CN1733856A - 浆料、使用该浆料的化学机械抛光方法以及使用该浆料形成金属布线的方法 - Google Patents

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Abstract

一种浆料、使用该浆料的化学机械抛光(CMP)方法以及使用该浆料形成金属布线的方法。该浆料可以包括抛光剂、氧化剂和保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂。CMP方法和形成金属布线的方法可以采用具有包括至少一种缺陷抑制剂的至少一种浆料的一种或两种浆料。

Description

浆料、使用该浆料的化学机械抛光方法以及 使用该浆料形成金属布线的方法
优先权声明
本申请根据35U.S.C.§119(a)要求2004年8月3日申请的韩国专利申请号2004-0061226的权益，在此将其内容全部引入作为参考。
背景技术
包括铝合金的铝是用于形成半导体器件的布线或栓塞的导电材料之一。铝合金可以定义为铝是主要成分的任意组合物。
通常，可以使用溅射方法或CVD方法淀积铝膜，以及可以通过使用反应离子刻蚀(RIE)方法刻蚀铝膜形成铝图形。常规RIE方法的缺点可以包括由于热应力在铝布线图形中的桥接问题和/或空隙。
最近，金属镶嵌工艺已经广泛地用于形成铝布线。常规的金属镶嵌工艺是其中可以通过化学机械平整或化学机械抛光(CMP)在使互连金属线互相分离的电介质中描绘互连金属线的工艺。在常规金属镶嵌工艺中，互连图形可以被光刻地限定在介质层中，金属被淀积，以填充所得的沟槽，以及通过CMP除去过量的金属。在图1-5中示出了用于形成金属布线如铝布线或铜布线的常规金属镶嵌工艺。
如图1所示，常规金属镶嵌工艺可以包括在衬底10上淀积内部金属介质层(IMD)12，以及通过构图IMD 12限定用于形成金属布线的区域14，如图2所示。
如图3所示，常规金属镶嵌工艺还可以包括形成阻挡金属层16，在阻挡金属层16上淀积厚铝膜18，如图4所示，以及使用CMP工艺除去IMD 12的上表面上的铝膜18和阻挡金属层16，如图5所示。
在如上所述的用于形成铝布线的常规金属镶嵌工艺中，CMP工艺可能影响铝布线的一种或多种电性能。更具体，CMP浆料的去除速率选择能力可以是可能影响铝布线的电性能的因数。
当铝膜相对于氧化硅膜的去除速率选择能力，如铝膜16相对于图1-5的内部金属介质(IMD)层12的去除速率选择能力较低时，在CMP工序过程中，铝膜16可能被过刻蚀。过刻蚀可能导致金属镶嵌铝布线的表面区域，这可能增加铝布线的电阻。由此，通过半导体器件的铝布线传送信号的速度可能变得更慢，以及最终可能降低半导体器件的整体性能。
如上所述，金属膜如铝膜相对于氧化硅膜的低去除速率选择能力可能引起铝膜的过刻蚀，减小铝布线的表面面积，增加铝布线的电阻，减小通过半导体器件的铝布线传送的信号速度，和/或降低半导体器件的整体性能。
反之，金属膜相对于氧化硅膜的高去除速率选择能力可能导致缺陷，如划痕、腐蚀和/或下凹。图6所示的划痕缺陷可能是由铝膜表面上的抛光剂引起的损坏所导致的表面粗糙。当划痕缺陷更严重时在铝膜的表面上可能发生图7所示的下凹缺陷。当由于铝离子与其他材料化学反应脱离铝膜时可能发生图8所示的腐蚀缺陷。
上述缺陷可能是由金属例如铝的软性能引起的，该金属具有相对低的硬度和对应力的抵抗性。铝膜上的划痕、腐蚀或下凹不仅可以减小金属的反射指数，而且也可以减小金属布线的可靠性，在最坏情况可能导致金属布线断开。
发明内容
本发明的例子实施例涉及一种用于抛光金属膜如铝膜的化学机械抛光(CMP)方法的浆料，该浆料提供金属膜相对于其它薄膜如氧化硅膜的高去除速率选择能力，涉及一种使用该浆料的CMP方法以及一种使用该CMP方法形成铝布线的方法。
本发明的例子实施例涉及一种用于铝膜的CMP浆料，该CMP浆料可以减小或防止金属膜如铝膜的表面上的划痕、下凹、腐蚀和/或缺陷，涉及一种使用该浆料的CMP方法，以及一种使用该CMP方法形成铝布线的方法。
本发明的例子实施例涉及一种用于铝膜的CMP浆料，该CMP浆料可以减小或防止金属膜如铝膜的表面上的凹陷和/或侵蚀缺陷，涉及一种使用该浆料的CMP方法，以及一种使用该CMP方法形成铝布线的方法。
本发明的例子实施例涉及一种金属膜如铝膜相对于其它薄膜如氧化硅膜的高去除速率选择能力，减小或防止金属层的表面形成划痕、下凹和/或腐蚀缺陷和/或减小或防止金属层的表面形成凹陷和/或侵蚀缺陷。
