TWI326705B - Composition and method for planarizing surfaces - Google Patents

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TWI326705B TW095136319A TW95136319A TWI326705B TW I326705 B TWI326705 B TW I326705B TW 095136319 A TW095136319 A TW 095136319A TW 95136319 A TW95136319 A TW 95136319A TW I326705 B TWI326705 B TW I326705B
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Description

1326705 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種化學-機械研磨組合物及一種使用其 . 研磨一基板之方法。 . 【先前技術】 用於平坦化或研磨基板表面之組合物及方法在此項技術 中已為吾人所熟知。研磨漿通常含有於水溶液中之研磨材 • 料，且藉由使一表面與經研磨漿組合物飽和之研磨墊接觸 而施用至該表面上。 在使半導體晶圓中之銅層平坦化方面，習知研磨組合物 通常不完全令人滿意。為滿足工業需求，重點在使用具有 高研磨效率及移除率且得到具有最小表面缺陷之高品質研 磨之研磨組合物。然而，用於銅之先前技術研磨浆之研磨 率不太理想，不能滿足產量需求。 一種增加用於銅層之研磨率之方法為使用更具侵蝕性之 # 研磨劑，諸如氧化鋁顆粒。已有若干類型之氧化鋁，包括 «·氧化銘、γ_氧仙及氧化紹。γ_氧化減θ_氧化紹用於 研磨銅的用途在此項技術中已為吾人所熟知。參見(例如) 美國專利第6,521，574號及美國專利第6,436,811號。然而， α氧化鋁顆粒（氧化鋁顆粒之最具侵蝕性的類型）通常用於 研磨諸如貝金屬之不易受到痕之較堅硬基板。參見美國專 利申'^公開案第2002/0111027 Α1號。 已使用多種策略以藉由利^•氧化銘以獲得高移除率並 同時使刮痕及腐姓最小化。例如，如在美國專利申請公開 113363.doc 1326705 案第2003/0006396 A1號中所說明，在研磨期間，α·氧化鋁 顆粒可用界面活性劑塗佈以使到痕最小化。更普遍地研 磨漿將含有由α-氧化鋁顆粒及較少研磨劑固體組成之固體 • 的混合物。參見（例如）美國專利第5,693,239號、美國專利 • 第6，钩4，139號、美國專利申請公開案第2〇〇4/〇η5944幻 號、美國專利申請公開案第2004/0157535 A1號及美國專 利申請公開案第2003/0181142 A1號。 φ 仍需要用於研磨含銅基板之其他組合物及方法。本發明 提供此等組合物及方法。 【發明内容】 本發明提供一種用於研磨一在表面上具有含銅薄膜之基 板的化學·機械研磨組合物，其包含0.01重量。/。至20重量％ 之α-氧化鋁顆粒’其中該等心氧化鋁顆粒具有2〇〇 ηπι或更 小之平均直徑’且80%之α-氧化鋁顆粒具有5〇〇 nm或更小 之直徑；（b)有機酸；（c)腐蝕抑制劑；及（d)水《本發明進 • 一步提供一種將表面上具有含銅薄膜之基板予以化學-機 械研磨的方法’其包含⑴使基板與一研磨墊及化學-機械 研磨組合物接觸，該化學-機械研磨組合物包含0)〇.〇1重 量0/。