專利名稱：用于銅的化學(xué)機(jī)械平坦化的漿料和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及化學(xué)機(jī)械平坦化工藝，更具體地，本發(fā)明涉及用于銅的化學(xué)機(jī)械平坦化的氧化鉬漿料和方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)是用來指一種用在制造半導(dǎo)體中的工藝的術(shù)語(yǔ)。如其名所暗示，CMP工藝一般用在用來拋光(例如平坦化)半導(dǎo)體晶片表面的半導(dǎo)體處理中。CMP工藝相對(duì)較新，這是因?yàn)橹钡侥壳?，傳統(tǒng)的工藝仍然能滿足所涉及的相對(duì)較低的電路密度。然而，電路密度的增加(例如，晶片特征尺寸從0.25微米轉(zhuǎn)換到0.18微米)已經(jīng)迫切需要開發(fā)新的用于平坦化晶片的工藝，其中CMP是受歡迎的。類似地，近年來從鋁互連技術(shù)到銅互連技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)一步加強(qiáng)了用CMP來拋光(例如平坦化)半導(dǎo)體晶片的應(yīng)用。
簡(jiǎn)要地說，化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝包括在存在包含研磨粒子的化學(xué)活性漿料的情況下以墊擦洗半導(dǎo)體晶片。如其名所暗示，化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝的平坦化作應(yīng)既是化學(xué)的又是機(jī)械的。化學(xué)反應(yīng)有助于通過改性表面膜同時(shí)在表面粒子和墊之間研磨而移去材料，且改性后的膜有利于機(jī)械移去。可以確信，在工藝中這種化學(xué)和機(jī)械組分之間的協(xié)同作用是CMP工藝的有效平坦化的關(guān)鍵。
盡管CMP工藝被日益廣泛地用在半導(dǎo)體制造工藝中，但是仍然缺乏對(duì)CMP工藝的理解，并且工藝工作的實(shí)際機(jī)理還未能確定。例如，盡管已經(jīng)研發(fā)出了滿足利用鋁互連技術(shù)的晶片的某些CMP工藝參數(shù)，但是這些同樣的工藝參數(shù)還未能證明也適用于利用銅互連技術(shù)的晶片。一種對(duì)成功的用于銅的CMP漿料的重要要求是高拋光速率。高拋光速率導(dǎo)致銅的過載平坦化時(shí)間更短。

發(fā)明內(nèi)容
下面的總結(jié)是對(duì)所要求保護(hù)的產(chǎn)品和方法的簡(jiǎn)要概述。其不應(yīng)當(dāng)在任何方面將本發(fā)明限制在在具體實(shí)施方式
中充分公開的詳細(xì)內(nèi)容。同樣，本發(fā)明也不應(yīng)當(dāng)限于任何數(shù)值參數(shù)、處理設(shè)備、化學(xué)試劑、操作條件和其他變量，除非這里特別指出。
所要求保護(hù)的本發(fā)明包括一種用于化學(xué)機(jī)械平坦化的新型水性平坦化漿料，其對(duì)于以高拋光速率平坦化銅有效。根據(jù)本發(fā)明的水性漿料包括溶解在氧化劑中的MoO3粒子。
水性漿料的實(shí)施例可以包含溶解的MoO3，MoO3的量在約0.1重量％到約10重量％的范圍內(nèi)，氧化劑可以包括過氧化氫(H2O2)、硝酸鐵(Fe(NO3)3)、碘酸鉀(KIO3)、硝酸(HNO3)、高錳酸鉀(KMnO4)、過二硫酸鉀(K2S2O8)、過二硫酸銨((NH4)2S2O8)、高碘酸鉀(KIO4)和羥胺(NH2OH)中的任何一種或其混合物。另外，絡(luò)合劑可被用在三氧化鉬(MoO3)水性漿料中。絡(luò)合劑可以包括氨基乙酸(C2H5NO2)，丙氨酸(C3H7NO2)，氨基丁酸(C4H9NO2)，乙二胺(C2H8N2)，乙二胺四乙酸(EDTA)，氨(NH3)，單羧酸、二羧酸和三羧酸族，如檸檬酸(C6H8O7)、鄰苯二甲酸(C6H4(COOH)2)、草酸(C2H2O4)、乙酸(C2H4O2)、丁二酸(C4H6O4)，以及氨基苯甲酸族中的任何一種或其混合物。
