TWI510579B - 水性拋光劑及其在用於拋光圖案化及非結構化金屬表面的方法的用途 - Google Patents

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Description

水性拋光劑及其在用於拋光圖案化及非結構化金屬表面的方法的用途
本發明係關於一種新穎水性拋光劑及其在用於拋光，特別用於化學機械拋光(CMP)圖案化及非結構化金屬表面的新穎方法的用途。
積體電路(IC)係由結構化半導電、不導電及導電薄層所組成。此等圖案化層按慣例係藉由例如蒸氣沈積法塗覆一層材料及藉由微石版印刷法使該層圖案化而製備。以各種半導電、不導電及導電層化材料的組合方式製造電子電路元件，諸如電晶體、電容器、電阻器及導線。
IC及其功能的品質特別取決於可經塗覆且圖案化的各層材料之精確度而定。
然而，隨著層數量增加，層的平坦度顯著降低。此導致IC的一或多個功能元件失效且因此使整個IC在達到某些層數量之後失效。
層的平坦度降低係由新層增建於已圖案化之層的頂部上而引起。高度差係由圖案化產生，其可以每層累加至0.6微米。此等高度差係從層至層累加且促使緊接的下一層不可再塗覆於平坦表面上，而只能塗覆於不平坦表面上。最初結果是後續塗覆之層具有不規則厚度。在極端情況下，引起瑕疵、電子功能元件缺陷及缺乏電接點。此外，不平坦的表面導致隨著圖案化的問題。為了能夠產生足夠小之圖案，極敏銳的聚焦深度為微石版印刷法步驟中必要的。然而，此等圖案僅可以敏銳度成像於平坦表面上。越偏離平坦度的位置，影像變得越暗。
為了解決此問題，進行所謂的化學機械拋光(CMP)。CMP係藉由移除層的突出特徵直至獲得平坦層而引起圖案化表面的總體平坦化。因為此平坦化，所以後續的增建可發生在不顯出高度差的平坦表面頂部上，且保持圖案化及IC元件功能性的精確度。
總體平坦化的典型實例為介電質CMP、磷化鎳CMP及矽或聚矽CMP。
除了以總體平坦化克服微石版印刷困難以外，有兩種用於CMP的其他重要的應用。一種為製造微結構。此應用的典型實例為銅CMP、鎢CMP或淺槽隔離(STI)CMP，特別為下文所述之金屬鑲嵌方法(Damascene process)。另一種為缺陷校正或消除，例如藍寶石CMP。
CMP方法步驟係借助於特殊的拋光機、拋光墊及在所屬技術領域中亦被稱為拋光漿料或CMP漿料之拋光劑來進行。CMP漿料為組成物，其與拋光墊的組合引起欲拋光之材料的移除。
在具有半導體層之晶圓欲拋光的情況下，對此方法步驟的精確度要求及因此對CMP漿料的要求設定特別嚴格。
使用一系列參數評估CMP漿料的效率及特徵化彼等活性。材料移除速率(MRR)，即移除欲拋光之材料的速度；選擇性，即欲拋光之材料的移除速率對其他存在材料的移除速率之比率；在晶圓內的移除均一性(WIWNU；在晶圓內的不均一性)及從晶圓至晶圓的移除均一性(WTWNU；晶圓至晶圓的不均一性)以及單位面積的缺陷數量屬於此等參數。
銅鑲嵌方法漸增地用於製造IC(參閱例如歐洲專利申請案EP 1 306 415 A2的第2頁第[0012]段)。為了製造銅電路通道，有必要在此方法中借助於CMP漿料以化學機械方式移除銅層，此方法在所屬技術領域中亦被稱為〝銅CMP方法〞。將完成的銅電路通道嵌入介電質中。按慣例將障壁層設置在銅與介電質之間。
在此等CMP方法中按慣例使用的CMP劑或漿料含有經分散之膠態無機粒子作為研磨材料，諸如二氧化矽粒子。
例如，美國專利申請案US 2006/0243702 A1揭示一種CMP漿料，其含有：
-膠態二氧化矽作為研磨材料，
-有機聚合物粒子，諸如聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯粒子，其可與膠態二氧化矽整合，以形成複合粒子，
-氧化劑，諸如過氧化氫，
-水溶性聚合物化合物，諸如聚乙烯吡咯啶酮或聚乙烯醇，
-第一錯合劑，與銅形成不溶水性錯合物，具有少於3奈米/分鐘之濕蝕刻速率且充當保護膜形成劑，諸如喹哪啶酸(quinaldinic acid)、喹啉酸、苯并三唑BTA、苯并咪唑、7-羥基-5-甲基-1,3,4-三氮雜吲吊、菸鹼酸及2-吡啶甲酸，
-第二錯合劑，與銅形成水溶性錯合物，具有少於3奈米/分鐘之濕蝕刻速率且充當拋光促進劑，諸如胺基酸，例如甘胺酸、丙二酸或色胺酸，或有機酸，諸如甲酸、乳酸、乙酸、酒石酸、反丁烯二酸、乙醇酸、苯二甲酸、順丁烯二酸、草酸、檸檬酸、蘋果酸、丙二酸或麩胺酸，或彼等與氨、乙二胺或四甲基氫氧化銨TMAH之鹼性鹽類，及
-界面活性劑。
然而，有許多與使用無機粒子有關聯的缺點。由於粒子的高密度，使彼等具有從其水性分散液沉降的傾向。因此，各自的CMP劑或漿料可能不安定。此外，此等CMP劑無法適當地控制在表面上不同的材料之間的凹陷(dishing)和侵蝕、腐蝕、表面缺陷、拋光速率及選擇性。無機粒子及彼之聚集體很常在經拋光表面中引起刮痕。然而，出於明顯的理由而必須避免此等刮痕。此外，第一錯合劑及第二錯合劑的各種量必須非常小心地予以平衡：若選擇太高的第一錯合劑量，則MRR下降至不希望的程度(在極端的情況中向下至0奈米/分鐘)；若選擇太高的第二錯合劑量，則靜態蝕刻速率SER增加至不希望的程度。兩種效果導致不利的平坦化效率下降。
此等問題已藉由使用有機粒子作為研磨材料而改善至某種程度。
例如，歐洲專利申請案EP 0 919 602 A1揭示一種CMP漿料，其包含：
-聚合物粒子，其係藉由乳液聚合而製備且含有官能基，諸如醯胺基、羥基、甲氧基或縮水甘油基，
-氧化劑，諸如過氧化氫，及
-錯合劑，與銅形成水溶性錯合物，諸如氟化銨、乙醯丙酮、檸檬酸、酒石酸、甘胺酸、兒茶酚、離胺酸及2-胺基乙烷磺酸。
類似的CMP漿料係由歐洲專利申請案EP 1 036 836 A1揭示，該CMP漿料含有：