至20重量％之α-氡化鋁顆粒，其中該等α_氧化鋁顆粒 具有200 nm或更小之平均直徑，且8〇%之α·氧化鋁顆粒具 有500 nm或更小之直徑；有機酸；腐蝕抑制劑；及 (d)水；（ii)相對於該基板移動該研磨墊與其間之化學-機械 研磨組合物；及（iii)磨除該基板之至少一部分以研磨該基 板0 113363.doc 1326705 另外，本發明提供一種用於研磨_在表面上具有含銅薄 膜之基板的化學-機械研磨組合物，其包含（a)〇〇1重量％至 20重量％之《•氡化铭懸；⑻有機酸；⑷三嗤與笨并三嗤 之雙重腐蝕抑制劑，其中三唑與笨幷三唑之重量百分比為 0.1至4.8 ;及⑷水。本發明進一步提供一種化學機械研磨 一在表面上具有含銅薄膜之基板的方法，⑴使一基板與一 研磨墊及化學-機械研磨組合物接觸，該化學_機械研磨組 合物包含（a)O.Ol重量％至20重量％之心氧化鋁顆粒；（…有 機酸；（c)三唑與苯幷三唑之雙重腐蝕抑制劑，其中三唑與 笨幷三唑之重量百分比為^丨至々；；及（d)水；（Η)相對於該 基板移動該研磨墊與其間的化學_機械研磨組合物；及（丨⑴ 磨除該基板的至少一部分以研磨該基板。 【實施方式】 本發明提供一種用於研磨一在表面上具有含銅薄臈之基 板的化學-機械研磨組合物，其包含“)〇[_氧化鋁顆粒；（b) 有機酸；（C)腐蝕抑制劑；及（d)水。在研磨表面上具有含 銅薄膜之基板中，該研磨組合物理想地容許減少刮痕及腐 蝕，同時容許提高移除率。 該研磨組合物包含含α_氧化鋁顆粒之研磨劑。該等α氧 化銘顆粒可以任何適當的量存在於研磨組合物中。通常， α-氧化铭以用研磨組合物總重量計之重量％或更多、 較佳0.1重量％或更多、更佳〇 3重量％或更多且最佳〇5重 量％或更多之量存在於研磨組合物中。通常，α·氧化鋁以 用研磨組合物總重量計之20重量％或更少、較佳5重量。/〇或 113363.doc • 8 - 1326705 更少、更佳1重量❶/〇或更少且最佳〇·7重量％或更少之量存 在於研磨組合物中。 該組合物之α-氧化鋁顆粒具有20〇 nm或更小之平均直徑 • (通常’涵蓋顆粒之最小球的平均顆粒直徑），且80%之α- 11 氧化銘顆粒具有500 nm或更小之直徑。較佳地，α_氧化鋁 顆粒具有2〇〇 nm或更小之平均直徑，且9〇%之心氧化鋁顆 粒具有500 nm或更小之直徑。更佳地，…氧化鋁顆粒具有 φ 100 nm或更小之平均直徑，且95%之a-氧化鋁顆粒具有500 nm或更小之直徑。最佳地，α·氧化鋁顆粒具有1〇〇 或更 小之平均直徑’且9〇%之α_氧化鋁顆粒具有2〇〇 ηιη或更小 之直徑。 除非另外指明，否則本文用於根據顆粒直徑描述α_氧化 紹顆粒性質的百分數值為"以數量計"之百分數，而非•，以 重量什之百分數。顆粒直徑可藉由包括（例如）沉降場流分 離、動態及靜態光散射及碟式離心之任何適當技術量測。 Φ 研磨組合物進一步包含有機酸。較佳有機酸係選自由以 下各酸組成之群：丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、順丁 烯二酸、蘋果酸、擰檬酸、甘胺酸、天冬胺酸、酒石酸、 葡萄糖酸、亞胺基二乙酸及反丁烯二酸或任何羧酸或胺基 羧酸。該有機酸較佳為酒石酸。 研磨組合物可包含任何適當量之有機酸且通常包含〇〇1 重置％或更多之該酸。研磨組合物較佳包含〇 〇5重量％或 更多之有機酸且更佳包含〇〇8重量％或更多之有機酸。通 常，研磨組合物包含5重量％或更少之有機酸。研磨組合 113363.doc 1326705 物較佳包含3重量%更少之有機 少之有機酸。 文住匕含1重量％或更 應瞭解，上述缓酸可以鹽（例如金屬踏 . 物）、酸或作為其鹽之一部八之报々 — a銨鹽或其類似 • 鹽包括酒石酸以及其單職及刀 ^子在。例如，酒石酸 之緩酸可以基本宫能基之酸式鹽形式存在=本： 包括甘胺酸以及其酸式鹽。此外，一上酸 •冑合劑（例如，某些胺基酸及其類似物）。了充备心及 該腐韻抑制劑(亦即’成膜劑 劑。