TWI406918B - 用於拋光在鑲嵌結構中之鋁／銅及鈦之組合物 - Google Patents

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Description

用於拋光在鑲嵌結構中之鋁/銅及鈦之組合物
積體電路由數百萬個形成於諸如矽晶圓之基板中或其上之主動裝置組成。該等主動裝置經化學及物理連接至一基板中且經由使用多位準互連而相互連接以形成功能電路。在一製造製程中，藉由習知乾式蝕刻製程使介電基板圖案化以形成用於垂直及水平互連之孔及渠溝。接著視情況將經圖案化之表面以一擴散障壁層及/或黏著促進層塗佈，繼而沈積一金屬層以填充該等渠溝及孔。使用化學機械拋光(CMP)以減低金屬層厚度以及擴散障壁層及/或黏著促進層之厚度，直至暴露下伏介電層為止，從而形成電路裝置。
在二氧化矽基板上製造平面金屬電路迹線之一方法稱作鑲嵌製程。根據此製程，藉由塗覆光阻、使光阻曝露於透過一圖案之照射以界定渠溝及/或通孔，且接著使用習知乾式蝕刻製程以形成用於垂直及水平互連之孔及渠溝來使視情況具有沈積其上之一層氮化矽的二氧化矽介電表面圖案化。該氮化矽充當"硬式遮罩"以保護不成為渠溝及/或通孔之部分的二氧化矽表面在蝕刻期間免遭破壞。經圖案化之表面係用諸如鈦或鉭之黏著促進層及/或諸如氮化鈦或氮化鉭之擴散障壁層塗佈。黏著促進層及/或擴散障壁層接著係用金屬層塗覆。使用化學機械拋光以減低金屬上覆層厚度以及任何黏著促進層及/或擴散障壁層之厚度，直至獲得暴露氮化矽表面之升高部分的平坦表面。通孔及渠溝仍然用形成電路互連之導電金屬填充。
已逐漸將鎢及銅用作導電金屬。然而，現在考慮將已用於先前產生製程(generation process)中以藉由諸如蝕刻技術之減成製程(subtractive process)來製造電路互連之鋁用於鑲嵌製程中。鋁及鈦之組合潛在地提供比其他金屬/障壁層組合更低之電阻率，其引起電路效能之相應潛在改良。然而，適用於將鋁化學機械拋光之組合物對下伏鈦之拋光而言通常展現相當低之移除率。因此，在鋁鑲嵌製造製程中使用該等拋光組合物以將鋁及鈦拋光需要將電路線中剩餘之鋁過度拋光，從而產生相當多之線表面凹陷。在此項技術中對用於將包含作為導電材料之鋁及作為障壁材料之鈦的基板化學機械拋光之改良組合物及方法仍存在需求。
本發明提供一種用於將基板拋光之化學機械拋光組合物。該化學機械拋光組合物包含以下各物，基本上由以下各物組成或由以下各物組成：(a)由視情況經聚合物處理之氧化鋁粒子組成之研磨劑，(b)α-羥基羧酸，(c)使至少一種金屬氧化之氧化劑，(d)0.01重量%至0.2重量%之聚丙烯酸，(e)視情況，含鈣化合物，(f)視情況，殺生物劑，(g)視情況，pH值調節劑，及(h)水，其中該拋光組合物具有2至6之pH值。
本發明進一步提供一種將基板化學機械拋光之方法，該方法包含：(i)使一基板與一拋光墊及一種包含以下各物，基本上由以下各物組成或由以下各物組成之化學機械拋光組合物接觸：(a)由視情況經聚合物處理之氧化鋁粒子組成之研磨劑，(b)α-羥基羧酸，(c)使至少一種金屬氧化之氧化劑，(d)0.01重量%至0.2重量%之聚丙烯酸，(e)視情況，含鈣化合物，(f)視情況，殺生物劑，(g)視情況，pH值調節劑，及(h)水，其中該拋光組合物具有2至6之pH值，(ii)在該拋光墊與該基板之間存在該化學機械拋光組合物的情況下相對於該基板移動該拋光墊，及(iii)研磨該基板之至少一部分以將該基板拋光。