-聚合物粒子，其係藉由乳液聚合而製備且含有親水性官能基，例如由共聚合之甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇甲基丙烯酸甲氧酯、4-乙烯吡啶所組成且含有胺基、吡啶基、聚醚及酯基之聚合物粒子，
-膠態無機粒子，諸如發煙二氧化矽粒子，
-氧化劑，諸如過氧化氫，及
-有機酸，諸如對-甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、異戊二烯磺酸、葡萄糖酸、乳酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、乙醇酸、丙二酸、甲酸、草酸、琥珀酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、苯二甲酸、喹哪啶酸、喹哪啶酸、喹啉酸、菸鹼酸及2-吡啶甲酸，用於改進拋光速率。
強制使聚合物粒子的ζ電位及無機粒子的ζ電位具有相反的符號，使得兩種粒子以靜電方式鍵結，以形成錯合物粒子。然而，此可引起不希望的粒子黏聚。
此外，歐洲專利EP 1 077 240 B1揭示包含一種CMP漿料，其包含：
-聚合物粒子，其係藉由烯烴系不飽和共單體的基聚合而製備且含有可與欲拋光之表面的金屬反應的官能基，諸如胺基、吡啶基或丙烯醯胺基，
-錯合劑，諸如苯并三唑BTA、甲苯基三唑、硫脲、苯并咪唑、苯并弗羅染(benzofloxane)、1,2,3-苯并噻二唑、2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并噻二唑、2-巰基苯并唑、三聚氰胺、柳醛肟、鄰-苯二胺、間-苯二胺、兒茶酚及鄰-胺酚，
-氧化劑，諸如過硫酸鉀，及
-充當鈍化劑的錯合劑，其係選自由錯合劑所組成之群組，特別為柳醛肟、苯并三唑BTA、喹哪啶酸及/或7-羥基-5-甲基-1,3,4-三氮雜吲吊。
然而，污斑問題以已知的CMP漿料未完全解決。由於高密度的官能基，諸如胺基或吡啶基，使得聚合物粒子被強力地吸收在欲拋光之金屬表面上，特別為銅表面，一方面，此吸收有助於增加材料移除速率MRR，但是另一方面，其留下有污斑的經拋光表面。另一方面，時常發生沒有污斑出現，但是接著MRR可變得如此低至不切實際；在極端的情況中，MRR下降至0奈米/分鐘。此外，當一些已知的CMP漿料亦必須含有無機膠態粒子時，仍有刮痕的危險存在。
刮痕的問題可以從國際專利申請案WO 2005/014753 A1已知的CMP漿料解決至某種程度，且該漿料包含：
-有機聚合物粒子，其係由三聚氰胺-甲醛樹脂所組成，以及有機非聚合物粒子，其係由三聚氰胺、三聚氰胺衍生物，諸如乙醯胍胺、苯并胍胺和二氰二醯胺所組成，及彼之鹽類作為研磨材料，
-氧化劑，
-螯合劑，諸如聚胺，如乙二胺、2,2’-聯吡啶或二乙撐三胺；聚胺基羧酸，如氮基三乙酸、乙二胺四乙酸或二乙撐三胺五乙酸及彼之鈉或鉀鹽；及胺基酸，如甘胺酸，及
-鈍化劑，如磷酸鹽、苯并三唑BTA、苯并噻唑、1H-苯并三唑乙腈、苯并三唑-5-羧酸、2(3H)-苯并噻唑酮及1H-苯并三唑-1-甲醇。
咸信此先前技術之CMP漿料的三聚氰胺粒子在CMP期間受到欲拋光之表面上處於高峰下的剪力而破裂。在此方式中，在此等位置上當場產生高濃度三聚氰胺，其濃度依次導致高的材料移除速率MRR。然而，靜態蝕刻速率SER亦為高值，由此降低平坦化效率。除此以外，CMP漿料仍可在經拋光之表面上留下污斑。此外，當使用太高的有機非聚合物粒子量時，可降低氧化劑的有效濃度。
本發明的目的
本發明的目的係提供用於拋光，特別用於CMP圖案化及非結構化金屬表面的新穎水性拋光劑，較佳地用於拋光圖案化金屬表面，更佳地用於拋光嵌入介電質材料中的金屬圖案，特別地用於拋光含銅圖案，該新穎拋光劑不顯出先前技術的缺點。
特別地，新穎水性拋光劑應具有極佳的拋光效率，不在銅鑲嵌方法期間引起凹陷。新穎水性拋光劑不應該顯出不希望的腐蝕效果且不應該在欲拋光之材料中招致缺陷、刮痕和坑洞。
另外，新穎水性拋光劑不應該在經拋光表面上留下污斑且顯出低的靜態蝕刻速率SER和高的材料移除速率MRR，使得具有高的平坦化效率。
此外，本發明的目的係提供一種新穎拋光方法，較佳為用於拋光的新穎CMP方法，較佳地用於化學與機械拋光圖案化及非結構化金屬表面，較佳為圖案化金屬表面，最佳為嵌入介電質材料中的金屬表面，而特別為含銅結構，該新穎拋光方法不再顯出先前技術的缺點，且不招致欲拋光之材料中的凹陷，且不導致不希望的腐蝕及在欲拋光之材料中的缺陷、刮痕和坑洞，且顯出高的平坦化效率及不在經拋光表面上留下污斑。
據此，頃發現新穎水性拋光劑，其包含：
(A)至少一種類型的固體聚合物粒子作為研磨劑，該聚合物粒子係細微地分散於水相中且含有
-側官能基(a1)，其能夠與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物強力交互作用且與該金屬形成強錯合物，及
-側官能基(a2)，其能夠與欲拋光之表面的金屬的強力交互作用低於官能基(a1)；及
(B)至少一種有機非聚合物化合物作為錯合劑，該化合物係溶解於水相中且能夠
-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用，
-與該金屬形成強的水溶性錯合物，及
-隨著化合物(B)在水性拋光劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的材料移除速率MRR和靜態蝕刻速率SER增加。
該新穎水性拋光劑在下文被稱為〝本發明的CMP劑〞。
另外，頃發現用於化學與機械拋光圖案化及非結構化金屬表面的新穎方法，其包含以下步驟：
(I)選擇至少一種類型的固體聚合物粒子(A)作為研磨劑，其可細微地分散於水相中且能夠
-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物強力交互作用，及
-與欲拋光之表面的金屬形成強錯合物；
