10   6200   450
  实施例71   B   5   C   10   20   9   0.06   10   5100   380
  实施例72   B   5   C   30   20   9   0.06   10   3800   360
  实施例73   B   5   C   50   20   9   0.06   10   2500   350
  实施例74   B   5   C   2   0.3   9   0.06   10   2500   400
  实施例75   B   5   C   2   0.5   9   0.06   10   4000   400
  实施例76   B   5   C   2   5   9   0.06   10   5500   400
  实施例77   B   5   C   2   100   9   0.06   10   6500   500
  实施例78   B   5   C   2   200   9   0.06   10   7200   630
  实施例79   B   5   C   2   250   9   0.06   10   7500   700
  实施例80   B   5   C   2   20   1   0.06   10   900   300
  实施例81   B   5   C   2   20   2   0.06   10   2000   310
  实施例82   B   5   C   2   20   5   0.06   10   4500   350
  实施例83   B   5   C   2   20   15   0.06   10   6500   490
                                                            表2(续)
  编号   有机化合物1   有机化合物2   二氧化硅胶体   甘氨酸   BTA   过氧化氢   铜磨削速率   凹坑
  类型   g/L   类型   g/L   g/L   g/L   g/L   g/L   埃/分钟   埃
  实施例84   B   5   C   2   20   20   0.06   10   6700   570
  实施例85   B   5   C   2   20   30   0.06   10   7000   700
  实施例86   B   5   C   2   20   9   0.005   10   8500   800
  实施例87   B   5   C   2   20   9   0.01   10   7000   650
  实施例88   B   5   C   2   20   9   0.02   10   6500   500
  实施例89   B   5   C   2   20   9   0.1   10   5000   370
  实施例90   B   5   C   2   20   9   0.2   10   3500   360
  实施例91   B   5   C   2   20   9   0.3   10   2500   350
  实施例92   B   5   C   2   20   9   0.06   1   1800   350
  实施例93   B   5   C   2   20   9   0.06   2   2500   360
  实施例94   B   5   C   2   20   9   0.06   5   4500   380
  实施例95   B   5   C   2   20   9   0.06   20   5500   430
  实施例96   B   5   C   2   20   9   0.06   40   4500   480
  实施例97   B   5   C   2   20   9   0.06   50   4000   500
  实施例98   A   5   C   2   20   9   0.06   10   6100   450
  实施例99   A   5   -   0   20   9   0.06   10   7200   680
  实施例100   B   5   D   2   20   9   0.06   10   6300   450
  实施例101   B   10   C   4   40   18   0.08   20   5900   400
  对比例9   B   5   -   0   0   9   0.06   10   900   1200
  对比例10   B   5   C   2   0   9   0.06   10   800   800
*注释：在实际抛光中，所述组合物用水稀释2倍(1份水加入1份抛光组合物)
在表2中，A是化学式(3)表示的二异丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚，B是化学式(4)表示的二异丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚，此外，C是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量：8000)，D是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(分子量：4000)。
抛光测试
然后，使用实施例61-100和对比例9-10中的各抛光组合物，与上述实施例1等所述相同条件下，在待抛光物件的形成膜的表面上进行抛光。但是，在实施例101中，使用的组合物是用纯水稀释2倍的组合物(抛光组合物∶纯水＝1∶1)。
另外，与上述实施例1等所述方式相同，评价了磨削速率和铜布线部分上的凹坑，磨削速率和形成凹坑的评价结果如表2所示。
从表2可知，当表2中的化学式(4)表示的二异丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚B和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚C用作有机化合物时，可获得足够的铜磨削速率，铜布线部分上形成的凹坑小。此外，在实施例61-97中，其中二氧化硅胶体的浓度和有机化合物(有机化合物1和2)、甘氨酸、苯并三唑和过氧化氢的用量改变，也可获得良好的兼顾铜磨削速率和凹坑形成的结果。另外，在实施例68和93-100中，其中有机化合物的类型改变，或者使用表2中化学式(3)表示的二异丁基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚A或化学式(4)表示的B，在实施例101中，其中制备了高浓度组合物并在抛光之前即时稀释，也获得了同样的良好结果。