本發明提供一種用於將基板拋光之化學機械拋光組合物。該拋光組合物包含以下各物，基本上由以下各物組成或由以下各物組成：(a)由視情況經聚合物處理之氧化鋁粒子組成之研磨劑，(b)α-羥基羧酸，(c)使至少一種金屬氧化之氧化劑，(d)0.01重量%至0.2重量%之聚丙烯酸，(e)視情況，含鈣化合物，(f)視情況，殺生物劑，(g)視情況，pH值調節劑，及(h)水，其中該拋光組合物具有2至6之pH值。
該拋光組合物含有由氧化鋁粒子組成之研磨劑。較佳，該氧化鋁為煙霧狀氧化鋁(fumed alumina)或非煙霧狀α-氧化鋁。研磨劑粒子通常具有20nm(例如，30nm或30nm以上、40nm或40nm以上、50nm或50nm以上或75nm或75nm以上)之平均粒度(例如，平均粒子直徑)。研磨劑粒子通常具有500nm或500nm以下(例如，400nm或400nm以下、300nm或300nm以下、250nm或250nm以下或200nm或200nm以下)之平均粒度。煙霧狀氧化鋁一般呈初級粒子之聚集體形式，其聚集體在無顯著能量輸入之情況下不易於降解成個別初級粒子。雖然初級粒子一般為球形，但聚集體為初級粒子之鏈狀結構且一般不為球形。非煙霧狀α-氧化鋁為結晶型氧化鋁且通常不形成聚集體。粒度係指封閉粒子之最小球體的直徑。
拋光組合物可包含任何合適量之氧化鋁。通常，拋光組合物包含0.01重量%或0.01重量%以上(例如，0.05重量%或0.05重量%以上或者0.1重量%或0.1重量%以上)之氧化鋁。較佳，拋光組合物包含2重量%或2重量%以下(例如，1重量%或1重量%以下或者0.75重量%或0.75重量%以下)之氧化鋁。甚至更佳，拋光組合物包含0.01重量%至2重量%(例如，0.05重量%至1重量%或0.1重量%至1重量%或甚至0.1重量%至0.75重量%)之氧化鋁。
尤其當氧化鋁為α-氧化鋁時，可用聚合物塗佈該氧化鋁表面之至少一部分。舉例而言，可用聚合物塗佈5重量%或5重量%以上(例如，10重量%或10重量%以上，或者50重量%或50重量%以上，或者大體上全部或全部)之氧化鋁表面。該聚合物可為任何合適聚合物。較佳，該聚合物為陰離子聚合物。更佳，該陰離子聚合物為聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸。
當用聚合物塗佈氧化鋁表面時，以氧化鋁重量計，聚合物與氧化鋁之重量比一般為0.01或0.01以上(例如，0.05或0.05以上，或者0.1或0.1以上，或者0.16或0.16以上，或者0.2或0.2以上)。較佳，聚合物與氧化鋁之重量比為3或3以下(例如，2或2以下，或者1或1以下)。可在任何合適時間用聚合物處理氧化鋁。舉例而言，可在將經預處理之氧化鋁添加至拋光組合物之其他組份中之前在製備經預處理之氧化鋁的單獨步驟中用聚合物處理氧化鋁。在另一實施例中，可將聚合物在將氧化鋁添加至拋光組合物中之前、期間或之後單獨添加至拋光組合物中。就此點而言，將瞭解，聚合物與氧化鋁之重量比係指拋光組合物中之聚合物之總重量且不限於與氧化鋁結合之聚合物。
研磨劑理想地懸浮於拋光組合物中，更特定而言，懸浮於拋光組合物之水組份中。當研磨劑懸浮於拋光組合物中時，研磨劑較佳為膠狀穩定的。術語膠體係指研磨劑粒子於液體載劑中之懸浮液。膠狀穩定性係指經時維持該懸浮液。在本發明內文中，若在將該研磨劑置於100ml量筒中且將其在無攪動之情況下靜置2小時之時間時，量筒底部50ml中之粒子濃度(以g/ml計之[B])與量筒頂部50ml中之粒子濃度(以g/ml計之[T])之差除以研磨劑組合物中之初始粒子濃度(以g/ml計之[C])小於或等於0.5(亦即，([B]-[T]}/[C]≦0.5)，則認為研磨劑為膠狀穩定的。理想地，[B]-[T]/[C]之值小於或等於0.3，且較佳小於或等於0.1。