(II)選擇至少一種有機非聚合物化合物(B)作為錯合劑，其可溶解於水相中且能夠
-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用，
-與該金屬形成強的水溶性錯合物，及
-隨著化合物(B)在水性拋光劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的材料移除速率MRR和靜態蝕刻速率SER增加；
(III)製備含有固體聚合物粒子(A)及錯合劑(B)的水性拋光劑；及
(V)以化學與機械拋光該金屬表面。
用於化學與機械拋光圖案化及非結構化表面的新穎方法在下文被稱為〝本發明的CMP方法〞。
最後但同樣重要的是頃發現用於製造含有積體電路的晶圓之本發明的CMP劑及本發明的CMP方法的用途，該用途在下文被稱為〝本發明的用途〞。
本發明的優點
鑑於以上討論的先前技術，令熟習所屬技術領域者驚訝且不可預期的是構成本發明基礎的目的可藉由本發明的CMP劑、CMP方法及用途來解決。
特別地，令人驚訝的是本發明的CMP劑極適合於CMP圖案化及非結構化金屬表面，較佳為圖案化金屬表面，更佳為嵌入介電質材料中的金屬圖案，特別為含銅圖案，並不顯出先前技術的缺點。
特別地，本發明的CMP劑具有極佳的拋光效率，不在銅鑲嵌方法期間引起凹陷。本發明的CMP劑不顯出不希望的腐蝕效果且不招致在欲拋光之材料中的缺陷、刮痕和坑洞。
另外，本發明的CMP劑不在經拋光表面上留下污斑且顯出低的靜態蝕刻速率SER和高的材料移除速率MRR，使得具有高的平坦化效率。
此外，本發明的CMP方法亦極適合於拋光，較佳為化學與機械拋光圖案化及非結構化金屬表面，較佳為圖案化金屬表面，最佳為嵌入介電質材料中的金屬表面，而特別為含銅結構，並不再顯出先前技術的缺點。特別地，該方法不招致在欲拋光之材料中的凹陷，且不導致不希望的腐蝕及在欲拋光之材料中的缺陷、刮痕和坑洞，顯出高的平坦化效率及不在經拋光表面上留下污斑。
本發明的CMP劑及CMP方法極適合於製造含銅鑲嵌圖案之晶圓，全部皆依照本發明的用途。因此，可在超高密度積體電路(IC)的製造中達成極其高的製造效率。
本發明的CMP劑係以小心選擇的其基本組份(A)及(B)為基準。
本發明的CMP劑包括至少一種類型，較佳為一種類型的固體聚合物粒子(A)作為第一基本組份。
固體聚合物粒子(A)在下文所述之本發明的CMP方法的條件下是安定的。術語〝安定〞意味所關注之固體聚合物粒子(A)既不部分亦不完全受到本發明的CMP劑的其它成分和欲拋光之材料的化學作用破壞及受到拋光期間於壓力下的機械效果(特別在本發明的CMP方法期間的剪力)破壞。
固體聚合物粒子(A)的性質可藉由下文所述之粒子(A)的分子量、表面功能性、玻璃轉換溫度及結構的選擇而調整。
較佳地，數量平均分子量是高值，更佳為大於10,000道爾頓(Dalton)，更佳為大於100,000道爾頓，而最佳為大於1,000,000道爾頓。在經交聯之固體聚合物粒子(A)的情況中，數量平均分子量理論上是無限的。
較佳地，彼之玻璃轉換溫度大於室溫，更佳為大於50℃，而最佳為大於100℃，如以微差掃描量熱法DSC所測量。
固體聚合物粒子(A)係細微地分散於本發明的CMP劑之水相中。彼之粒徑可寬廣地變化。較佳地，彼等具有從1至500奈米，更佳為5至300奈米，最佳為10至250奈米，而特別為20至200奈米之範圍內的粒徑，如以HPPS動態光散射所測量。
粒徑分布可為單峰或多峰，特別為雙峰。為了在本發明的CMP方法期間具有可輕易再現的性質輪廓及可輕易再現的條件，以單峰粒徑分布最特別佳。粒徑分布亦可寬廣地變化。為了在本發明的CMP方法期間具有可輕易再現的性質輪廓及可輕易再現的條件，以窄粒徑分布較佳。最佳地，平均粒徑d50 係在從2至450奈米，更佳為10至250奈米，最佳為20至200奈米，而特別為25至150奈米之範圍內，如以HPPS動態光散射所測量。
固體聚合物粒子(A)能夠與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用。〝交互作用〞(〝interaction〞或〝interacting〞)意味固體聚合物粒子(A)對該金屬表面及/或在本發明的CMP方法期間所產生之其頂部上的金屬氧化物具有強的親和性，且被該表面以物理及/或化學吸附。物理吸附係由例如靜電吸引及/或凡得瓦力而完成。化學吸附係由例如形成離子或共價鍵而完成。
在本發明的上下文中，術語〝金屬〞亦包括金屬合金。較佳地，金屬就以下半反應而言具有E0 ＞-0.1伏特的標準還原電位，較佳為＞0伏特，最佳為＞0.1伏特，而特別為＞0.2伏特：M←→Mn+ +n e- ，其中n=從1至4之整數及e- =電子。
E0 ＞-0.1的此等標準還原電位的實例陳列於1998-1999年的第79版CRC Handbook of Chemistry and Physics，CRC Press LLC,Electrochemical Series,8-21至8-31中。
較佳地，金屬係選自由以下各物組成之群組：Ag、Au、Bi、Cu、Ge、Ir、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Ru、Tl及W，最佳為Ag、Au、Cu、Ir、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Ru及W。金屬特別為銅。
固體聚合物粒子(A)的交互作用係以能夠與欲拋光之表面頂部上的金屬及金屬氧化物強力交互作用且此外其能夠與該金屬形成強錯合物的側官能基(a1)的方式完成，及亦以能夠與欲拋光之表面的金屬的交互作用低於官能基(a1)的側官能基(a2)的方式完成。
側官能基(a1)可與零價金屬原子及/或各自的金屬陽離子形成強錯合物。〝強〞意味錯合物由於高的熱力學及/或動力學安定性而具有非常低的解離常數，使得化學平衡向錯合物一方移動。