本发明的例子实施例涉及浆料、使用该浆料的化学机械抛光(CMP)方法以及使用该浆料形成金属布线的方法。在例子实施例中，浆料可以包括抛光剂、氧化剂和保护金属膜得到至少一种缺陷抑制剂。在例子实施例中，CMP方法和形成金属布线的方法可以采用具有包括至少一种缺陷抑制剂的至少一种浆料的一种或两种浆料。
在例子实施例中，本发明涉及一种浆料，可以包括抛光剂、氧化剂、和保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂。
在例子实施例中，本发明涉及一种用于在半导体衬底上形成的金属膜的化学机械抛光(CMP)方法，该方法包括制备一种包括抛光剂、氧化剂以及保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂的浆料，以及使用该浆料执行金属膜的化学机械抛光(CMP)。
在例子实施例中，本发明涉及一种用于在半导体衬底上形成的金属膜的化学机械抛光(CMP)方法，该方法包括制备包括抛光剂和氧化剂的第一浆料，使用第一浆料执行金属膜的化学机械抛光(CMP)，制备一种包括抛光剂、氧化剂以及保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂的第二浆料，以及使用第二浆料执行金属膜的化学机械抛光(CMP)。
在例子实施例中，本发明涉及一种用于形成金属布线的方法，包括在半导体衬底上形成内部金属介质层，构图内部金属介质层，以限定用于布线的区域，在构图的内部金属介质层上形成阻挡金属层，通过在阻挡金属层上淀积金属从而形成金属膜，以及使用包括抛光剂、氧化剂以及保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂的浆料抛光金属膜，以形成金属布线。
在例子实施例中，本发明涉及一种用于形成金属布线的方法，包括在半导体衬底上形成内部金属介质层，构图内部金属介质层，以限定用于布线的区域，在构图的内部金属介质层上形成阻挡金属层，通过在阻挡金属层上淀积金属从而形成金属膜，使用包括抛光剂和氧化剂的第一浆料抛光金属膜，以及使用包括抛光剂、氧化剂和保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂的第二浆料抛光金属膜，以形成金属布线。
附图说明
从下面给出的详细描述和附图将更全面地理解本发明，下面给出的详细描述和附图仅仅用于说明的目的，因此不限制本发明。
图1-5说明常规的金属镶嵌工艺。
图6说明通过常规浆料抛光的铝膜上的划痕，该常规浆料具有铝膜相对于氧化硅的高去除速率选择能力。
图7说明通过常规浆料抛光的铝膜上的下凹，该常规浆料具有铝膜相对于氧化硅的高去除速率选择能力。
图8说明通过常规浆料抛光的铝膜上的腐蚀，该常规浆料具有铝膜相对于氧化硅的高去除速率选择能力。
图9说明例子的ζ电位，带负电微粒。
图10说明作为用于铝晶片、硅晶片和四乙基原硅酸酯(TEOS)晶片的pH函数的ζ电位。
图11说明聚合物的分解可以变为阴离子和变为阳离子，阴离子通过吸附在金属层的表面上形成钝化层，阳离子酸化CMP浆料溶液。
图12A和12B分别说明在使用常规浆料和使用根据本发明的例子实施例的浆料的CMP之后第一器件的铝表面。
图13A和13B分别说明在使用常规浆料和使用根据本发明的例子实施例的浆料的CMP之后第一器件的铝表面。
图14-16分别说明使用一种常规浆料和使用根据本发明的例子实施例的两种浆料形成的金属膜。
图17说明根据本发明使用包括研磨剂、氧化剂和至少一种缺陷抑制剂的浆料执行CMP的例子方法。
图18说明根据本发明使用包括研磨剂和氧化剂的第一浆料和包括研磨剂、氧化剂和至少一种缺陷抑制剂的第二浆料执行CMP的另一例子方法。
图19-21说明根据本发明的例子实施例通过用两种CMP浆料抛光从而形成金属膜，如铝膜。
图22说明根据本发明使用包括研磨剂、氧化剂和至少一种缺陷抑制剂的浆料形成金属布线的例子方法。
图23说明根据本发明使用包括研磨剂和氧化剂的第一浆料和包括研磨剂、氧化剂和至少一种缺陷抑制剂的第二浆料形成金属布线的另一例子方法。
应当注意这些图是用来说明本发明的例子实施例的方法和器件的一般性能，用于在此这种例子实施例的描述。但是这些附图不按比例以及不可能精确地反映任意给定实施例的性能，以及不应该解释为限定或限制例子实施例的数值范围或性能在本发明的范围内。
具体地，为了清楚可以减小或放大层或区域的相对厚度和位置。此外，当一个层直接形成在参考层或衬底上或形成在其他层上或覆盖参考层的图形上时，该层被认为是形成在另一层或衬底上。