拋光組合物含有α-羥基羧酸。α-羥基羧酸可為任何合適α-羥基羧酸。合適α-羥基羧酸之非限制性實例包括乳酸、α-羥基丁酸及乙醇酸。較佳，α-羥基羧酸為乳酸。拋光組合物含有0.1重量%至3重量%(例如，0.25重量%至2.5重量%或0.5重量%至2重量%或甚至1重量%至2重量%)之α-羥基羧酸。α-羥基羧酸可以游離酸形式或以其任何合適鹽形式提供。
拋光組合物含有氧化劑。氧化劑之功能在於使諸如包含選自由鋁、鋁及銅之合金(亦即，鋁-銅)、鈦及氮化鈦組成之群之金屬的一層或數層金屬之至少一種金屬氧化。該氧化劑可為任何合適氧化劑。合適氧化劑之非限制性實例包括過氧化氫、過氧硫酸鹽(例如，過氧硫酸銨)、硝酸鐵、固體形式之過氧化氫及其組合。固體形式之過氧化氫包括過碳酸鈉、過氧化鈣及過氧化鎂，當其溶解於水中時釋放游離過氧化氫。較佳，氧化劑為過氧化氫。
拋光組合物可含有任何合適量之氧化劑。拋光組合物通常含有0.1重量%或0.1重量%以上(例如，0.5重量%或0.5重量%以上，或者1重量%或1重量%以上)之氧化劑。較佳，拋光組合物含有10重量%或10重量%以下(例如，8重量%或8重量%以下，或者5重量%或5重量%以下)之氧化劑。更佳，拋光組合物含有0.1重量%至8重量%(例如，1重量%至5重量%)之氧化劑。
拋光組合物含有聚丙烯酸。聚丙烯酸通常具有2000或2000以上(例如，3000或3000以上，或者4000或4000以上)之分子量。較佳，聚丙烯酸具有50000或50000以下(例如，25000或25000以下，或者20000或20000以下)之分子量。更佳，聚丙烯酸具有3000至25000(例如，4000至20000)之分子量。若聚丙烯酸之分子量過低，則當拋光組合物用於將包含鋁-銅之基板拋光時不展現減少之表面凹陷。若聚丙烯酸之分子量過高，則損害拋光組合物之膠狀穩定性。
通常，拋光組合物含有10ppm或10ppm以上(例如，25ppm或25ppm以上，或者50ppm或50ppm以上，或者100ppm或100ppm以上)之聚丙烯酸。較佳，拋光組合物含有2000ppm或2000ppm以下(例如，1000ppm或1000ppm以下，或者500ppm或500ppm以下，或者400ppm或400ppm以下，或者甚至300ppm或300ppm以下)之聚丙烯酸。更佳，拋光組合物含有100ppm至2000ppm(例如，200ppm至1000ppm或200ppm至600ppm)之聚丙烯酸。
拋光組合物視情況進一步含有含鈣化合物。當含鈣化合物存在時，拋光組合物通常含有足夠量之含鈣化合物以提供10ppm或10ppm以上(例如，25ppm或25ppm以上，或者50ppm或50ppm以上)之鈣離子。較佳，拋光組合物含有足夠量之含鈣化合物以提供500ppm或500ppm以下(例如，400ppm或400ppm以下，或者300ppm或300ppm以下，或者250ppm或250ppm以下，或者甚至200ppm或200ppm以下)之鈣離子。更佳，拋光組合物含有足夠量之含鈣化合物以提供10ppm至500ppm(例如，25ppm至250ppm或50ppm至200ppm)之鈣離子。有利地，由含鈣化合物所提供之鈣離子的存在提供由本發明之拋光組合物所展現之鈦層移除率的增強。拋光組合物中所含有之鈣離子可由一或多種合適之含鈣化合物提供。較佳，含鈣化合物為至少一種水溶性鈣鹽。合適鈣鹽之非限制性實例包括乙酸鈣及氯化鈣、其水合物及其組合。