通常，腐蝕抑制劑為含右^ 抑制 化-物一 含雜原子之官能基的有機 化口物料，腐钱抑制劑為具有作為活性官能基之至少 一個5·或6·員雜環的有機化合物，其中該雜環含有至少一 個氣原子。腐银抑制劑較佳係選自1，2,3-三唾、…-三 咕、苯幷三吐、苯幷咪唾、苯幷嗟。坐及其混合物之群，。該 組合物最佳包含三唾與苯幷三唾之雙重腐钱抑制劑。通 I巾'^與苯幷二★之重量百分比為01至4 8，更佳為〇1 至 4.4。 液體載劑用於促進研磨劑（當存在於及懸浮於液體載劑 中時）及溶解於或懸浮於其中之任何組份塗覆於待研磨（例 如，平坦化）之適當基板的表面上。液體載劑通常為含水 載劑且可獨自為水，可包含水及適當之水可混溶溶劑或可 為乳液。適當之水可混溶溶劑包括醇類，諸如甲醇、乙醇 等。含水載劑較佳由水組成’更佳由去離子水組成。 研磨組合物可具有任何適當的pH。例如，研磨組合物可 113363.doc 1326705 具有2至14之pH。通常，研磨組合物具有3或更大或更佳 為4或更大之pH。研磨組合物之ρΗ通常為1〇或更小，戋更 佳為9或更小。 一 • 研磨組合物之ΡΗ由任何適當之方式達成及/或維持。更 : 4寺定言之’研磨組合物可進-步包含pH調節劑、ρΗ緩衝 劑或其組合。該pH調節劑可為任何適當之？11調節化合 物。例如’ PH調節劑可為硝酸、氫氧化卸或其組合^ • PH緩衝劑可為任何適當之緩衝劑，例如磷酸鹽、硫酸鹽、 乙酸鹽、硼酸鹽、銨鹽及其類似物。研磨組合物可包含任 何適當量之pH調節劑及/或？11緩衝劑，其限制條件為使用 適當董以達成及/或維持研磨組合物之？11在所列出的範圍 内。 研磨組合物可進—步包含氧化劑。該氧化劑藉由以研磨 組合物研磨基板而氧化待移除之基板的一部分（理想地為 銅）。適當之氧化劑包括無機及有機過化合物、漠酸趣、 藝錢酸鹽、硝酸鹽、氣酸鹽、亞氣酸鹽、次氣酸鹽、絡酸 鹽峨k鹽、鐵鹽及銅鹽（例如，硝酸鹽、硫酸鹽、乙二 胺四乙酸（EDTA)及檸檬酸鹽）、稀土及過渡金屬氧化物（例 氧化鐵）鐵氰化鉀、二鉻酸鉀、碘酸及其類似 過化。物（如由 Hawley，s c〇ndensed Chemical
Dictionary所疋義）為含有至少—個過氧基（·〇_〇·)之化合物 或含有-呈其最高氧化態之元素的化合物。含有至少一個 過氧基之化合物的實例包括但不限於諸如過氧化腺及過碳 酸孤的過氧化風及其加合物；諸如過氧化苯甲酿、過氧乙 113363.doc •II- »· ^ 1326705 :及二第三丁基過氧化物之有機過氧化物；單過氧硫酸 根(S〇52·)、二過氧硫酸根(S2〇，)及過氧化鈉。含有—呈立 最尚氧化態之元素之化合物的實例包括但不限於過峨酸、 厂酸鹽、過溴酸、過溴酸鹽、過氣酸、過氯酸鹽、過硼 奴、過卿酸鹽及高經酸鹽。氧化劑較佳係選自由以下各物 組成之群：演酸鹽、亞漠酸鹽、氣酸鹽、亞氯酸鹽、過氧 化氫、次氯酸鹽、峨酸鹽、單過氧硫酸鹽、單過氧亞硫酸 鹽、單過氧填酸鹽、單過氧低碟酸鹽、單過氧焦礙酸鹽、 有機·自基-氧基化合物、過破酸鹽、高猛酸鹽、過氧乙酸 及其混合物°較佳地，氧化劑較佳為過氧化氫。當氧化劑 存在於研磨組合物中時，該氧化劑較佳包含1()重量％或更 少(例如’ 8重量％或更少、或6重量％或更少)之組合物。 研磨組合物可由任何適當之技術（其中若干已由熟習此 項技術者所知）製備。該研磨組合物可以分批或連續過程 製備。-般而言，研磨組合物可藉由以任何次序組合其組 份而製備。本文所制之術語，，組份”包括個別成份（例如， 酸、驗等)以及成份之任何組合(例如，冑、 等）。 例如’研磨劑可分散於適當之液體載劑I隨後可添加 腐姓抑制劑及有機酸，且由可藉由任何能將組份倂入研磨 組合物中之任何方法混合。若需要氧化劑，則可在製備研 磨組合物期間之任何時間添加該氧化劑。可在使用前製備 研磨組合物，使用之前不久（例如，❹前！分鐘内，或使 用前！小時内’或使用前7天内）將諸如可選氧化劑之一或 113363.doc ·- « 、· -12- 1326705 多種組份添加至該研磨組合物中。研磨組合物亦可 研磨操作期間於基板表面上混合組份而製備。