側官能基(a2)可與零價金屬原子及/或各自的金屬陽離子僅形成弱錯合物，或彼等根本不可形成錯合物，因為彼等必須與側官能基(a1)競爭金屬原子及/或金屬陽離子。
較佳地，側官能基(a1)為連接至固體聚合物粒子(A)的聚合物鏈的末端基團及/或側基團。原則上，可使用任何能夠在零價金屬原子或金屬陽離子，特別為銅及銅陽離子之間形成強鍵的基團作為側官能基(a1)。更佳地，官能基為陽離子基團或能夠在酸性水相中形成陽離子的基團。最佳地，側官能基(a1)係選自由以下各物組成之群組：一級、二級和三級胺基及四級銨基團。
較佳地，側官能基(a2)亦為連接至固體聚合物粒子(A)的聚合物鏈的末端基團及/或側基團。原則上，可使用任何與欲拋光之表面的金屬，特別與銅的強力交互作用低於側官能基(a1)的基團。
更佳地，側官能基(a2)不與側官能基(a1)在例如形成離子或共價鍵下及/或在形成更小分子，例如水或二氧化碳下反應。甚至更佳地，側官能基(a2)為親水性。最佳地，彼等係選自由以下各物組成之群組：陰離子基團、能夠在鹼存在下形成陰離子的基團及中性施體基團。
最特別佳地，陰離子基團(a2)係選自由以下各物組成之群組：羧酸鹽、磺酸鹽和膦酸鹽基團；能夠在鹼存在下形成陰離子的基團(a2)係選自由以下各物組成之群組：羧酸、磺酸和膦酸基團；及中性施體基團(a2)係選自由以下各物組成之群組：羥基、脂族和芳族醚基團(諸如甲氧基和苯氧基)及脂族和芳族聚醚基團(諸如聚(環氧乙烷)及聚(苯醚)基團)。
形成強錯合物的固體聚合物粒子(A)的能力亦受到彼之聚合物鏈的化學本性、彼之外形及彼之結構的影響。
因此，固體聚合物粒子(A)可具有不同的形狀。例如，該粒子可具有立方體、具有削邊之立方體、八面體、二十面體、不規則球粒(nodule)或有或沒有突起或缺口之球體的形狀。較佳地，彼等為沒有或僅非常少突起或缺口之球形，因為此形狀增加對本發明的CMP方法期間暴露於粒子的機械力之抵抗性及對本發明的CMP劑的其他組份之化學安定性二者。
此外，該等粒子可為均勻材料或非均勻材料，諸如複合材料或具有核-殼結構之材料。彼等可為空心或密實的。或者彼等可具有海綿狀結構，具有能夠吸收金屬原子或陽離子的高比表面積。較佳地，彼等為密實的，因為密實性增加粒子(A)對機械力之抵抗性及彼之化學安定性二者。
另外，該等粒子可具有樹枝狀聚合物結構，在樹枝狀聚合物結構周圍具有很多官能基。或者，彼等可含有未交聯、糾纏、直鏈或輕微支鏈化之聚合物鏈或由該等所組成。較佳地，彼等含有經交聯聚合物鏈或由該等所組成，因為此進一步增加粒子(A)對機械力之抵抗性及彼之化學安定性二者。
較佳地，固體聚合物粒子(A)係選自含有聚合物鏈或由該等所組成之經交聯聚合物群組，該聚合物鏈係選自由以下各物組成之群組：由縮合反應可獲得的共聚物和聚合物(A1)、由加成反應可獲得的共聚物和聚合物(A2)及由烯烴系不飽和單體之陰離子、陽離子或基聚合可獲得的聚合物和共聚物(A3)。
更佳地，固體聚合物粒子(A)係由選自以下各物組成之群組的聚合物鏈所組成：縮合共聚物和聚合物(A1)及/或加成共聚物和聚合物(A2)及由烯烴系不飽和單體之陰離子、陽離子或基聚合可獲得的共聚物和聚合物(A3)。
更佳地，共聚物和聚合物(A3)係由烯烴系不飽和共單體之陰離子、陽離子或基共聚合可獲得，最佳地由烯烴系(特別為乙烯系)不飽和共單體在溶液、乳液或懸浮液(特別為乳液)中的基共聚合可獲得。最佳地，共單體中至少一者含有至少兩個用於共聚物鏈(A3)交聯的烯烴系(特別為乙烯系)不飽和基團。
聚合物鏈(A1)、(A2)及(A3)本身可選自由以下各物組成之群組：直鏈、支鏈或似梳狀聚合物鏈。在共聚物的情況中，彼等可含有以統計、交替及/或似嵌段分布的經共聚合單體。
較佳地，縮合共聚物和聚合物(A1)及加成共聚物和聚合物(A2)係選自由以下各物組成之群組：聚酯、醇酸樹脂、聚胺甲酸酯、聚內酯、聚碳酸酯、聚醚、環氧樹脂-胺加成物、聚脲、聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯-聚胺甲酸酯、聚醚-聚胺甲酸酯及聚酯-聚醚-聚胺甲酸酯。
較佳地，由烯烴系不飽和單體及共單體之陰離子、陽離子及基聚合所獲得的共聚物和聚合物(A3)係選自以下各群組：丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯聚合物和共聚物，特別為丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯共聚物。該共聚物可含有除了丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯共單體以外的少量烯烴系不飽和共單體，例如乙烯基芳族化合物。此等聚合物和共聚物(A3)係敘述於例如歐洲專利EP 1 077 240 B1的第3頁第[0018]段至第4頁第[0028]段及第4頁第[0032]段至第6頁第[0046]段中。
特別佳的是側官能基(a1)及(a2)係濃縮在固體聚合物粒子(A)的外表面上。
更特別佳的是側官能基(a1)及(a2)係濃縮在不同的寡聚物及/或聚合物次單元(a1)及(a2)中。
甚至更特別佳的是側官能基(a1)及(a2)係連接至固體聚合物粒子(A)中的聚合物次單元(a3)，特別為經交聯聚合物次單元(a3)，較佳地藉由共價鍵連接。
甚至更特別佳的是經交聯聚合物次單元(a3)基本上或完全沒有側官能基(a1)及(a2)。
寡聚物及聚合物次單元(a1)、(a2)及(a3)可從以下各物組成之群組衍生而來：從上文所述之寡聚物及聚合物(A1)、(A2)及(A3)衍生之寡聚物及聚合物鏈。較佳地，次單元(a3)係選自從聚合物(A)衍生之聚合物鏈群組。
較佳地，寡聚物及聚合物次單元(a1)係從選自由以下各物組成之群組的寡聚物及聚合物(A1)可獲得：聚合物鹼性胺基酸(更佳為聚離胺酸、聚精胺酸及聚組胺酸，最佳為聚離胺酸)及聚亞胺，最特別佳地使用聚離胺酸。