拋光組合物視情況進一步含有殺生物劑。該殺生物劑可為任何合適殺生物劑，例如異噻唑啉酮殺生物劑。在拋光組合物中所用之殺生物劑之量通常為1ppm至500ppm，且較佳為10ppm至200ppm。
拋光組合物具有7或7以下(例如，6或6以下)之pH值。較佳，拋光組合物具有1或1以上(例如，1.5或1.5以上，或者2或2以上)之pH值。甚至更佳，拋光組合物具有2至6(例如，2至4)之pH值。拋光組合物視情況包含pH值調節劑，例如氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化烷基銨及/或硝酸。在不希望受理論限制之情況下，咸信聚丙烯酸係藉助於氫鍵與正經拋光之鋁表面之氧化表面結合，從而減少表面凹陷。若拋光組合物之pH值過高，則聚丙烯酸中之經質子化以提供聚丙烯酸與正經拋光之鋁表面之氧化表面的有效結合的丙烯酸次級單元之數目不充足。
當拋光組合物基本上由上述組份組成或由上述組份組成時，拋光組合物通常不包括腐蝕抑制劑(例如，包含氮原子之雜環化合物、膦酸及其衍生物，及其類似者)及界面活性劑(例如，除聚丙烯酸及用於處理氧化鋁之聚合物以外之聚合化合物)。
可藉由任何合適技術來製備拋光組合物，其中許多技術為彼等熟習此項技術者所知。可以分批製程或連續製程來製備拋光組合物。一般而言，拋光組合物可藉由以任何順序組合其組份來製備。如本文中所用之術語"組份"包括個別成份(例如，研磨劑、氧化劑等)以及成份之任何組合(例如，研磨劑、氧化劑、α-羥基羧酸、聚丙烯酸等)。
舉例而言，可藉由將α-羥基羧酸、氧化劑、聚丙烯酸、視需要之含鈣化合物及視需要之殺生物劑以任何順序或甚至同時添加至水中來使α-羥基羧酸、氧化劑、聚丙烯酸、視需要之含鈣化合物及視需要之殺生物劑溶解於水中。可接著添加研磨劑且藉由任何能夠使研磨劑分散於拋光組合物中之方法使其分散。若用聚合物處理研磨劑，則可在將研磨劑添加至拋光組合物中之前用聚合物對其進行預處理。在其他實施例中，可在添加研磨劑之前或之後將聚合物及其他組份添加至水中。可在使用前製備拋光組合物，在使用前不久(例如，使用前1分鐘內，或使用前1小時內，或使用前7天內)，將一或多種諸如氧化劑之組份添加至拋光組合物中。pH值可在任何合適時間調節，且較佳在將研磨劑添加至拋光組合物中之前調節。拋光組合物亦可藉由在拋光操作期間於基板表面上混合該等組份來製備。
拋光組合物亦可濃縮物形式提供，該濃縮物意欲在使用前用適當量之水及通常氧化劑進行稀釋。若氧化劑為液體，則可在用水稀釋濃縮物之前將適當體積之氧化劑添加至水中，或可在將水添加至濃縮物中之前、期間或之後將適當體積之氧化劑添加至濃縮物中。若氧化劑為固體，則可在用水及/或氧化劑之水性溶液稀釋濃縮物之前將氧化劑溶解於水或其一部分中。亦可在用水稀釋濃縮物之前、期間或之後將固體氧化劑以固體形式添加至濃縮物中以提供拋光組合物。可藉由任何能夠將氧化劑併入拋光組合物中之合適方法(諸如藉由混合)將氧化劑併入拋光組合物中。