可提供該研磨組合物作為包含α·氧㈣、靠抑制劑、 有機酸及液體載劑之單封裝系統。或者，在第一容器中可 將《-氧化料為在液體載劑中之分散液而提供且在第二 容ϋ中可將腐㈣制#丨及有機酸以乾燥形式或作為在液體 載劑中之溶液或分散液而提供。諸如氧化劑之可選組份可 —及/或第二容n或第三容器中。此外，在第一 或第二容器中之組份可呈乾燥形式，而在相應容器中之组 份可呈含水分散液形式。此外，在第—或第二容器中之組 份適於具有不同的pH值，或者具有大體上相似或甚至相等 之PH值。若諸如氧化劑之可選組份為固體時則其可以乾 燥形式或作為在液體載劑中之混合物而提供。氧化劑理想 地與研磨組合物之其他組份分別提供且（例如）藉由最終使 用者在使用前不久（例如，使用前丨週或更少，使用前】天 或更少，使用前1小時或更少，使用前1〇分鐘或更少，或 使用前1分鐘或更少）將其與研磨組合物之其他組份組合。 研磨組合物組份之其他兩個容器、或三個或三個以上容 器、組合係在普通熟習此項技術者的知識範圍内。 本發明之研磨組合物亦可作為濃縮物而提供，其意欲在 使用前以適量液體載劑稀釋。在此實施例中，該研磨組合 物濃縮物可包含氧化鋁、有機酸、腐蝕抑制劑及液體載 劑’各組份以使得一旦以適量水豨釋該濃縮物則研磨組合 物之各組份便以在以上對於各組份所列舉的適當範圍内的 113363.doc 1326705 莖存在於研磨組合物中之量而存在。例如，α_氧化銘、腐 蝕抑制劑及有機酸可各自以大於以上對於各組份所列舉之 濃度2倍（例如，3倍、4倍’或5倍）之濃度存在使得當以 等份體積之液體載劑（例如，分別2等份體積的液體載劑、 .3等份體積的液體載劑或4等份體積的液體載劑）稀釋時， 各組份將以在以上對於各組份所之範圍内的量存在於研磨 組合物中。&夕卜，如普通熟習此項技術者所瞭解，漠縮物 • 彳含有存在於最終研磨組合物巾之適當純的液體載劑以 確保有機酸、腐蝕抑制劑及其他適當之添加劑至少部分地 或全部地溶解於濃縮物中。 雖然研磨組合物可在使用前或甚至使用前不久適當地製 備，但是研磨組合物亦可在或接近使用點處藉由混合研磨 組合物之組份而產生。如本文所使用，術語，•使用點·•係指 將研磨組合物塗覆至基板表面（例如，研磨墊或基板表面 本身）之點。當研磨組合物使用使用點混合而產生時，研 • 磨組合物之組伤分別儲存於兩個或兩個以上儲存設備中。 為混合在儲存設備中所含之組份以在或接近使用點處產 生研磨組合物，儲存設備通常具備自各儲存設備通向研磨 組合物之使用點（例如，壓板、研磨墊或基板表面）之一或 多個流線。術語"流線”意謂自個別儲存容器至其中所儲存 的組份之使用點之流動路徑。一或多個流線可各自直接通 向使用點，或在使用一個以上流線之情況中，可將兩個或 兩個以上流線可在任何點處組舍至通向使用點之單—流線 中。此外’在到達組份之使用點前，任何一或多個流線 113363.doc •14- (例如’個別流線或經組合之流線）可首先通向一或多個其 他設備（例如，泵設備、量測設備、混合設備等）。 可將研磨組合物之組份獨立地傳遞至使用點（例如，可 將該等組份傳遞至基板表面，在研磨處理期間將組份於其 上混合），或可在傳遞至使用點前直接將-組份組合。若組 份在到達使用點前小於10秒鐘、較佳在到達棱用點前小於 5秒鐘、更佳在到達使用點前小於1秒組合，或甚至在組份 傳遞至使用點處同時（例如，將組份在分配器處組合）時， 則組份為"傳遞至使用點前直接"組合的。