包含三氧化鉬(MoO3)的漿料的實(shí)施例也可以具有非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或陽(yáng)離子表面活性劑。水性漿料中的陰離子表面活性劑可以包括聚丙烯酸(PAA)、羧酸或其鹽、硫酸酯或其鹽、磺酸或其鹽、磷酸或其鹽和硫代丁二酸或其鹽中的任何一種或其混合物。水性漿料中的陽(yáng)離子表面活性劑可以包括伯胺或其鹽、仲胺或其鹽、叔胺或其鹽和季胺或其鹽中的任何一種或其混合物。非離子表面活性劑可以包括許多聚乙二醇中的任何一種或其混合物。
水性漿料的其他實(shí)施例可以具有銅腐蝕抑制劑，銅腐蝕抑制劑可以包括如下雜環(huán)有機(jī)化合物中的任何一種或其混合物，所述雜環(huán)有機(jī)化合物包括苯并三唑(BTA)、苯并咪唑、聚三唑、苯基三唑、硫羰和其衍生物。漿料的另外的實(shí)施例可以包含這些表面活性劑和腐蝕抑制劑的任何組合。
水性漿料可選地可以包括用于在從約1到約14的有效范圍內(nèi)調(diào)節(jié)pH的酸或堿。根據(jù)本發(fā)明的漿料的另外實(shí)施例也可以具有補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子。用在水性漿料中的這種補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子可以包括硅土、二氧化鈰、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化鐵、氧化錫和氧化鍺中的任何一種或其混合物。
本發(fā)明還包括利用化學(xué)機(jī)械平坦化來平坦化銅的新方法。本發(fā)明的方法包括利用拋光墊和包括溶解的MoO3粒子和氧化劑在內(nèi)的水性漿料來平坦化銅。
利用漿料平坦化銅的方法實(shí)施例可以包含量在約0.1重量％到約10重量％的范圍內(nèi)的MoO3，氧化劑可以包括過氧化氫(H2O2)、硝酸鐵(Fe(NO3)3)、碘酸鉀(KIO3)、硝酸(HNO3)、高錳酸鉀(KMnO4)、過二硫酸鉀(K2S2O8)、過二硫酸銨((NH4)2S2O8)、高碘酸鉀(KIO4)和羥胺(NH2OH)中的任何一種或其混合物。另外，絡(luò)合劑可被用在三氧化鉬(MoO3)水性漿料中。絡(luò)合劑可以包括氨基乙酸(C2H5NO2)，丙氨酸(C3H7NO2)，氨基丁酸(C4H9NO2)，乙二胺(C2H8N2)，乙二胺四乙酸(EDTA)，氨(NH3)，單羧酸、二羧酸和三羧酸族，如檸檬酸(C6H8O7)、鄰苯二甲酸(C6H4(COOH)2)、草酸(C2H2O4)、乙酸(C2H4O2)、丁二酸(C4H6O4)，以及氨基苯甲酸族中的任何一種或其混合物。
利用包含三氧化鉬(MoO3)的漿料平坦化銅的方法實(shí)施例也可以具有非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或陽(yáng)離子表面活性劑。用在水性漿料中的陰離子表面活性劑可以包括聚丙烯酸(PAA)、羧酸或其鹽、硫酸酯或其鹽、磺酸或其鹽、磷酸或其鹽和硫代丁二酸或其鹽中的任何一種或其混合物。用在水性漿料中的陽(yáng)離子表面活性劑可以包括伯胺或其鹽、仲胺或其鹽、叔胺或其鹽和季胺或其鹽中的任何一種或其混合物。非離子表面活性劑可以包括多種聚乙二醇中的任何一種或其混合物。
利用水性漿料平坦化銅的方法的其他實(shí)施例可以具有銅腐蝕抑制劑，銅腐蝕抑制劑可以包括如下雜環(huán)有機(jī)化合物中的任何一種或其混合物，所述雜環(huán)有機(jī)化合物包括苯并三唑(BTA)、苯并咪唑、聚三唑、苯基三唑、硫羰和其衍生物。漿料的另外的實(shí)施例可以包含這些表面活性劑和腐蝕抑制劑的任何組合。