具体实施方式
本发明的例子实施例提供一种供CMP工艺和/或形成金属布线的方法使用的浆料组合物，具有高去除速率选择能力，该浆料组分包括通过吸附在金属层的表面上，提供对金属层如铝层保护层-形成功能的化合物，由此减小或防止在金属的表面上形成缺陷，如划痕、下凹、腐蚀、凹陷和/或侵蚀。
该化合物通过产生具有负电荷(-)的阴离子可以为金属层提供保护层-形成功能，阴离子吸附在具有正(+)电荷的阳离子的金属层表面上，以形成保护层。化合物也可以产生阳离子，例如H+离子，增加CMP浆料溶液的酸性。
在CMP浆料溶液中的化合物与金属层的吸附性可以随着pH减小而增加，因为金属层和CMP浆料溶液之间的ζ电位(zeta potential)随pH减小而增加。
图9说明例子的ζ电位，带负电微粒。带负电荷的微粒具有带负电荷表面。在接近微粒的溶液(例如，水)中，是大部分正离子的第一层然后大部分负离子的第二层。第一和第二层是不能移动的离子。随着与微粒距离进一步增加，正和负离子的混合物接近体流体中的正和负离子的混合物。如图9所示，外圆圈是其周围正和负离子的混合物相等地分布的地方。
在微粒的表面处(赫姆霍兹电偶层(Helmholtz double layer))的两个外壳中离子的移动被大大地限制。它们伴随微粒和损耗一些其电荷。在这些两个外壳之后，存在“滑动(slip)平面”。在体流体和其保持吸引的离子的微粒之间的电荷中ζ电位是不同的。ζ电位取决于被分析的溶液的离子浓度、pH、粘滞度以及介电常数。
图10说明作为铝晶片、硅晶片以及四乙基原硅酸酯(TEOS)晶片的pH函数的ζ电位。
具有羧基的聚合物是适合的化合物，可以产生在金属层的表面上吸附的阴离子和使CMP浆料溶液酸化的氢离子。如图11所示，在CMP浆料溶液中聚合物可以分裂为羧酸根阴离子(COO-)，以通过吸附在铝层18的表面上形成钝化层，以及酸化CMP浆料溶液的氢离子(H+)。
在例子实施例中，浆料包括研磨剂、氧化剂pH控制器和/或一种或多种缺陷抑制剂。在一个例子实施例中，研磨剂可以是0.5至20重量％(包含)的硅石，例如胶状的硅石和/或烘制的硅石。
在例子实施例中，氧化剂可以是0.5至5重量％(包含)的过氧化氢(H2O2)和/或过硫酸铵(NH4)2S2O8。
在一个例子实施例中，pH控制器是H3PO4、HNO3和H2SO4的一种或多种。在一个例子实施例中，pH处于酸区域，因为在酸区域中ζ电位是正性的。在一个例子实施例中，pH小于7。在例子实施例中，pH是2-4(包含)。
在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以是具有羧基的聚合物。例子包括聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸共马来酸(PAMA)、其盐以及其混合物。在一个例子实施例中，另一种缺陷抑制剂可以包括0.01至20重量％(包含)的螯合剂。例子包括乙二胺四乙酸(EDTA)、次氨三乙酸(NTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、甲基甘氨酸双乙酸(MGDA)、其盐以及其混合物。
在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以在金属膜上形成保护层。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以吸附在金属膜上。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以包括聚合物，进一步包括羧基。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以包括共聚合物，进一步包括丙烯酸。