然而，在对比例1和2中，其中(对比例2中)虽然加入了有机化合物，但是没有加入研磨剂，很明显有铜磨削速率低的问题，因为没有了研磨剂的足够的机械抛光。此外，可以看出，在没有加入有机化合物的情形下，如表1中对比例1，铜布线部分上就会形成深凹坑。
如上所述，本发明的抛光组合物包含：
(a)至少一种选自二氧化硅和氧化铝的研磨剂；
(b)至少一种有机化合物，它选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和由式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物：
其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整数，
(c)至少一种选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和组氨酸的加速抛光的化合物；
(d)至少一种选自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蚀剂；
(e)过氧化氢；以及
(f)水。
由此就可以获得一种抛光组合物，在制备基材上有至少包括一层铜和一层含钽化合物的半导体器件的CMP过程中，使用它就可以在低铜化学侵蚀作用下抛光，即在抑制铜布线部分上的凹坑形成的同时，不削弱铜层的磨削速率。
在本发明的抛光组合物中，有机化合物(b)优选包含包含(b1)，至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物；还包含(b2)，至少一种选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有机化合物，由此，用这样的两种或更多种有机化合物就能够进一步提高上述效果。
在本发明的抛光组合物中，有机化合物(b)优选包含(b3)，由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物；和(b2)，至少一种选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有机化合物，由此，就能够包含效果更好的有机化合物，进一步增强上述效果。
在本发明的抛光组合物中，由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物优选是由式(2)表示的二烷基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚：
Figure C0212736000262
其中R1和R2各是C1-10烷基，m和n各是1-20正整数，由此就能够获得上述效果。
此外，本发明的抛光方法是这样的方法，它包括用上述抛光组合物，抛光具有形成于基材上的至少一层铜和一层含钽化合物的半导体器件，由此抛光就能够在不削弱铜层磨削速率，在抑制铜布线部分上凹坑的形成的同时进行，因为所述抛光组合物含有至少一种选自乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚和式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物。
2001年7月23日提交的日本专利申请№2001-220803和2002年4月30日提交的日本专利申请№2002-128372的全部内容，包括说明书、权利要求、附图和概述均参考包括于此。

Claims (5)

1.一种抛光组合物，它包含：
(a)至少一种选自二氧化硅和氧化铝的研磨剂，该研磨剂在抛光组合物中的浓度为0.3-250g/L；
(b)式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物：
Figure C021273600002C1
其中R1-R6各是H或C1-10烷基，X和Y各是乙烯氧基或丙烯氧基，m和n各是1-20的正整数，该化合物在抛光组合物中的浓度为0.5-100g/L；和任选的至少一种有机化合物，该有机化合物选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚，其中聚环氧乙烷或聚环氧丙烷在抛光组合物中的浓度为1-200g/L，聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、或聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚在抛光组合物中的浓度为1-50g/L；
(c)至少一种选自柠檬酸、草酸、酒石酸、甘氨酸、α-丙氨酸和组氨酸的加速抛光的化合物，在抛光组合物中的浓度为1-30g/L；
(d)至少一种选自苯并三唑、苯并咪唑、三唑、咪唑和甲苯三唑的防腐蚀剂，在抛光组合物中的浓度为0.005-0.3g/L；
(e)过氧化氢，在抛光组合物中的浓度为1-50g/L；以及
(f)水。
2.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于所述有机化合物(b)包含(b1)，至少一种选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物的有机化合物；还包含(b2)，至少一种选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有机化合物。
3.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于所述有机化合物(b)包含(b3)，由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物；和(b2)，至少一种选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚的有机化合物。
4.如权利要求1-3中任一项所述抛光组合物，其特征在于由上式(1)表示的具有C≡C三键的聚氧化烯加聚物是由式(2)表示的二烷基二甲基丁炔二醇聚氧乙烯醚：
Figure C021273600003C1
其中R1和R2各是C1-10烷基，m和n各是1-20正整数。
5.一种抛光方法，它包括用权利要求1-4中任一项所述的抛光组合物抛光半导体器件，该半导体器件包含形成于基材上的至少一层铜和一层含钽化合物。
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