較佳地，寡聚物及聚合物次單元(a2)係從選自由以下各物組成之群組的寡聚物及聚合物(A1)、(A2)及(A3)可獲得：聚乙烯醇、聚醚(更佳為聚(環氧乙烷))、聚合物酸性胺基酸(更佳為聚麩胺酸和聚天冬胺酸)及含有至少一種羧酸、磺酸和膦酸基團之烯烴系不飽和單體的寡聚物及聚合物(更佳為聚乙烯磺酸、聚乙烯膦酸、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，特別為聚丙烯酸)，最特別佳地使用聚乙烯醇。
最特別佳地使用的固體聚合物粒子(A)係從單體混合物製備共聚物次單元(a3)可獲得，該單體混合物包含至少一種具有至少一種互補式官能基(a4)，較佳為吖環丙烷基團或環氧乙烷基團，更佳為環氧乙烷基團的單體，該官能基(a4)能夠與官能基(a1)及(a2)在至少一種次單元(a1)前驅寡聚物或聚合物及至少一種次單元(a2)前驅寡聚物或聚合物存在下反應。
較佳地，具有至少一種互補式官能基(a4)的單體係選自由以下各物組成之群組：丙烯酸縮水甘油酯及甲基丙烯酸縮水甘油酯，最佳地使用甲基丙烯酸縮水甘油酯。
在本發明的上下文中，術語〝寡聚物〞(〝oligomeric〞或〝oligomer〞)意味所關注之材料具有不超過12之平均聚合物，反之，術語〝聚合物〞(〝polymeric〞或〝polymer〞)意味所關注之材料具有超過12之平均聚合物
本發明的CMP劑可含有呈變化量的第一基本組份，亦即固體聚合物粒子(A)。第一基本組份(A)的量較佳從0.1至20重量%，更佳為0.2至15重量%，最佳為0.3至10重量%，而特別為0.5至5重量%，各值係以本發明所提供的CMP劑的完整重量為基準計。
本發明的CMP劑含有至少一種，特別為一種有機非聚合物化合物(B)作為第二基本組份。有機非聚合物化合物(B)亦被稱為〝錯合劑(B)〞。
可將錯合劑(B)溶解在本發明的CMP劑之水相中。其能夠與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用。〝交互作用〞(〝interaction〞或〝interacting〞)意味錯合劑(B)對該金屬表面及/或在本發明的CMP方法期間所產生之其頂部上的金屬氧化物具有強的親和性。此外，其能夠與該金屬，特別與銅形成強的水溶性錯合物。此等強錯合物可以零價金屬原子及/或各自的金屬陽離子形成。〝強〞意味錯合物由於高的熱力學及/或動力學安定性而具有非常低的解離常數，使得化學平衡向錯合物一方移動。
基本上錯合劑(B)隨著錯合劑(B)在本發明的CMP劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的材料移除速率MRR增加，特別在本發明的CMP方法的條件下。
此外，亦於基本上錯合劑(B)隨著錯合劑(B)在本發明的CMP劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的靜態蝕刻速率SER增加。
熟習所屬技術領域者可藉由改變錯合劑(B)的量，留下本發明的CMP劑的所有其他組份的量不變及測量本發明各自的CMP劑的MRR和SER而選擇適合的錯合劑(B)。
原則上，具有上述性質輪廓的所有有機非聚合物化合物皆可被選擇作為錯合劑(B)。
較佳地，錯合劑(B)係選自由以下各物組成之群組：聚胺、羧酸、聚胺基羧酸及鹼性胺基酸。
更佳地，聚胺(B)係選自由以下各物組成之群組：乙二胺、丙二胺及二乙撐三胺。
更佳地，羧酸(B)係選自由以下各物組成之群組：對-甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、異戊二烯磺酸、葡萄糖酸、乳酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、乙醇酸、丙二酸、甲酸、草酸、琥珀酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸及苯二甲酸。
更佳地，聚胺基羧酸(B)係選自由以下各物組成之群組：氮基三乙酸、乙二胺四乙酸及二乙撐三胺五乙酸。
更佳地，胺基酸(B)係選自由以下各物組成之群組：甘胺酸、離胺酸、精胺酸及組胺酸，最佳為甘胺酸及離胺酸。
特別佳地使用胺基酸(B)，最特別佳地使用甘胺酸。
此外，本發明的CMP劑可含有至少一種在所屬技術中按慣例用於CMP的額外組份(C)。較佳地，額外組份(C)係選自由以下各物組成之群組：氧化劑、界面活性劑、多價金屬離子、pH調節劑、以二氰二醯胺和含有至少一個一級胺基之三為主的固體粒子及固體無機粒子，更佳為氧化劑及pH調節劑。較佳地使用已知的有效量之額外組份(C)。
適合的氧化劑(C)及彼之有效量係從例如歐洲專利申請案EP 1 036 836 A1的第8頁第[0074]及[0075]段已知。較佳地使用有機及無機過氧化物，更佳為無機過氧化物。特別地使用過氧化氫。
適合的界面活性劑(C)及彼之有效量係從例如國際專利申請案WO 2005/014753 A1的第8頁第23行至第10頁第17行已知。
適合的多價金屬離子(C)及彼之有效量係從例如歐洲專利申請案EP 1 036 836 A1的第8頁第[0076]至第9頁第[0078]段已知。
適合的pH調節劑(C)係從例如歐洲專利申請案EP 1 036 836 A1的第8頁第[0080]、[0085]及[0086]段，或國際專利申請案WO 2005/014753 A1的第12頁第19至24行已知。最佳地，將本發明的CMP劑的pH調整至3至7，特別為4至6。
以二氰二醯胺和含有至少一個一級胺基之三為主的適合的固體粒子(C)及彼之有效量係從例如國際專利申請案WO 2005/014753 A1及WO 2006/074248 A2已知。