拋光組合物濃縮物可包含一定量之研磨劑、α-羥基羧酸、聚丙烯酸、視需要之含鈣化合物、視需要之殺生物劑、視需要之pH值調節劑及水，使得在用適當量之水及氧化劑稀釋該濃縮物時，該拋光組合物之每一組份將以上文關於每一組份所述之適當範圍內之量存在於該拋光組合物中。舉例而言，研磨劑、α-羥基羧酸、聚丙烯酸、視需要之含鈣化合物、視需要之pH值調節劑及視需要之殺生物劑可各自以大於上文關於每一組份所述之濃度2倍(例如，3倍、4倍或5倍)之量存在於濃縮物中，以使得當用等體積水(例如，分別2倍等體積水、3倍等體積水或4倍等體積水)及適當量之氧化劑稀釋濃縮物時，每一組份將以上文關於每一組份所闡述之範圍內之量存在於拋光組合物中。較佳，濃縮物中存在之諸如α-羥基羧酸、聚丙烯酸、視需要之含鈣化合物、視需要之pH值調節劑及視需要之殺生物劑的水溶性組份將以該等組份完全溶解於濃縮物之水中之量存在，且以濃縮物中(更特定而言，濃縮物之水中)之水溶性組份之濃度小於該等水溶性組份在環境條件下(例如，20℃之溫度下)於濃縮物之水中的最大溶解度之量存在。此外，濃縮物可含有最終拋光組合物中所存在之適當分率之水，以及視情況一些或全部氧化劑以確保α-羥基羧酸、聚丙烯酸、視需要之含鈣化合物、視需要之殺生物劑及視需要之pH值調節劑至少部分或完全溶解於濃縮物中，較佳完全溶解於濃縮物中。
本發明進一步提供一種將基板化學機械拋光之方法，其包含：(i)使一基板與一拋光墊及本文中所述之拋光組合物接觸，(ii)在該拋光墊與該基板之間存在該拋光組合物的情況下相對於該基板移動該拋光墊，及(iii)研磨該基板之至少一部分以將該基板拋光。
儘管本發明之拋光組合物適用於將任何基板(例如，積體電路、金屬、ILD層、半導體及薄膜)拋光，但該拋光組合物尤其適用於將包含至少一包含鋁或諸如鋁-銅之含鋁合金之金屬層、至少一包含鈦之金屬層及至少一介電層的基板拋光。鈦可為鈦金屬、其合金、其氮化物及其組合形式。介電層可為金屬氧化物、多孔金屬氧化物、玻璃、有機聚合物、氟化有機聚合物或任何其他合適之高-k或低-k絕緣層，且較佳為矽基金屬氧化物。更佳，介電層為自正矽酸四乙酯衍生之氧化矽層且在本文中稱作"TEOS"。在本發明之情境中，術語"層"係指具有大體上均質表面之材料之連續整體層及包含表面特徵(例如，電路線或通孔)中所容納之材料之表面。有利地，本發明之拋光組合物允許鋁(例如，鋁-銅)之高移除率，同時展現出鋁相比鈦之拋光的合意選擇比率以及極低之介電質移除率，其致使拋光組合物適於移除過量鋁及繼而下伏鈦以暴露介電層之"一步驟"方法中。此外，本發明之拋光組合物中之聚丙烯酸的存在合意地使得由本發明之拋光組合物所展現之基板表面凹陷大體上較少。
下列實例進一步說明本發明，但當然，不應視作以任何方式限制其範疇。
實例1
用兩種不同拋光組合物(拋光組合物1A及1B)將兩組相似基板拋光，其基板中之每一者分別包含鋁-銅、鈦、鉭及TEOS。拋光組合物中之每一者(pH值為3.5)含有0.5重量%之經聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)處理之α-氧化鋁、200ppm聚丙烯酸、14ppm之Kathon 886 MW殺生物劑及3重量%之過氧化氫。拋光組合物1A及1B分別進一步含有0.5重量%及1.0重量%之乳酸。
拋光後，測定拋光組合物中之每一者的鋁-銅、鈦及TEOS之移除率(RR)，且結果總結於表1中。
如自表1中闡述之結果所顯現，使本發明之拋光組合物中之乳酸濃度自0.5重量%增加至1.0重量%使得鋁-銅及鈦之鋁-銅及鈦移除率增加約26%，同時使鉭及TEOS移除率分別降低約34%及18%。
實例2
藉由將鈦及繼而鋁-銅連續沈積於經圖案化之TEOS層上來製備兩個相似基板。用兩種不同拋光組合物(拋光組合物2A及2B)將該等基板拋光。該等組合物中之每一者(pH值為3.5)含有0.5重量%之經聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)處理之α-氧化鋁、200ppm聚丙烯酸、14ppm之Kathon 886 MW殺生物劑及3重量%之過氧化氫。拋光組合物2A及2B分別進一步含有0.5重量%及1.0重量%之乳酸。
