本发明专利技术提供用于平坦化或抛光表面的组合物及方法。一种组合物包含0.01重量%至20重量%的α-氧化铝颗粒，其中所述α-氧化铝颗粒具有200nm或更小的平均直径，且80%的所述α-氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径；有机酸；腐蚀抑制剂；及水。另一组合物包含α-氧化铝颗粒；有机酸；三唑和苯并三唑的双重腐蚀抑制剂，其中三唑与苯并三唑的重量百分比之比为0.1至4.8；及水。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化学-机械抛光组合物及使用其抛光基板的方法。
技术介绍
用于平坦化或抛光基板表面的组合物及方法在本领域中已为人所熟知。抛光浆料通常含有在水溶液中的研磨材料，且通过使表面与经浆料组合物饱和的抛光垫接触而施用至该表面上。在使半导体晶片中的铜层平坦化方面，常规的抛光组合物通常不完全令人满意。为满足工业需求，使用具有高的抛光效率及移除速率且得到具有最小表面缺陷的高质量抛光的抛光组合物是重要的。然而，用于铜的现有技术抛光浆料可具有小于合意的抛光速率的抛光速率，不能满足生产量需求。一种增加铜层的抛光速率的方法是使用更具腐蚀性的研磨剂，诸如氧化铝颗粒。已有若干类型的氧化铝，包括α-氧化铝、Y-氧化铝及Θ-氧化铝。Y-氧化铝及Θ-氧化铝用于抛光铜在本领域中已为人所熟知。参见，例如，美国专利6，521，574及美国专利6，436，811。然而，α-氧化铝颗粒(氧化铝颗粒的最具侵蚀性的类型)通常用于抛光诸如贵金属的较不易受刮擦的较坚硬基板。参见美国专利申请公布2002/0111027Α1。已使用多种策略以通过利用α-氧化铝以获得高的移除速率并同时使刮擦及侵蚀(erosion)最小化。例如，如在美国专利申请公布2003/0006396A1中所说明的，α-氧化铝颗粒可用表面活 性剂涂覆以使抛光过程中的刮痕最小化。更普遍地，抛光浆料会含有由α-氧化铝颗粒及研磨性较小的固体组成的固体混合物。参见，例如，美国专利5，693，239、美国专利6，444，139、美国专利申请公布2004/0115944Α1、美国专利申请公布2004/0157535Α1 及美国专利申请公布 2003/0181142Α1。仍需要用于抛光含铜基板的其它组合物及方法。本专利技术提供这样的组合物及方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于抛光在表面上具有含铜膜的基板的化学-机械抛光组合物，其包含0.01重量％至20重量％的α -氧化铝颗粒，其中所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的平均直径，且80%的所述α -氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径；(b)有机酸；(c)腐蚀抑制剂 '及(d)水。本专利技术进一步提供一种对表面上具有含铜膜的基板进行化学-机械抛光的方法，其包括(i)使基板与抛光垫及化学-机械抛光组合物接触，该化学-机械抛光组合物包含(a) 0.01重量％至20重量％的α -氧化铝颗粒，其中所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的平均直径，且80%的所述α -氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径；(b)有机酸；(C)腐蚀抑制剂；及(d)水；(ii)相对于该基板移动该抛光垫，其间有该化学-机械抛光组合物 '及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。另外，本专利技术提供一种用于抛光在表面上具有含铜膜的基板的化学-机械抛光组合物，其包含(a) 0.01重量％至20重量％的α -氧化铝颗粒；(b)有机酸；(C)三唑和苯并三唑的双重腐蚀抑制剂，其中三唑与苯并三唑的重量百分比之比为0.1至4.8 ;及(d)水。本专利技术进一步提供一种化学-机械抛光在表面上具有含铜膜的基板的方法，包括(i)使基板与抛光垫及化学-机械抛光组合物接触，该化学-机械抛光组合物包含(a) 0.01重量％至20重量％的α -氧化铝颗粒；(b)有机酸；(C)三唑和苯并三唑的双重腐蚀抑制剂，其中三唑与苯并三唑的重量百分比之比为0.1至4.8 ;及(d)水；(ii)相对于该基板移动该抛光垫，其间有该化学-机械抛光组合物 '及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。本专利技术的目的通过以下实现:1.一种用于抛光在表面上具有含铜膜的基板的化学-机械抛光组合物，其包含:(a) 0.01重量％至20重量％的α -氧化铝颗粒，其中所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的平均直径，且80%的所述α -氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径；(b)有机酸；(c)腐蚀抑制剂；及(d)水。2.条目I的抛光组合物，其中所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的平均直径，且90%的所述α -氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径。3.条目2的抛光组合物，其中所述α -氧化铝颗粒具有IOOnm或更小的平均直径，且95%的所述α -氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径。4.