可用作為無機研磨粒子的適合的固體無機粒子(C)及彼之有效量係從例如國際專利申請案WO 2005/014753 A1的第12頁第1至8行已知。然而，特別佳的是本發明的CMP劑不含有任何固體無機粒子(C)。
本發明的CMP劑較佳地係在本發明的CMP方法的過程中製備，該製備包含以下步驟：
(I)選擇至少一種類型的固體聚合物粒子(A)作為研磨劑，特別如上文所述之固體聚合物粒子(A)，其可細微地分散於水相中且能夠
-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物強力交互作用，及
-與欲拋光之表面的金屬形成強錯合物；
(II)選擇至少一種有機非聚合物化合物(B)作為錯合劑，較佳為如上文所述之錯合劑(B)，其可溶解於水相中且能夠
-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用，
-與該金屬形成強的水溶性錯合物，及
-隨著化合物(B)在水性拋光劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的材料移除速率MRR和靜態蝕刻速率SER增加；
(IIa)視需要選擇至少一種額外組份(C)，特別為如上文所述之額外組份(C)；
(III)製備含有固體聚合物粒子(A)及錯合劑(B)的水性拋光劑；及
(IV)以化學與機械拋光該金屬表面。
本發明的CMP劑的製備不顯出任何特殊性，但可藉由將上述成分(A)及(B)和視需要之(C)溶解或分散在水性介質中，特別為去離子水中來進行。就此目的而言，可使用習知且標準的混合方法及混合裝置，諸如攪拌容器、聯機溶解器、高剪力葉輪、超聲波混合器、均勻器噴嘴或逆流混合器。較佳地，將因此獲得的本發明的CMP劑經由適當網孔的過濾器過濾，以移除粗粒狀粒子，諸如細微分散之固體研磨劑(A)的黏聚物或聚集體。
本發明的CMP劑係用於最多樣的圖案化及非結構化，特別為用於圖案化金屬表面的CMP。
較佳地，圖案化金屬表面係由金屬圖案及金屬-介電質圖案所組成。最佳地，金屬圖案及金屬-介電質圖案含有至少一種，特別為一種選自由如上述定義之金屬及彼之合金所組成之群組的金屬材料或由該等所組成。特別地使用銅作為金屬。
可使用按慣例使用的有機及無機介電質作為介電質。適合的介電質實例係從歐洲專利申請案EP 1 306 415 A2第4頁第[0031]段已知。特別地使用二氧化矽作為介電質。
特別地，金屬-介電質圖案係關於在用於製造具有IC，特別為超高密度IC之晶圓的銅鑲嵌方法中所使用的銅-介電質圖案。
如所屬技術領域中已知，金屬-介電質圖案，特別為銅-介電質圖案可含有按慣例使用的障壁層。適合的障壁層實例係從歐洲專利申請案EP 1 306 415 A2第4頁第[0032]段已知。
本發明的拋光方法不顯出任何特殊性，但可以按慣例用於製造具有IC之晶圓的CMP的方法及設備來進行。
如所屬技術領域中已知，用於CMP的典型設備係由拋光墊覆蓋之旋轉滾筒所組成。將晶圓以其上面朝下面向拋光墊架設於托架或夾盤上。以托架固定晶圓於水平位置上。拋光與固持裝置的此特殊配置亦稱為硬式滾筒設計。托架可制動位於托架之制動表面與不欲拋光之晶圓表面之間的托架墊。此墊可作為晶圓之緩衝墊操作。
在托架下方，較大直徑的滾筒通常亦水平放置且呈現與欲拋光之晶圓平行的表面。其拋光墊在平坦化過程期間接觸晶圓表面。在本發明的CMP方法期間，將本發明的水性CMP劑以連續流或逐滴方式塗覆於拋光墊上。
使得托架與滾筒二者圍繞彼等從托架及滾筒垂直延伸的各自軸旋轉。旋轉托架軸可相對於旋轉滾筒而保持在適當的位置不動或可相對於滾筒水平振盪。托架的旋轉方向典型地(儘管不必然)與滾筒的旋轉方向相同。托架及滾筒的旋轉速度通常(儘管不必然)設定為不同值。
滾筒的溫度按慣例設定在介於10℃與70℃之間的溫度。
關於更多細節，參考國際專利申請案WO 2004/063301 A1，特別在連同圖1的第16頁第[0036]段至第18頁第[0040]段。
具有包含銅鑲嵌圖案之IC的晶圓可以本發明的CMP方法及本發明的CMP劑的方式獲得，該晶圓具有極佳的功能性。
項目1
一種水性拋光劑，其包含：
(A)至少一種類型的固體聚合物粒子作為研磨劑，該聚合物粒子細微地分散於水相中且含有
-側官能基(a1)，其能夠與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物強力交互作用且與該金屬形成強錯合物，及
-側官能基(a2)，其能夠與欲拋光之表面的金屬的強力交互作用低於官能基(a1)；及
(B)至少一種有機非聚合物化合物作為錯合劑，該化合物溶解於水相中且能夠
-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用，
-與該金屬形成強的水溶性錯合物，及
-隨著化合物(B)在水性拋光劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的材料移除速率MRR和靜態蝕刻速率SER增加。
項目2
根據項目1之水性拋光劑，其特徵在於該側官能基(a1)及(a2)係濃縮在固體聚合物粒子(A)的外表面上。
項目3
根據項目1或2之水性拋光劑，其特徵在於該側官能基(a1)為陽離子基團或能夠在酸性水相中形成陽離子的基團。
項目4
根據項目3之水性拋光劑，其特徵在於該側官能基(a1)係選自由以下各物組成之群組：一級、二級和三級胺基及四級氨基團。
項目5
根據項目1至4中任一項之水性拋光劑，其特徵在於該側官能基(a2)係選自由以下各物組成之群組：陰離子基團、能夠在鹼存在下形成陰離子的基團及中性施體基團。
項目6
根據項目5之水性拋光劑，其特徵在於該陰離子基團(a2)係選自由以下各物組成之群組：羧酸鹽、磺酸鹽和膦酸鹽基團，能夠在鹼存在下形成陰離子的基團(a2)係選自由以下各物組成之群組：羧酸、磺酸和膦酸基團，及中性施體基團(a2)係選自由以下各物組成之群組：羥基、脂族和芳族醚基團及脂族和芳族聚醚基團。