若組份在使用點 5 m内，諸如在使用點！ m内或甚至在使用點丨〇 内（例 如，在使用點1 cm内）組合時，則組份亦為，，傳遞至使用點 前直接”組合的。 當研磨組合物之兩種或兩種以上組份在到達使用點前组 合時，該等組份可在流線中組合且傳遞至使用點而不使用 混合設備。或者，一或多個流線可通入混合設備中以促進 種或兩種以上組伤之組合。可使用任何適當的混合設 例如，該混合6又備可為兩種或兩種以上組份經由其流 動之噴嘴或喷口 (例如高壓喷嘴或喷口）。或者混合設備 可為容器型混合設備，苴句冬 ..^ ^ ”岜3 —或多個藉由其將研磨漿之 兩種或兩種以上組份導入混合器中的入口，及至少-個藉 由其使經混合之組份排出混合器以直接或經由裝置之其他 元件（例如，經由一或容細4 + — 個流線）傳遞至使用點的出口。此 外，混合設備可包含一個以μ缺—办 调U上腔室’各腔室具有至少一個 入口及至少一個出口，其 ，、甲兩種或兩種以上組份組合於各 113363.doc 1326705 腔室中。若使用容器型混合設備時，則該混合設備較佳包 含混合機構以進一步促進組份之組合。混合機構一般在該 項技術中已知且包括攪拌器、摻合器、攪動器、攪拌擋 ' 板、喷氣系統、振動器等。 • 本發明進一步提供一種化學-機械研磨一基板之方法， 其包含⑴使一基板與一研磨墊及如本文所描述之研磨組合 物接觸’（π)相對於該基板移動該研磨塾與其間之化學-機 • 械研磨組合物；及（出）磨損該基板的至少一部分以研磨該 基板。 該基板可為任何適當之基板。本發明之方法尤其適用於 研磨（例如，平坦化）包含至少一個包含銅之金屬層的基 板。該基板較佳為微電子（例如，半導體）基板。 本發明之研磨方法尤其適於結合一化學_機械研磨 裝置使用。通常，該裝置包含一壓板，其（在使用時）係於 運轉中且具有產生軌道、線性或圓形運動之速度；一研磨 _ 塾’其（在運轉時）與該壓板接觸且隨該壓板移動；及一載 體’其藉由接觸研磨墊表面且相對研磨墊表面移動而固持 所要研磨的基板。基板之研磨藉由置放基板使其與研磨墊 及本發明的研磨組合物接觸且隨後相對於基板移動研磨墊 而進行’從而磨損基板的至少一部分以研磨基板。通常， 向下施加之壓力為3 kPa或更大，較佳為6 kPa或更大。通 常’向下施加的壓力為21 kPa或更小，較佳為14 kPa或更 J、且更佳為11 kPa或更小。 基板可用化學-機械研磨組合物與任何適當之研磨墊一 113363.doc •16· 1326705 起平坦化或研磨(例如’研磨表面適當之研磨墊包括(例 如）編織及非編織研磨墊。此外，適#之研磨墊可包含變 化之密度、硬度、厚度、可壓縮性、在壓縮下之回彈能力 及壓縮模數之任何適當的聚合物。適當之聚合物包括(例 如）聚氣乙烯、聚氟乙烯、耐綸（nyl〇n)、碳氟化合物、聚 碳酸醋、聚酷、聚丙烯酸醋'聚縫、聚乙稀、聚酿胺、聚 胺基甲酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成之產物及其混 合物》 以下實例進一步說明本發明，但（當然）不應理解為其以 任何方式限制本發明範疇。 實例1 本實例證明在各種相對於基板之向下施加的壓力下，本 發明組合物之移除率及平坦化效率。將包含鍍有以之3〇〇