水性漿料可選地可以包括用于在從約1到約14的有效范圍內(nèi)調(diào)節(jié)pH的酸或堿。根據(jù)本發(fā)明的漿料的另外實(shí)施例也可以具有補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子。用在水性漿料中的這種補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子可以包括硅土、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化鐵、氧化錫和氧化鍺中的任何一種或其混合物。


附圖是在含MoO3的漿料中的銅和鉭試樣的動(dòng)電位極化曲線圖。
具體實(shí)施例方式
廣而言之，根據(jù)本發(fā)明的水性漿料的實(shí)施例可以包括氧化鉬(MoO2)拋光材料和氧化劑。MoO2拋光材料存在的量可以在約0.5到約10wt.％的范圍內(nèi)，例如約1到約3wt.％，更優(yōu)選地約為3wt.％。氧化鉬拋光材料可以包括MoO2的精細(xì)粒子，其平均粒子大小在約25納米(nm)到約1微米的范圍內(nèi)，例如在約25納米到約560nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在約50到200nm的范圍內(nèi)，以上數(shù)據(jù)利用Horiba激光散射分析儀測(cè)得。
MoO2粒子可以用各種含鉬前驅(qū)體材料來產(chǎn)生，所述含鉬前驅(qū)體材料例如是鉬酸銨和相關(guān)化合物，以及用各種本領(lǐng)域中公知的工藝制備的氧化鉬，其中鉬前驅(qū)體和產(chǎn)物可以被制成這里指定的尺寸范圍內(nèi)的粒子?；蛘?，可以用本領(lǐng)域中公知的各種研磨方法將MoO2的粒子大小減小到這里指出的范圍內(nèi)，所述研磨方法例如是利用適當(dāng)?shù)脑噭┹o助的摩擦研磨。
例如，根據(jù)本發(fā)明的漿料的實(shí)施例可以采用以包括MoO3納米粒子在內(nèi)的前驅(qū)體材料產(chǎn)生的MoO2粒子。MoO3納米粒子可以從(US)Iowa，F(xiàn)t.Madison的Climax Molybdenum Company以商業(yè)方式獲得?；蛘?，MoO3納米粒子可以根據(jù)在題為“Method for Producing Nano-Particles ofMolybdenum Oxide”的美國(guó)專利No.6,468,497 B1中提供的教導(dǎo)來生產(chǎn)，這里通過引用并入其所公開的全部?jī)?nèi)容。
無(wú)論該MoO3納米粒子是商業(yè)獲得的還是根據(jù)在上述的美國(guó)專利No.6,468,497 B1中提供的教導(dǎo)來制造的，包括MoO2粒子的拋光材料都可以通過將MoO3納米粒子加熱足以將所有MoO3基本轉(zhuǎn)換為MoO2的一段時(shí)間來產(chǎn)生。更具體而言，MoO3納米粒子可以在還原氣氛(例如氫氣)中加熱到在約400℃到約700℃范圍內(nèi)的溫度(優(yōu)選為550℃)。時(shí)間可以在約30到約180分鐘的范圍內(nèi)，視將足夠量的MoO3還原為MoO2所需的時(shí)間而定。加熱可以在旋轉(zhuǎn)爐中完成，但也可以使用其他類型的爐。如果必要的話，所得到的MoO2產(chǎn)物隨后可以被磨碎，以產(chǎn)生平均粒子直徑在本文所指定范圍內(nèi)的MoO2拋光材料?？梢钥蛇x地使用粒子分類步驟以確保所得到的MoO2拋光材料沒有可能在拋光期間導(dǎo)致?lián)p傷的粒子。