項目7
根據項目1至6中任一項之水性拋光劑，其特徵在於該側官能基(a1)及(a2)係濃縮在不同的寡聚物及/或聚合物次單元(a1)及(a2)中。
項目8
根據項目7之水性拋光劑，其特徵在於該寡聚物及/或聚合物次單元(a1)及(a2)係連接至基本上或完全沒有側官能基(a1)及(a2)的聚合物次單元(a3)。
項目9
根據項目7或8之水性拋光劑，其特徵在於該寡聚物及/或聚合物次單元(a1)及(a2)的主鏈包含選自以下各群組之寡聚物及/或聚合物鏈或由該等所組成：由縮合聚合可獲得的寡聚物及聚合物鏈(A1)、由加成聚合可獲得的寡聚物及聚合物鏈(A2)及由烯烴系不飽和單體之陰離子、陽離子和基聚合可獲得的寡聚物及聚合物鏈(A3)。
項目10
根據項目8或9之水性拋光劑，其特徵在於該聚合物次單元(a3)包含選自以下各群組之聚合物鏈或由該等所組成：由縮合聚合、加成聚合及烯烴系不飽和單體之陰離子、陽離子和基聚合可獲得的聚合物鏈(A3)。
項目11
根據項目8至10中任一項之水性拋光劑，其特徵在於將該聚合物次單元(a3)交聯。
項目12
根據項目7至11中任一項之水性拋光劑，其特徵在於該寡聚物及聚合物次單元(a1)係從由以下各物組成之寡聚物及聚合物群組可獲得：寡聚物及聚合物鹼性胺基酸及聚亞胺，及寡聚物及聚合物次單元(a2)係從由以下各物組成之寡聚物及聚合物群組可獲得：聚乙烯醇、聚醚、聚合物酸性胺基酸及含有至少一種羧酸、磺酸和膦酸基團之烯烴系不飽和單體的寡聚物及聚合物。
項目13
根據項目7至12中任一項之水性拋光劑，其特徵在於該固體聚合物粒子(A)係藉由從包含至少一種具有至少一種互補式官能基(a4)的單體之單體混合物製備聚合物次單元(a3)可獲得，該官能基(a4)能夠與官能基(a1)及(a2)在至少一種次單元(a1)前驅寡聚物或聚合物及至少一種次單元(a2)前驅寡聚物或聚合物存在下反應。
項目14
根據項目13之水性拋光劑，其特徵在於該互補式官能基(a4)為環氧乙烷基團。
項目15
根據項目1至14中任一項之水性拋光劑，其特徵在於該錯合劑(B)係選自由以下各物組成之群組：聚胺、羧酸、聚胺基羧酸及鹼性胺基酸。
項目16
根據項目15之水性拋光劑，其特徵在於該鹼性胺基酸(B)係選自由以下各物組成之群組：甘胺酸、離胺酸、精胺酸及組胺酸。
項目17
根據項目1至16中任一項之水性拋光劑，其特徵在於其含有至少一種選自由以下各物組成之群組的額外組份(C)：氧化劑、界面活性劑、多價金屬離子、pH調節劑、以二氰二醯胺和含有至少一個一級胺基之三為主的固體粒子及固體無機粒子。
項目18
根據項目17之水性拋光劑，其特徵在於該氧化劑係選自由以下各物組成之群組：有機及無機過氧化物。
項目19
根據項目1至18中任一項之水性拋光劑，其特徵在於其pH值係從3至7。
項目20
根據項目1至19中任一項之水性拋光劑，其特徵在於該金屬為銅。
項目21
一種用於化學與機械拋光圖案化及非結構化金屬表面的方法，其包含以下步驟：
(I)選擇至少一種類型的固體聚合物粒子(A)作為研磨劑，其可細微地分散於水相中且能夠
-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物強力交互作用，及
-與欲拋光之表面的金屬形成強錯合物；
(II)選擇至少一種有機非聚合物化合物(B)作為錯合劑，其可溶解於水相中且能夠
-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用，
-與該作為錯合劑之金屬形成強的水溶性錯合物，及
-隨著化合物(B)在水性拋光劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的材料移除速率MRR和靜態蝕刻速率SER增加；
(III)製備含有固體聚合物粒子(A)及錯合劑(B)的水性拋光劑；及
(IV)以化學與機械拋光該金屬表面。
項目22
根據項目21之方法，其特徵在於依照項目1至20中任一項之水性拋光劑係在方法步驟(III)中製備。
項目23
根據項目21或22之方法，其特徵在於其被用於銅鑲嵌方法中。
項目24
一種根據項目1至20中任一項之水性拋光劑及根據項目21至22中任一項之方法的用途，其係用於製造含有積體電路的晶圓。
項目25
根據項目24之用途，其特徵在於該積體電路包含銅鑲嵌圖案。
實施例及比較實施例
合成實施例1(比較)
僅含有與銅強力交互作用的官能基之固體聚合物粒子的製備
將870公克去離子水、35公克含有以溶液為基準計57重量%之聚離胺酸的水溶液及4公克甲酸在氮氣下於室溫下裝入配備有錨式攪拌器，回流冷凝器及用於進料的3個進料管線的2公升反應燒瓶中。將燒瓶內容物加熱到至多90℃。在加熱期間，當溫度達到60℃時添加4公克甲基丙烯酸縮水甘油酯GMA。在90℃下，將由85公克苯乙烯、15公克二乙烯苯及2公克GMA所組成之單體進料開始且經2小時持續進料至反應燒瓶中。在同時間，將由80公克去離子水及3公克V-50(來自Wako之起始劑)所組成之起始劑進料開始且經2小時持續進料至反應燒瓶中。將所獲得的反應混合物在90℃下經1小時後聚合及接著冷卻至室溫。獲得具有11重量%之固體含量的固體聚合物粒子分散液。固體聚合物粒子的平均粒徑d50 為123奈米，如以HPPS動態光散射所測量。
合成實施例2
固體聚合物粒子(A)的製備