在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的0.01-20重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的0.01-10％重量(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的10-20％重量(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的0.01-5重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的5-10重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的10-15％重量(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的15-20重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的0.01-3重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料的总重量的0.01-1重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的0.01-0.5重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的0.01-0.1重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的0.01-0.05重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料的总重量的0.1-0.5重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一的含量可以在浆料总重量的0.2-0.3重量％(包含)的范围内。
在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以包括选自由PAA、PAMA、其盐以及其混合物构成的组的至少一种材料。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以包括PAA盐或PAMA盐。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以包括PAA或PAMA。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一降低浆料的pH。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一可以包括H+离子。在一个例子实施例中，缺陷抑制剂之一减少划痕、腐蚀、下凹、凹陷和/或侵蚀的至少一种。
在另一个例子实施例中，另一种缺陷抑制剂可以是螯合剂。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.01-20重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.01-10重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的10-20重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.01-5重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的5-10重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的10-15重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的15-20重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.01-3重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.01-1重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.01-0.5重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.01-0.3重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.01-0.2重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.05-0.15重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，螯合剂的含量可以在浆料总重量的0.2-0.3重量％(包含)的范围内。
在一个例子实施例中，螯合剂可以包括选自由EDTA、NTA、DTPA、HEDTA、MGDA、其盐以及其混合物构成的组的至少一种材料。在另一个例子实施例中，另一种缺陷抑制剂减少划痕、腐蚀、下凹、凹陷和/或侵蚀的至少一种。
在一个例子实施例中，研磨剂(或抛光剂)的含量可以在浆料总重量的0.5-20重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，研磨剂(或抛光剂)可以包括选自由胶状的硅石和烘制的硅石(fumed silica)构成的组的至少一种材料。
在一个例子实施例中，氧化剂(oxidizer)(或氧化剂(oxidant))的含量可以在浆料总重量的0.5-5重量％(包含)的范围内。在一个例子实施例中，氧化剂(oxidizer)(或氧化剂(oxidant))可以包括选自由过氧化氢和过硫酸铵构成的组的至少一种材料。
在一个例子实施例中，pH控制器控制浆料的pH。在一个例子实施例中，pH控制器可以包括选自由H3PO4、HNO3和H2SO4构成的组的至少一种材料。在一个例子实施例中，pH控制器降低浆料的pH和增加金属膜和浆料之间的金属膜的ζ电位。
在一个例子实施例中，金属膜是铝或铝合金膜，或铜或铜合金膜。在一个例子实施例中，可以使用金属膜形成布线或栓塞。
为了测试具有羧基的缺陷抑制剂的效果，在铝CMP工艺中有选择地使用根据本发明的例子实施例包括10重量％的胶状硅石、1重量％的过氧化氢、0.1重量％的EDTA和0.25重量％的PAMA(包括羧基的缺陷抑制剂)的浆料和包括10重量％的胶状硅石、1重量％的过氧化氢、0.1重量％的EDTA和0.25重量％的聚乙烯亚胺(PEI)的常规CMP浆料。用于第一器件(FN73)的金属线的图12A和12B和用于第二器件的金属线(L13)的图13A和13B示出了该结果。
为了测试包括螯合剂的缺陷抑制剂的效果，在铝CMP工艺中有选择地使用，根据本发明的例子实施例包括10重量％的胶状硅石、1重量％的过氧化氢、0.25重量％的PAMA的浆料和根据本发明的例子实施例包括10重量％的胶状硅石、1重量％的过氧化氢、0.25重量％的PAMA以及0.1重量％的EDTA的另一种浆料。在图14，15和16中分别示出了该结果。
由图14、15和16表示的测试表明与包括PEI和EDTA的常规CMP浆料相比，仅仅包括PAMA作为缺陷抑制剂的CMP浆料总体上可以导致更少的缺陷，但是可能导致更多划痕缺陷。包括PAMA和EDTA的CMP浆料可以进一步降低划痕缺陷。结果，通过使用包括第一缺陷抑制剂如PAMA和第二缺陷抑制剂如EDTA的浆料可以进一步减少由CMP抛光在金属表面产生的缺陷。
本发明的例子实施例通过形成保护层和/或减小金属层的去除速率减少或防止在金属层的表面上形成缺陷，如划痕、下凹、腐蚀、凹陷和/或侵蚀。
在例子实施例中，根据本发明的CMP浆料通常可以用于抛光金属层的表面，以便在金属镶嵌图形处保持金属布线，因此露出内部金属介质层的表面。如图17所示，根据本发明执行CMP的例子方法可以包括在1004，制备如上所述包括研磨剂、氧化剂和至少一种缺陷抑制剂的浆料，以及在1006，用浆料执行CMP。
在例子实施例中，浆料的去除速率选择能力为20-1∶1。在另一例子实施例中，浆料的去除速率选择能力为17-1.5∶1。
在另一例子实施例中，根据本发明的CMP浆料通常用作执行第一CMP之后抛光金属层表面的第二CMP浆料，以便在金属镶嵌图形处保持金属布线，因此露出内部金属介质层的表面。如图18所示，根据本发明执行CMP的例子方法可以包括，在1000，制备包括研磨剂和氧化剂的第一浆料，在1002，用第一浆料执行CMP，在1004，制备如上所述包括研磨剂、氧化剂和至少一种缺陷抑制剂的第二浆料，在1006，用第二浆料执行CMP。
在一个例子实施例中，第一浆料的去除速率选择能力大于第二浆料的去除速率选择能力。在另一例子实施例中，第一浆料的去除速率选择能力大于50∶1，以及第二浆料的去除速率选择能力为20-1∶1。在另一例子实施例中，第二浆料的去除速率选择能力为17-1.5∶1。
图19-21说明铝膜18的形成，用可能引起表面缺陷的第一CMP浆料执行CMP抛光，以及用第二CMP浆料抛光，如根据本发明的例子实施例的浆料，以除去或减少由第一CMP浆料引起的表面缺陷。
在一个例子实施例中，根据本发明的CMP浆料可以用来形成金属布线。如图22所示，根据本发明形成金属布线的例子方法可以包括，在1100，形成IMD层如IMD12，在1102，构图IMD层，在1104，在构图的IMD层上形成阻挡金属层，如阻挡金属层16，在1106，在阻挡金属层上形成金属膜如铝膜18，以及在1110，用包括研磨剂、氧化剂和至少一种缺陷抑制剂的浆料抛光金属膜。