拋光後，測定50μm寬度之隔離線之表面凹陷，且結果總結於表2。
如自表2中闡述之結果所顯現，使本發明之拋光組合物中之乳酸濃度自0.5重量%增加至1.0重量%使得對於50μm寬度之隔離線所觀察之表面凹陷減少約42%。
實例3
用四種不同之拋光組合物(拋光組合物3A-3D)將四個包含鋁-銅之相似基板分別拋光40秒。該等拋光組合物中之每一者(pH值為3.5)含有0.5重量%之經聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)處理之α-氧化鋁及3重量%之過氧化氫。拋光組合物3A-3D進一步以表3中所闡述之量含有乳酸及聚丙烯酸。
拋光後，測定拋光組合物中之每一者之鋁-銅移除率(RR)，且結果總結於表3中。
如自表3中闡述之結果所顯現，使含有0.5重量%乳酸之拋光組合物中之聚丙烯酸之量自0.02重量%增加至0.06重量%使鋁-銅之移除率降低約75%(拋光組合物3A及3B)。使含有1.5重量%乳酸之拋光組合物中之聚丙烯酸之量自0.02重量%增加至0.06重量%使鋁-銅之移除率降低約70%(拋光組合物3C及3D)。使含有0.02重量%聚丙烯酸之拋光組合物中之乳酸量自0.5重量%增加至1.5重量%使鋁-銅之移除率增加約43%(拋光組合物3A及3C)。使含有0.06重量%聚丙烯酸之拋光組合物中之乳酸量自0.5重量%增加至1.5重量%使鋁-銅之移除率增加約71%(拋光組合物3B及3D)。
實例4
用兩種不同之拋光組合物(拋光組合物4A及4B)將兩組相似基板拋光，其基板中之每一者分別包含鋁-銅、鈦、鉭及TEOS。該等拋光組合物中之每一者(pH值為3.5)含有0.5重量%之經聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)處理之α-氧化鋁及3重量%之過氧化氫。拋光組合物4A進一步含有3重量%之丁二酸。拋光組合物4B進一步含有1.5重量%之乳酸。
拋光後，測定拋光組合物中之每一者的鋁-銅、鈦及TEOS之移除率(RR)，且計算鋁-銅相比TEOS之選擇率。結果總結於表4中。
如自表4中闡述之結果所顯現，含有1.5重量%乳酸之拋光組合物4B展現如與含有3重量%之丁二酸之拋光組合物4A所展現之鋁-銅及鈦之移除率相比，高約12%之鋁-銅移除率及高約24%之鈦移除率。另外，拋光組合物4B展現比拋光組合物4A高約26%之鋁相比TEOS之選擇率。
實例5
用三種不同之拋光組合物(拋光組合物5A-5C)將三組相似基板拋光，其基板中之每一者分別包含鋁-銅及鈦。該等拋光組合物中之每一者(pH值為3.5)含有0.5重量%之經聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)處理之α-氧化鋁、0.5重量%之乳酸及3重量%之過氧化氫。拋光組合物5A不含有額外組份。拋光組合物5B及5C分別進一步含有0.02重量%及0.1重量%之聚丙烯酸。
拋光後，測定拋光組合物中之每一者的鋁-銅及鈦之移除率(RR)，且計算鋁相比鈦之選擇率。結果係總結於表5中。
如自表5中闡述之結果所顯現，含有0.02重量%之聚丙烯酸之拋光組合物5B展現比不含聚丙烯酸之拋光組合物5A分別高約13%及31%之鋁-銅移除率及鈦移除率。含有0.1重量%之聚丙烯酸之拋光組合物5C展現比拋光組合物5A所展現之鋁-銅移除率低約61%之鋁-銅移除率及比拋光組合物5A所展現之鈦移除率高23%之鈦移除率。