將907公克去離子水、65公克含有以溶液為基準計57重量%之聚離胺酸的水溶液、24公克甲酸、75公克含有以溶液為基準計20重量%之聚乙烯醇(MowiolTM 4-88)的水溶液及22.5公克GMA在氮氣下於室溫下裝入配備有錨式攪拌器，回流冷凝器及用於進料的3個進料管線的2公升反應燒瓶中。將反應燒瓶內容物加熱到至多90℃。在此溫度下，將在15公克去離子水中的0.4公克V-50(來自Wako之起始劑)裝入反應燒瓶中，並將由12.8公克苯乙烯及2.3公克二乙烯苯所組成之單體進料開始且經1小時持續進料至反應燒瓶中。在同時間，將含有在15公克去離子水中的0.4公克V-50之起始劑進料開始且經1小時持續進料至反應燒瓶中。隨後將在15公克去離子水中的0.4公克V-50裝入燒瓶中，並將所得反應混合物在90℃下經1小時後聚合及接著冷卻至室溫。獲得具有8.7重量%之固體含量的固體聚合物粒子(A)分散液。固體聚合物粒子(A)的平均粒徑d50 為84奈米，如以HPPS動態光散射所測量。
實施例1及比較實施例1
含有固體聚合物粒子(A)的CMP劑(實施例1)及含有 僅具有胺基之固體聚合物粒子的CMP劑(比較實施例1)的製備
使用合成實施例1的固體聚合物粒子製備具有下列組成的比較實施例1的CMP劑：1重量%之固體聚合物粒子、1重量%之過氧化氫(C)及0.2重量%之甘胺酸(B)。將CMP劑的pH以硝酸調整至5。
使用合成實施例2的固體聚合物粒子(A)製備具有下列組成的實施例1的CMP劑：1重量%之固體聚合物粒子(A)、1重量%之過氧化氫(C)及0.2重量%之甘胺酸(B)。將CMP劑的pH以硝酸調整至5。
實施例1的CMP劑及比較實施例1的CMP劑的靜態蝕刻速率SER測定如下：在每次實驗之前，先調節、清洗、乾燥及接著秤重銅盤。銅盤係藉由以包含膠態二氧化矽及硝酸鐵的漿料拋光30秒來調節。接著將銅盤以一對經特夫綸(Teflon)覆蓋之大鉗固持以減少污染，並接著直接浸沒在50℃下攪拌的實施例1及比較實施例1的CMP劑中。浸沒時間在各種情況下為5分鐘。在蝕刻之後，將銅盤以去離子水清潔，接著以異丙醇沖洗。隨後將銅盤以穩態加壓空氣流乾燥，並使用以下的計算法以銅盤的淨重量損失及表面積為基準來計算SER：
SER=重量損失/[密度×(圓周面積+2×橫截面面積)×時間]，
其中重量損失=在溶解之後的銅盤重量損失；密度=銅密度；橫截面面積=銅盤的橫截面面積；圓周面積=銅盤的圓周面積；及時間=溶解時間。
實施例1的CMP劑在50℃下之靜態蝕刻速率SER為35奈米/分鐘，反之，比較實施例1的CMP劑在50℃下之靜態蝕刻速率SER為27奈米/分鐘。
實施例1的CMP劑及比較實施例1的CMP劑的材料移除速率MRR測定如下：再者，在每次實驗之前，先調節(如以上所解釋)、清洗、乾燥及接著秤重銅盤。隨後將銅盤連接至不銹鋼托架及接著架設在單面拋光機(CETR的桌上型CMP機器，Center for Tribology,Inc.,Campbell,California)上。以聚胺甲酸酯IC 1400拋光墊用於實驗。銅盤係在17.24 kPa(2.5 psi)之壓力下拋光1分鐘，該拋光係藉由在室溫下將每個CMP劑以60毫升/分鐘之速率供應在拋光墊上。銅盤具有115 rpm之旋轉速度及拋光墊具有112 rpm之旋轉速度。將拋光墊以金剛砂粒調節劑調節，以移除化學反應產物且使拋光墊準備好下一操作。在拋光之後，將銅盤以去離子水清潔，接著以異丙醇沖洗。隨後將銅盤以穩態加壓空氣流乾燥，並根據以下的計算法以經拋光表面積中的淨重量損失為基準來計算MRR：
MRR=重量損失/(密度×橫截面面積×時間)；
其中重量損失=在拋光之後的銅盤重量損失；密度=銅密度；橫截面面積=銅盤的橫截面面積；及時間=拋光時間。
實施例1的CMP劑之材料移除速率MRR為496.2奈米/分鐘，反之，比較實施例1的CMP之材料移除速率MRR為348.3奈米/分鐘，且因此明顯比實施例1的CMP劑之MRR更低。
實施例1的CMP劑之MRR/SER比為14.2，反之，比較實施例1的CMP劑之MRR/SER比為12.9。因此，兩種CMP劑具有可相比之平坦化效率，然而，比較實施例1的經拋光銅盤無光澤且顯示出污斑，反之，實施例1的經拋光銅盤有光澤而沒有污斑。

Claims (4)

  1. 一種水性拋光劑，其包含：(A)至少一種類型的固體聚合物粒子作為研磨劑，該聚合物粒子係細微地分散於水相中且含有-側官能基(a1)，其能夠與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物強力交互作用且與該金屬形成強錯合物，及-側官能基(a2)，其能夠與欲拋光之表面的金屬的強力交互作用低於官能基(a1)；及(B)至少一種有機非聚合物化合物作為錯合劑，該化合物係溶解於水相中且能夠-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用，-與該金屬形成強的水溶性錯合物，及-隨著化合物(B)在水性拋光劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的材料移除速率MRR和靜態蝕刻速率SER增加。
  2. 一種用於化學與機械拋光圖案化及非結構化金屬表面的方法，其包含以下步驟：(I)選擇至少一種類型的固體聚合物粒子(A)作為研磨劑，其可細微地分散於水相中且能夠-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物強力交互作用，及-與欲拋光之表面的金屬形成強錯合物； (II)選擇至少一種有機非聚合物化合物作為錯合劑，其可溶解於水相中且能夠-與欲拋光之表面頂部上的金屬及/或金屬氧化物交互作用，-與該作為錯合劑之金屬形成強的水溶性錯合物，及-隨著化合物(B)在水性拋光劑中的濃度增加而引起欲拋光之金屬表面的材料移除速率MRR和靜態蝕刻速率SER增加，(III)製備含有固體聚合物粒子(A)及化合物(B)的水性拋光劑；及(IV)以化學與機械方式拋光該金屬表面。
  3. 一種根據申請專利範圍第1項之水性拋光劑的用途，其係用於製造含有積體電路的晶圓。
  4. 一種根據申請專利範圍第2項之方法的用途，其係用於製造含有積體電路的晶圓。
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