在一个例子实施例中，内部金属介质层是氧化硅层和氮化硅层之一。在另一例子实施例中，通过溅射或化学气相淀积(CVD)淀积金属膜。
在例子实施例中，浆料的去除速率选择能力为20-1∶1。在另一例子实施例中，浆料的去除速率选择能力为17-1.5∶1。
在另一例子实施例中，根据本发明的CMP浆料通常用作执行第一CMP之后抛光金属层表面的第二CMP浆料，以便在金属镶嵌图形处保持金属布线，因此露出内部金属介质层的表面。如图23所示，根据本发明形成金属布线的例子方法可以包括，在1100，形成IMD层如IMD12，在1102，构图IMD层，在1104，在构图的IMD层上形成阻挡金属层，如阻挡金属层16，在1106，在阻挡金属层上形成金属膜如铝膜18，以及在1108，用包括研磨剂和氧化剂的第一浆料抛光金属膜，以及在1110，用包括研磨剂、氧化剂和至少一种缺陷抑制剂的第二浆料抛光金属膜。
在一个例子实施例中，内部金属介质层是氧化硅层和氮化硅层之一。在另一例子实施例中，通过溅射或化学气相淀积(CVD)淀积金属膜。
在一个例子实施例中，第一浆料的去除速率选择能力大于第二浆料的去除速率选择能力。在另一例子实施例中，第一浆料的去除速率选择能力大于50∶1，以及第二浆料的去除速率选择能力为20-1∶1。在另一例子实施例中，第二浆料的去除速率选择能力为17-1.5∶1。
在一个例子实施例中，可以通过除去第一抛光过程中引起的缺陷如划痕、腐蚀和下凹在第二抛光过程中精制金属布线的表面。
尽管上面阐述的本发明的例子实施例，描述具有羧基的聚合物，但是可以产生在金属层的表面上吸附的阴离子和/或酸化CMP浆料溶液的氢离子的任意化合物将是适合的。
尽管上面阐述的本发明的例子实施例，描述聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸共马来酸(PAMA)、其盐和其混合物，但是具有可以产生在金属层的表面上吸附的阴离子和/或酸化CMP浆料溶液氢离子的任意化合物将是适合的。
尽管上面阐述的本发明的例子实施例，描述研磨剂为硅石，如胶状的硅石和/或烘制的硅石，但是任意研磨剂将是适合的。
尽管上面阐述的本发明的例子实施例，描述氧化剂为过氧化氢(H2O2)和/或过硫酸铵(NH4)2S2O8，但是任意氧化剂将是适合的。
尽管上面阐述的本发明的例子实施例，描述pH控制器为H3PO4、HNO3和H2SO4的一种或多种，但是任意pH控制器将是适合的。
尽管上面阐述本发明的例子实施例，描述螯合剂为乙二胺四乙酸(EDTA)、次氨三乙酸(NTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、甲基甘氨酸双乙酸(MGDA)、其盐以及其混合物，但是任意螯合剂将是适合的。
在本发明的例子实施例可以减少各种区域中的缺陷，如划痕、下凹、腐蚀、侵蚀和/或凹陷。这些区域可以包括部件被更致密地封装的区域和具有大的开路部件的其他区域，如键合焊盘。更具体地，这些区域可以包括具有隔离薄线、隔离宽线、致密薄线、致密宽线或其组合的区域。
对所属领域的技术人员来说在此在不脱离本发明的范围的条件下在上述例子实施例中可以进行其他改变和改进是显而易见的，以及它打算以上描述中包含的所有问题都应该解释说明性而不是限制意义的。

Claims (68)

1.一种用于金属膜的化学机械抛光(CMP)方法的浆料，包括：
抛光剂；
氧化剂；以及
保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂。
2.根据权利要求1的浆料，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种在金属膜上形成保护层。
3.根据权利要求1的浆料，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种吸附在金属膜的表面上。
4.根据权利要求1的浆料，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括聚合物，该聚合物进一步包括羧基。
5.根据权利要求4的浆料，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括共聚合物，该共聚合物进一步包括丙烯酸。