氧化劑可以包括硝酸鐵(Fe(NO3)3)、硝酸(HNO3)、碘化鉀(KI)和碘酸鉀(KIO3)中的任何一種或其混合物。硝酸鐵氧化劑存在的濃度范圍可以從約0.05到約0.2摩爾(M)Fe(NO3)3，例如從約0.1到約0.2MFe(NO3)3，更優(yōu)選地為約0.2M Fe(NO3)3的濃度。硝酸氧化劑存在的量的范圍可以從約0.5到約2wt.％HNO3，例如從約1到約2wt.％HNO3，更優(yōu)選地為約2wt.％HNO3。碘化鉀氧化劑存在的量的范圍可以從約0.5到約5wt.％KI，例如從約1到約5wt.％KI，更優(yōu)選地為約3wt.％KI。碘酸鉀氧化劑存在的量的范圍可以從約1到約5wt.％KIO3，例如從約1到約3wt.％KIO3，更優(yōu)選地為約3wt.％KIO3。
另外的氧化劑可以包括氫氯化羥胺((NH2OH)Cl)和高錳酸鉀(KMnO4)中的任何一種或其混合物。氫氯化羥胺氧化劑存在的量的范圍可以從約1到約5wt.％(NH2OH)Cl，例如從約2到約4wt.％(NH2OH)Cl，更優(yōu)選地為約3wt.％(NH2OH)Cl。高錳酸鉀氧化劑存在的量的范圍可以從約1到約5wt.％KMnO4，例如從約2到約4wt.％KMnO4，更優(yōu)選地為約3wt.％KMnO4。然而，使用包含氫氯化羥胺和高錳酸鉀的漿料進(jìn)行的拋光速率通常低于使用這里所述的其他氧化劑進(jìn)行的拋光速率。
根據(jù)本發(fā)明的漿料實(shí)施例也可以具有陰離子表面活性劑或陽(yáng)離子表面活性劑。水性漿料中所用的陰離子表面活性劑可以包括聚丙烯酸(PAA)、羧基酸或其鹽、硫酸酯或其鹽、磺酸或其鹽、磷酸或其鹽和硫代丁二酸或其鹽中的任何一種或其混合物。水性漿料中所用的陽(yáng)離子表面活性劑可以包括伯胺或其鹽、仲胺或其鹽、叔胺或其鹽和季胺或其鹽中的任何一種或其混合物?？蛇x地，水性漿料可以具有銅腐蝕抑制劑，銅腐蝕抑制劑可以包括如下雜環(huán)有機(jī)化合物中的任何一種或其混合物，所述雜環(huán)有機(jī)化合物包括苯并三唑(BTA)、三唑和苯并咪唑。另外，漿料可以包含這些表面活性劑和腐蝕抑制劑的任何組合。
優(yōu)選的陰離子表面活性劑是聚丙烯酸(PAA)。優(yōu)選的陽(yáng)離子表面活性劑是氯化鯨蠟基吡啶鎓(CPC)。優(yōu)選的銅腐蝕抑制劑是苯并三唑(BTA)。PAA的添加改進(jìn)了漿料分散性和表面質(zhì)量?？梢源_信，PAA的添加改變了氧化鉬粒子的表面電荷，從而使氧化鉬粒子和銅之間的相互作用變得有利，導(dǎo)致拋光速率的增加。聚丙烯酸(PAA)表面活性劑存在的量的范圍可以是從約0.1到約4wt.％PAA，例如從約0.5到約1wt.％PAA，更優(yōu)選地為約1wt.％PAA。陽(yáng)離子表面活性劑氯化鯨蠟基吡啶鎓(CPC)存在的量的范圍可以是從約0.01到約1wt.％CPC，例如從約0.05到約0.5wt.％CPC，更優(yōu)選地為約0.1wt.％CPC。苯并三唑(BTA)銅腐蝕抑制劑存在的濃度的范圍可以是從約0.5到約10毫摩爾(mM)BTA，例如從約1到約5mM BTA，更優(yōu)選地為約1mM BTA。
根據(jù)本發(fā)明的漿料的實(shí)施例也可以具有一定量的硫化鉬(MoS2)作為潤(rùn)滑劑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，硫化鉬粒子的添加增大了包含KIO3和PAA的漿料的銅拋光速率。硫化鉬粒子的平均直徑可以在約0.01到約1微米的范圍內(nèi)。硫化鉬粒子存在的量的范圍可以是從約0.1到約10wt.％MoS2，例如從約0.5到約5wt.％MoS2，更優(yōu)選地為約1wt.％MoS2。具有這里給出的尺寸范圍的硫化鉬粒子可以從(US)Iowa，F(xiàn)t.Madison的Climax MolybdenumCompany以商業(yè)方式獲得。