實例6
用兩種不同拋光組合物(拋光組合物6A及6B)將包含鋁-銅之兩個相似基板拋光。每一拋光組合物含有0.5重量%之經聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)處理之α-氧化鋁、0.5重量%之乳酸、0.02重量%之聚丙烯酸及3重量%之過氧化氫。拋光組合物6A具有3.5之pH值，且拋光組合物6B具有8.4之pH值。
拋光後，測定拋光組合物中之每一者的鋁-銅之移除率(RR)。結果總結於表6中。
如自表6中闡明之結果所顯現，具有3.5之pH值的拋光組合物6A展現比具有8.4之pH值的拋光組合物6B所展現之鋁-銅移除率大至少1.6倍之鋁-銅移除率。
實例7
藉由將鈦及繼而鋁-銅連續沈積於經圖案化之TEOS層上來製備九個相似基板。接著用8種不同之拋光組合物(拋光組合物7A-7H)將該等基板拋光。該等組合物中之每一者(pH值為3.5)含有0.5重量%之經聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)處理之α-氧化鋁、14ppm殺生物劑及3重量%之過氧化氫。拋光組合物7A(對照)不含有任何額外組份。拋光組合物7B(本發明)進一步含有0.02重量%之聚丙烯酸。拋光組合物7C(比較)進一步含有0.02重量%之聚順丁烯二酸。拋光組合物7D(比較)進一步含有0.045重量%之聚順丁烯二酸。拋光組合物7E(比較)進一步含有0.001重量%之聚乙烯醇。拋光組合物7F(比較)進一步含有0.02重量%之聚乙烯醇。拋光組合物7G(比較)進一步含有0.001重量%之聚苯乙烯磺酸。拋光組合物7H(比較)進一步含有0.02重量%之聚苯乙烯磺酸。用拋光組合物7B(本發明)將兩個基板拋光。
拋光後，測定10μm及50μm寬度之隔離線之表面凹陷，且結果係總結於表7中。關於拋光組合物7B所報導之結果表示兩次拋光實驗之平均。
如自表7中闡述之結果所顯現，拋光組合物7B展現比對照拋光組合物或比較拋光組合物中之任一者所表現之表面凹陷少10%或10%以下之於10μm線上之表面凹陷及少36%或36%以下之於50μm線上之表面凹陷。

Claims (25)

  1. 一種化學機械拋光組合物，其基本上由以下各物組成：(a)由經陰離子聚合物處理之氧化鋁粒子組成之研磨劑，其中該陰離子聚合物為聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸，(b)α-羥基羧酸，(c)使至少一種金屬氧化之氧化劑，(d)0.01重量%至0.2重量%之聚丙烯酸，(e)視情況選用之含鈣化合物，(f)視情況選用之殺生物劑，(g)視情況選用之pH值調節劑，及(h)水，其中該拋光組合物具有2至6之pH值。
  2. 如請求項1之拋光組合物，其中該拋光組合物含有0.1重量%至1重量%之研磨劑。
  3. 如請求項1之拋光組合物，其中該α-羥基羧酸為乳酸。
  4. 如請求項3之拋光組合物，其中該拋光組合物含有0.5重量%至2重量%之乳酸。
  5. 如請求項1之拋光組合物，其中該氧化劑係選自由過氧硫酸銨、硝酸鐵及其組合組成之群。
  6. 如請求項1之拋光組合物，其中該氧化劑為過氧化氫。
  7. 如請求項1之拋光組合物，其中該拋光組合物含有0.001重量%至0.05重量%之含鈣化合物。