6.根据权利要求5的浆料，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种的含量处于浆料总重量的0.01-20重量％(包含)的范围内。
7.根据权利要求4的浆料，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括选自由PAA、PAMA、其盐以及其混合物构成的组的至少一种材料。
8.根据权利要求7的浆料，还包括螯合剂。
9.根据权利要求8的浆料，其中螯合剂的含量处于浆料总重量的0.01-20重量％(包含)的范围内。
10.根据权利要求8的浆料，其中螯合剂包括选自由EDTA、NTA、DTPA、HEDTA、MGDA、其盐以及其混合物构成的组的至少一种材料。
11.根据权利要求1的浆料，其中抛光剂的含量处于浆料总重量的0.5-20重量％(包含)的范围内。
12.根据权利要求11的浆料，其中抛光剂包括选自由胶状的硅石和烘制的硅石构成的组的至少一种材料。
13.根据权利要求1的浆料，其中氧化剂的含量处于浆料总重量的0.5-5重量％(包含)的范围内。
14.根据权利要求13的浆料，其中氧化剂包括选自由过氧化氢和过硫酸铵构成的组的至少一种材料。
15.根据权利要求7的浆料，还包括用于控制浆料的pH的pH控制器。
16.根据权利要求15的浆料，其中pH控制器包括选自由H3PO4、HNO3和H2SO4构成的组的至少一种材料。
17.根据权利要求15的浆料，其中pH控制器降低浆料的pH和增加金属膜和浆料之间的金属膜的ζ电位。
18.根据权利要求7的浆料，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种还降低浆料的pH。
19.根据权利要求18的浆料，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种还包括H+离子。
20.根据权利要求1的浆料，其中金属膜是铝或铝合金膜。
21.根据权利要求1的浆料，其中金属膜形成布线或栓塞。
22.一种用于在半导体衬底上形成的金属膜的化学机械抛光(CMP)方法，该方法包括：
制备包括抛光剂、氧化剂和保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂的浆料；以及
使用该浆料执行金属膜的化学机械抛光(CMP)。
23.根据权利要求22的方法，其中浆料的去除速率选择能力是20-1∶1。
24.根据权利要求23的方法，其中浆料的去除速率选择能力是17-1.5∶1。
25.根据权利要求22的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种在金属膜上形成保护层。
26.根据权利要求22的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种吸附在金属膜的表面上。
27.根据权利要求22的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括聚合物，该聚合物进一步包括羧基。
28.根据权利要求27的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括共聚合物，该共聚合物进一步包括丙烯酸。
29.根据权利要求28的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种的含量处于浆料总重量的0.01-20重量％(包含)的范围内。
30.根据权利要求27的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括选自由PAA、PAMA、其盐以及其混合物构成的组的至少一种材料。
31.根据权利要求30的方法，还包括螯合剂。
32.根据权利要求31的方法，其中螯合剂的含量处于浆料总重量的0.01-20重量％(包含)的范围内。
33.根据权利要求31的方法，其中螯合剂包括选自由EDTA、NTA、DTPA、HEDTA、MGDA、其盐以及其混合物构成的组的至少一种材料。
34.根据权利要求22的方法，其中抛光剂的含量处于浆料总重量的0.5-20重量％(包含)的范围内。
35.根据权利要求34的方法，其中抛光剂包括选自由胶状的硅石和烘制的硅石构成的组的至少一种材料。
36.根据权利要求22的方法，其中氧化剂的含量处于浆料总重量的0.5-5重量％(包含)的范围内。