mm晶圓之相似基板用包含〇 7重量％的〇1•氧化鋁、〇 8重量 %的酒石酸及於水中的苯幷三唑與三唑的雙重抑制劑之研 磨組合物研磨。α-氧化鋁顆粒具有1〇〇 nm之平均直徑。研 磨實驗一般包括使用配備一研磨墊之市售研磨裝置，且除 向下施加的壓力及研磨組合物之流動速率外之研磨參數對 於所有研磨實驗皆相同。研磨後，確定銅移除率 (A/minp較低數值反映較低之研磨率，例如自基板表面 移除較低數量的銅。結果總結於表1中。 113363.doc 17 1326705 表1:向下施加的壓力對銅移除之影響 研磨組合物流動速率 向下施加的壓力 銅移除率 (ml/min) (kPa) (A/min) 200 6.9 1100 200 10.3 5600 200 13.8 7500 200 17.2 8000 300 6.9 1100 300 10.3 3000 300 13.8 7600 300 17.2 9200 將表1之數據繪製為圖1之曲線圖，其圖示在各種向下施 加的壓力下，由研磨組合物之使用所產生的銅移除率。陡 坡指示高平坦化效率。平坦化效率為初始階高除以初始階 高與最終階高除以初始階高之間的差異。移除2000 A銅 後，平坦化效率為80-90%。在移除5000 A銅後，晶圓得以 完全平坦化。 實例2 本實例證明α-氧化鋁對含銅層之表面凹陷及研磨移除率 的影響。 兩研磨組合物用於研磨一包含一含銅層之基板。組合物 1Α含有α-氧化鋁（發明性）及組合物1Β含有煙霧狀氧化鋁 (比較性）。對於各研磨組合物，確定銅層的研磨移除率 (RR)(A/min)及過度研磨30秒鐘後的表面凹陷量（Α)。以 113363.doc • 18· 1326705 10.3 kPa之向下施加的壓力進行研磨。結果總結於表2中。 表2: α-氧化鋁對研磨移除率及表面凹陷之影響 研磨組合物 銅移除率 (A/min) 表面凹陷 (A) 1Α(發明性） 3000 450 1B(比較性） 1800 650
此等結果證明經由使用根據本發明之研磨組合物含銅基 板之表面凹陷可大為減少同時維持高移除率。 【圖式簡單說明】 圖1為銅自以本發明之組合物研磨之基板的移除率作為 相對於研磨墊在基板上向下施加之壓力的函數的曲線圖。
113363.doc -19·

Claims (1)

1326705 十、申請專利範圍： 1. 一種用於研磨一在表面上具有含銅薄膜之基板的化學_機 械研磨組合物，其包含： (a) O.Ol重量。/。至2〇重量。/。之心氧化鋁顆粒，其中該等& 氧化銘顆粒具有2〇〇 nm或更小之平均直徑，且80%之該 荨α-氧化銘顆粒具有5〇〇 nm或更小之直徑； (b) 有機酸； (c) 腐蝕抑制劑，·及 (幻水。 2. 如請求項丨之研磨組合物，其中該等α•氧化鋁顆粒具有 200 nm或更小之平均直徑且90%之該等α-氧化鋁顆粒具 有500 nm或更小之直徑。 3. 如凊求項2之研磨組合物’其中該等α_氧化銘顆粒具有 100 nm或更小之平均直徑且95%之該等α-氧化鋁顆粒具 有500 nm或更小之直徑。 4. 如請求項3之研磨組合物，其中該等α·氧化鋁顆粒具有 100 nm或更小之平均直徑且90%之該等α-氧化鋁顆粒具 有200 nm或更小之直徑。 5·如請求項1之研磨組合物’其中該等α·氧化鋁顆粒係以 0.1重量％至5重量％之量存在。 6·如請求項5之研磨組合物’其中該等α-氧化鋁顆粒係以 0.3重置％至1重量％之量存在。 7·如請求項1之研磨組合物’其中該研磨組合物具有3至1〇 之pH。 113363.doc 1326705 8 . 女^言奮來τ5 1 月^項1之研磨組合物，其中該腐蝕抑制劑係選自由 ’ 一啥、1，2,4-三唾、苯幷三嗤、苯幷咪。坐、苯幷逢 °坐及其混合物組成之群。 9·如明求項1之研磨組合物，其中該有機酸係選自由以下 • 各酸組成之群：丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、蘋果 酸、檸檬酸、甘胺酸、天冬胺酸、酒石酸、葡萄糖酸、 亞胺基二乙酸及反丁烯二酸。 • 10.如請求項9之研磨組合物，其中該有機酸為酒石酸。 11 ·如。