  8. 如請求項1之拋光組合物，其中該拋光組合物具有2至4 之pH值。
  9. 一種對基板化學機械拋光之方法，該方法包含：(i)使一基板與一拋光墊及基本上由以下各物組成之化學機械拋光組合物接觸：(a)由經陰離子聚合物處理之氧化鋁粒子組成之研磨劑，其中該陰離子聚合物為聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸，(b)α-羥基羧酸，(c)使至少一種金屬氧化之氧化劑，(d)0.01重量%至0.2重量%之聚丙烯酸，(e)視情況選用之含鈣化合物，(f)視情況選用之殺生物劑，(g)視情況選用之pH值調節劑，及(h)水，其中該拋光組合物具有2至6之pH值，(ii)在該拋光墊與該基板之間存在該化學機械拋光組合物的情況下相對於該基板移動該拋光墊，及(iii)研磨該基板之至少一部分以將該基板拋光。
  10. 如請求項9之方法，其中該拋光組合物含有0.1重量%至1重量%之研磨劑。
  11. 如請求項9之方法，其中該α-羥基羧酸為乳酸。
  12. 如請求項11之方法，其中該拋光組合物含有0.5重量%至2重量%之乳酸。
  13. 如請求項9之方法，其中該氧化劑係選自由過氧硫酸 銨、硝酸鐵及其組合組成之群。
  14. 如請求項9之方法，其中該氧化劑為過氧化氫。
  15. 如請求項9之方法，其中該拋光組合物含有0.001重量%至0.05重量%之含鈣化合物。
  16. 如請求項9之方法，其中該拋光組合物具有2至4之pH值。
  17. 如請求項9之方法，其中該基板包含至少一層鋁，且移除該鋁之至少一部分以將該基板拋光。
  18. 如請求項17之方法，其中該基板進一步包含至少一層鈦，且移除該鈦之至少一部分以將該基板拋光。
  19. 如請求項17之方法，其中該基板進一步包含至少一層介電材料，且移除該介電材料之至少一部分以將該基板拋光。
  20. 如請求項9之方法，其中該基板包含至少一層鋁及銅之合金，且移除鋁及銅之該合金之至少一部分以將該基板拋光。
  21. 一種將一基板化學機械拋光之方法，該方法包含：(i)提供一包含至少一層鋁、鈦或鋁及銅之合金的基板，(ii)使該基板與一拋光墊及包含以下各物之化學機械拋光組合物接觸：(a)由經陰離子聚合物處理之氧化鋁粒子組成之研磨劑，其中該陰離子聚合物為聚(2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸， (b)α-羥基羧酸，(c)使至少一種金屬氧化之氧化劑，(d)0.01重量%至0.2重量%之聚丙烯酸，(e)視情況選用之含鈣化合物，(f)視情況選用之殺生物劑，(g)視情況選用之pH值調節劑，及(h)水，其中該拋光組合物具有2至6之pH值，(iii)在該拋光墊與該基板之間存在該化學機械拋光組合物的情況下相對於該基板移動該拋光墊，及(iv)研磨該基板之至少一部分以將該基板拋光。
  22. 如請求項21之方法，其中該基板包含至少一層鋁，且移除該鋁之至少一部分以將該基板拋光。
  23. 如請求項22之方法，其中該基板進一步包含至少一層鈦，且移除該鈦之至少一部分以將該基板拋光。
  24. 如請求項22之方法，其中該基板進一步包含至少一層介電材料，且移除該介電材料之至少一部分以將該基板拋光。
  25. 如請求項21之方法，其中該基板包含至少一層鋁與銅之合金，且移除該鋁與銅之合金之至少一部分以將該基板拋光。
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