37.根据权利要求36的方法，其中氧化剂包括选自由过氧化氢和过硫酸铵构成的组的至少一种材料。
38.根据权利要求30的方法，还包括用于控制浆料的pH的pH控制器。
39.根据权利要求38的方法，其中pH控制器包括选自由H3PO4、HNO3和H2SO4构成的组的至少一种材料。
40.根据权利要求38的方法，其中pH控制器降低浆料的pH和增加金属膜和浆料之间的金属膜的ζ电位
41.根据权利要求30的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种进一步降低浆料的pH。
42.根据权利要求41的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括H+离子。
43.根据权利要求22的方法，其中金属膜是铝或铝合金膜。
44.根据权利要求22的方法，其中金属膜形成布线或栓塞。
45.一种用于在半导体衬底上形成的金属膜的化学机械抛光(CMP)方法，该方法包括：
制备包括抛光剂和氧化剂的第一浆料；
使用第一浆料执行金属膜的化学机械抛光(CMP)；
制备包括抛光剂、氧化剂和保护金属膜的至少一种缺陷抑制剂的第二浆料；以及
使用第二浆料执行金属膜的化学机械抛光(CMP)。
46.根据权利要求45的方法，其中第一浆料的去除速率选择能力大于第二浆料的去除速率选择能力。
47.根据权利要求46的方法，其中第一浆料的去除速率选择能力是＞50∶1，以及第二浆料的去除速率选择能力是20-1∶1。
48.根据权利要求47的方法，其中第二浆料的去除速率选择能力是17-1.5∶1。
49.根据权利要求45的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种在金属膜上形成保护层。
50.根据权利要求45的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种吸附在金属膜的表面上。
51.根据权利要求45的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括聚合物，该聚合物进一步包括羧基。
52.根据权利要求51的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括共聚合物，共聚合物进一步包括丙烯酸。
53.根据权利要求52的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种的含量处于浆料总重量的0.01-20重量％(包含)的范围内。
54.根据权利要求51的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括选自由PAA、PAMA、其盐以及其混合物构成的组的至少一种材料。
55.根据权利要求54的方法，还包括螯合剂。
56.根据权利要求55的方法，其中螯合剂的含量处于浆料总重量的0.01-20重量％(包含)的范围内。
57.根据权利要求55的方法，其中螯合剂包括选自由EDTA、NTA、DTPA、HEDTA、MGDA、其盐以及其混合物构成的组的至少一种材料。
58.根据权利要求45的方法，其中抛光剂的含量处于浆料总重量的0.5-20重量％(包含)的范围内。
59.根据权利要求58的方法，其中抛光剂包括选自由胶状的硅石和烘制的硅石构成的组的至少一种材料。
60.根据权利要求45的方法，其中氧化剂的含量处于浆料总重量的0.5-5重量％(包含)的范围内。
61.根据权利要求60的方法，其中氧化剂包括选自由过氧化氢和过硫酸铵构成的组的至少一种材料。
62.根据权利要求54的方法，还包括用于控制浆料的pH的pH控制器。
63.根据权利要求62的方法，其中pH控制器包括选自由H3PO4、HNO3和H2SO4构成的组的至少一种材料。
64.根据权利要求62的方法，其中pH控制器降低浆料的pH和增加金属膜和浆料之间的金属膜的ζ电位。
65.根据权利要求54的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种进一步降低浆料的pH。
66.根据权利要求65的方法，其中至少一种缺陷抑制剂的第一种包括H+离子。
67.根据权利要求45的方法，其中金属膜是铝或铝合金膜。
68.根据权利要求45的方法，其中金属膜形成布线或栓塞。
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