胃求項1之研磨組合物，其進一步包含氧化劑該氧 化劑係選自由以下各物組成之群：溴酸鹽、亞溴酸鹽、 氯酸鹽、亞氣酸鹽、過氧化氫、次氯酸鹽、蛾酸鹽、單 過氧硫鹽、單過氧亞硫酸鹽、單過氧碟酸鹽、單過氧 低磷酸鹽、單過氧焦磷酸鹽、有機_自基·氧基化合物、 過碘酸鹽、高錳酸鹽、過氧乙酸及其混合物。 12· —種用於研磨一在表面上具有含銅薄骐之基板的化學-機 _ 械研磨組合物，其包含： (幻0.01重量％至20重量％之〇1-氧化鋁顆粒； (b)有機酸； ⑷三吐與苯幷三蚊雙重靠抑㈣，其中該三唾與 苯幷三唑之重量百分比為0.1至4.8 ;及 (d)水。 13.如清求項12之研磨組合物，其中兮楚 八r項等01•氧化鋁顆粒具有 200 nm或更小之平均直徑且80%之呤隹 „ , 孩等α-氧化鋁顆粒具 有500 nm或更小之直徑。 113363.doc 1326705 14.如請求項13之研磨組合物，其中該等α·氧化鋁顆粒具有 200 nm或更小之平均直徑且90%之該等α·氧化鋁顆粒具 有500 nm或更小之直徑。 15. 如請求項14之研磨組合物，其中該等〇_氧化鋁顆粒具有 100 nm或更小之平均直徑且95%之該等α_氧化鋁顆粒具 有500 nm或更小之直徑。 16. 如請求項15之研磨組合物，其中該等α•氧化鋁顆粒具有 100 nm或更小之平均直徑且90%之該等α•氧化鋁顆粒具 有200 nm或更小之直徑。 17·如請求項12之研磨組合物，其中該等α_氧化㈣粒係以 0.1重量％至5重量％之量存在。 18·如請求項17之研磨組合物，其中該等α•氧化_粒係以 0.3重量％至1重量％之量存在。 19.如請求項12之研磨組合物，其中該研磨組合物具有^至 10 之 pH。 20. 如請求項12之研磨組合物’纟中該有機酸係選自由以] 各酸組成之群：丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、以 酸、檸檬酸、甘胺酸、天夂吐缺 „ ;胺®*·、酒石酸、葡萄糖酸、 亞胺基一乙酸及反丁缔二酸。 21. 如請求項2〇之研磨組合物，其中該有機酸為酒石酸。 22. 如請求項12之研磨組合物， ..^ ^ 其進一步包含氧化劑，該孝 化劑係選自由以下各物組成 取之群·/臭酸鹽、亞溴酸鹽、 氯酸鹽、亞氯酸鹽、過氧 ,^ ^ 1 孔化氫、次氯酸鹽、碘酸鹽、單 過氧硫酸鹽、單過氧亞硫 ^ . 醪|、早過氧磷酸鹽、單過氧 113363.doc 1326705 低磷酸鹽、單過氧焦磷酸鹽、有機_豳基_氧基化合物、 過碘酸鹽、高錳酸鹽、過氧乙酸及其混合物。 23. 如請求項12之研磨組合物，其中該三唑與苯幷三唑之重 量百分比為0.1至4.4。 24. —種化學-機械研磨一在表面上具有含銅薄膜之基板的方 法，其包含： ⑴使基板與一研磨墊及化學-機械研磨組合物接觸， 該化學-機械研磨組合物包含： (a) 0.01重量％至2〇重量％之α·氧化鋁顆粒其中該 等α-氧化鋁顆粒具有2〇〇 nm或更小之平均直徑且 之該等α-氧化鋁顆粒具有5〇〇11111或更小之直徑； (b) 有機酸； (c) 腐蝕抑制劑； (d) 氧化劑；及 (e) 水； (Π)相對於該基板移動該研磨墊與其間之化學機械研 磨組合物；及 (ill)磨除該基板之至少一部分以研磨該基板。 25. 如請求項24之方法，其中該等心氧化㈣粒具有⑽ 或更小之平均直徑且9〇%之該等α—氧化鋁顆粒具有$⑽ nm或更小之直徑。 26·如請求項25之方法’其中該等α_氧化叙顆粒具咖 或更小之平均直徑且95%之該等^氧化鋁顆粒具有5〇〇 nm或更小之直徑。 113363.doc 1326705 27. 如請求項26之方法，其中該等α_氧化铭顆粒具有⑽賺 或更j之平均直役且9Q%之該等α·氧化㉝顆粒具有· nm或更小之直禋。 28. 如請求項24之方法，其中該研磨墊係以3 kpa之 向下施加的壓力相對於該基板移動。 29. 