条目3的抛光组合物，其中所述α -氧化铝颗粒具有IOOnm或更小的平均直径，且90%的所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的直径。5.条目I的抛光组合物，其中所述α-氧化铝颗粒以0.1重量％至5重量％的量存在。 6.条目5的抛光组合物，其中所述α-氧化铝颗粒以0.3重量％至1重量％的量存在。7.条目I的抛光组合物，其中该抛光组合物具有3至10的pH。8.条目I的抛光组合物，其中该腐蚀抑制剂选自1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑及其混合物。9.条目I的抛光组合物，其中该有机酸选自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、葡萄糖酸、亚氨基二乙酸及反丁烯二酸。10.条目9的抛光组合物，其中该有机酸为酒石酸。11.条目I的抛光组合物，其进一步包含氧化剂，该氧化剂选自溴酸盐、亚溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、过氧化氢、次氯酸盐、碘酸盐、单过氧硫酸盐、单过氧亚硫酸盐、单过氧磷酸盐、单过氧连二磷酸盐、单过氧焦磷酸盐、有机-齒-氧基化合物、高碘酸盐、高锰酸盐、过氧乙酸及其混合物。12.一种用于抛光在表面上具有含铜膜的基板的化学-机械抛光组合物，其包含:(a) 0.01重量％至20重量％的α -氧化铝颗粒；(b)有机酸；(c)三唑和苯并三唑的双重腐蚀抑制剂，其中该三唑与苯并三唑的重量百分比之比为0.1至4.8 ;及(d)水。13.条目12的抛光组合物，其中所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的平均直径，且80%的所述α -氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径。14.条目13的抛光组合物，其中所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的平均直径，且90%的所述α -氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径。15.条目14的抛光组合物，其中所述α-氧化铝颗粒具有IOOnm或更小的平均直径，且95%的所述α -氧化铝颗粒具有500nm或更小的直径。16.条目15的抛光组合物，其中所述α-氧化铝颗粒具有IOOnm或更小的平均直径，且90%的所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的直径。17.条目12的抛光组合物，其中所述α -氧化铝颗粒以0.1重量％至5重量％的量存在。18.条目17的抛光组合物，其中所述α -氧化铝颗粒以0.3重量％至I重量％的量存在。19.条目12的抛光组合物，其中该抛光组合物具有3至10的pH。 20.条目12的抛光组合物，其中该有机酸选自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、葡萄糖酸、亚氨基二乙酸及反丁烯二酸。21.条目20的抛光组合物，其中该有机酸为酒石酸。22.条目12的抛光组合物，其进一步包含氧化剂，该氧化剂选自溴酸盐、亚溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、过氧化氢、次氯酸盐、碘酸盐、单过氧硫酸盐、单过氧亚硫酸盐、单过氧磷酸盐、单过氧连二磷酸盐、单过氧焦磷酸盐、有机-齒-氧基化合物、高碘酸盐、高锰酸盐、过氧乙酸及其混合物。23.条目12的抛光组合物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于抛光在表面上具有含铜膜的基板的化学?机械抛光组合物，其包含：(a)0.01重量%至20重量%的α?氧化铝颗粒，其中所述α?氧化铝颗粒具有100nm或更小的平均直径，且90%的所述α?氧化铝颗粒具有200nm或更小的直径；(b)有机酸，其中所述有机酸选自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、葡萄糖酸、亚氨基二乙酸及反丁烯二酸；(c)腐蚀抑制剂，其中该腐蚀抑制剂为三唑和苯并三唑的混合物，且具有三唑与苯并三唑的重量百分比之比为0.1至4.4；及(d)水，其中所述抛光组合物具有4?14的pH。
【技术特征摘要】
2005.09.30 US 11/241,1371.一种用于抛光在表面上具有含铜膜的基板的化学-机械抛光组合物，其包含: (a)0.0l重量％至20重量％的α -氧化铝颗粒，其中所述α -氧化铝颗粒具有IOOnm或更小的平均直径，且90%的所述α -氧化铝颗粒具有200nm或更小的直径； (b)有机酸，其中所述有机酸选自丙二酸、丁二酸、己二酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、甘氨酸、天冬氨酸、酒石酸、葡萄糖酸、亚氨基二乙酸及反丁烯二酸； (C)腐蚀抑制剂，其中该腐蚀抑制剂为三唑和苯并三唑的混合物，且具有三唑与苯并三唑的重量百分比之比为0.1至4.4 ;及 (d)水， 其中所述抛光组合物具有4-14的pH。2.一种化学-机械抛光在表面上具有含铜膜的基板的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王育群，贾森阿吉奥，陆斌，约翰帕克，周仁杰，
申请(专利权)人：卡伯特微电子公司，
类型：发明
国别省市：
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