如請求項24之方法，其中該等《•氧補顆粒係以(M重量 %至5重量％之量存在。 3 0.如„月求項29之方法，其中該等α_氧化銘顆粒係以〇 3重量 %至1重量％之量存在。 1.如凊求項24之方法，其中該研磨組合物具有3至之 pH。 32_如請求項24之方法，其中該腐蝕抑制劑係選自由丨,2,3- 一坐1 ’2’4 —啥、笨幷三嗤、苯幷Π米唾' 苯幷售嗤及 其混合物組成之群。 3 3.如5青求項24之方法，其中該有機酸係選自由以下各酸組 成之群：丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、蘋果酸、擰 檬酸、甘胺酸、天冬胺酸、酒石酸、葡萄糠酸、亞胺基 二乙酸及反丁烯二酸。 34.如請求項33之方法，其中該有機酸為酒石酸。 3 5.如请求項24之:¾•法，其中該氧化劑係選自由以下各物組 成之群：溴酸鹽、亞溴酸鹽、氯酸鹽 '亞氯酸鹽、過氧 化氫、次氯酸鹽、碘酸鹽、單過氧硫酸鹽、單過氧亞硫 酸鹽、單過氧磷酸鹽、單過氧低磷酸鹽、單過氧焦磷酸 鹽、有機_鹵基·氧基化合物、過碘酸鹽、高錳酸鹽、過 113363.doc 1326705 氧乙酸及其混合物。 》 36. -種化學-機械研磨一在表面上具有含鋼薄膜之基板的方 法，其包含： • ⑴使基板與一研磨墊及化學-機械研磨組合物接觸， • 該化學-機械研磨組合物包含： ⑷0.01重量％至20重量％之^氧化鋁顆粒； (b)有機酸； Φ (c)_唑與笨幷二唑之雙重腐餘抑制劑，其中該三唑 與本幷二°坐之重量百分比為0.1至4.8 » (d) 氧化劑；及 (e) 水； (11)相對於該基板移動該研磨墊與其間之化學_機械研 磨組合物；及 (iii)磨除該基板之至少一部分以研磨該基板。 37. 如請求項36之方法，其中該等α_氧化鋁顆粒具有2〇〇 nm • 或更小之平均直徑且8 〇 %之該等α •氧化鋁顆粒具有5 〇 〇 nm或更小之直徑。 38. 如請求項37之方法，其中該等α_氧化鋁顆粒具有2〇〇 nm 或更小之平均直徑且90%之該等α-氧化鋁顆粒具有5〇〇 nm或更小之直徑。 39_如請求項38之方法，其中該等α_氧化鋁顆粒具有1〇〇 nm 或更小之平均直徑且95%之該等α_氧化鋁顆粒具有5〇〇 nm或更小之直徑。 40.如請求項39之方法，其中該等α_氧化鋁顆粒具有1〇〇 nm 113363.doc 1326705 或更小之平均直徑且9〇%之該等心氧化鋁顆粒具有200 nm或更小之直程。 41.如請求項36之方法，其中該研磨墊係以3 kpa至21 kPa之 向下施加的壓力相對於該基板移動。 42_如請求項36之方法，其中該等α氧化鋁顆粒係以〇1重量 %至5重量％之量存在。 43. 如請求項42之方法，其中該等α_氧化鋁顆粒係以〇3重量 %至1重量％之量存在。 44. 如明求項36之方法，其中該研磨組合物具有3至之 pH 〇 45.如請求項36之方法，其中 成之群：丙二酸、丁二酸 檬酸、甘胺酸、天冬胺酸 二乙酸及反丁稀二酸。 該有機酸係選自由以下各酸組 、己二酸、乳酸、蘋果酸、檸 、酒石酸、葡萄糖酸、亞胺基
46. 47. 其中該有機酸為酒石酸。 如請求項45之方法 如請求項36之方法，其中該 成之群：溴酸鹽、亞溴酸鹽 化氫、次氣酸鹽、碘酸鹽、 酸鹽、單過氧磷酸鹽、單過 鹽、有機-函基-氧基化合物 氧乙酸及其混合物。 氧化劑係選自由以下各物組 、氣酸鹽、亞氣酸鹽、過氧 單過氧硫酸鹽、單過氧亞硫 氧低碟酸鹽、單過氧焦磷酸 、過峨酸鹽、高錳酸鹽、過 48.如請求項36之方法 比為0.1至4.4。 其中該S唾與苯幷三嗅《重量百分 113363.doc
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