根據(jù)本發(fā)明的漿料實(shí)施例的pH可以在約1到約14的范圍內(nèi)，例如在約3到約7的范圍內(nèi)，優(yōu)選地為4。根據(jù)本發(fā)明的漿料實(shí)施例的pH可以通過添加合適的酸(例如，鹽酸(HCl))或堿(例如，氫氧化鉀(KOH))來調(diào)節(jié)，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的。
然而，根據(jù)本發(fā)明的平坦化漿料的另外實(shí)施例還可以具有補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子。用在水性漿料中的這種補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子可以包括硅土、二氧化鈰、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化鐵、氧化錫和氧化鍺中的任何一種或其混合物。
根據(jù)本發(fā)明的漿料實(shí)施例當(dāng)用在CMP工藝中時(shí)表現(xiàn)了對(duì)于銅的高拋光速率。更具體而言，當(dāng)?shù)馑徕?KIO3)被用作氧化鉬漿料中的氧化劑時(shí)，獲得了非常高的銅板和銅膜拋光速率(例如，分別高至1000和470nm/min)，這在下面的示例中將詳細(xì)描述。PAA的添加將膜拋光速率增至約667nm/min。另外，當(dāng)硫化鉬粒子被添加到包含KIO3和PAA的漿料中時(shí)，獲得了約750nm/min的銅膜拋光速率。
盡管利用根據(jù)本發(fā)明的基于KIO3的漿料進(jìn)行的對(duì)于銅的拋光速率很高，但是銅的拋光后表面往往覆蓋有厚的、不均勻的霧化層，其由非接觸式光學(xué)表面光潔度儀測(cè)得的粗糙度值高達(dá)約150nm。如果希望拋光后表面質(zhì)量更高的話，則在CMP拋光步驟后可以進(jìn)行打磨步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，打磨步驟另外包括以H2O2、氨基乙酸、BTA和膠體硅石在pH為4的去離子水中的稀懸浮液對(duì)銅表面拋光。使用基于H2O2的打磨步驟的優(yōu)點(diǎn)是H2O2自發(fā)地與氧化鉬反應(yīng)，從而移去了可能殘留在表面上的氧化鉬的殘留量。在隨后的打磨后獲得了非常清潔和平滑的銅表面，由非接觸式光學(xué)表面光潔度儀測(cè)得的某些粗糙度值低至0.35nm。
本發(fā)明的漿料的一個(gè)實(shí)施例在Cu、Ta和二氧化硅(SiO2)之間的拋光選擇比被確定為對(duì)于Cu∶Ta∶SiO2是235∶1∶1，如示例24中表示的。
示例25和26添加了乙二胺四乙酸(EDTA)以測(cè)試EDTA與銅離子的絡(luò)合能力。兩種指定的漿料成分的拋光速率表示在表5中。
為了提供關(guān)于本發(fā)明的進(jìn)一步信息，提供了下面的示例。以下給出的示例僅是代表性的，并不是要在任何方面限制本發(fā)明。
示例1-15
通過利用自制的紙掩模和4點(diǎn)探針測(cè)量遍布整個(gè)膜的17個(gè)點(diǎn)處的Cu膜在拋光前后的薄膜電阻，來確定通過CMP從硅襯底的表面移去的銅的量。在膜上的相同點(diǎn)處測(cè)量拋光前后的薄膜電阻。所測(cè)得的拋光前后的薄膜電阻隨后基于Cu材料的電阻率、施加的電流和跨4點(diǎn)探針的電壓被轉(zhuǎn)換為拋光前后的相應(yīng)膜厚。計(jì)算17個(gè)點(diǎn)的開始厚度和最終厚度之間的差，獲得平均厚度損失，然后將該平均厚度損失除以拋光時(shí)間以給出單位為nm/min的拋光速率。
漿料都包含去離子水中的3wt.％氧化鉬(MoO2)和存在量為3wt.％的碘酸鉀(KIO3)氧化劑。示例16-18的氧化鉬的平均粒子大小是1微米(1000nm)。示例17向漿料中添加了1wt.％PAA。示例18向漿料中添加了1wt.％PAA和1wt.％硫化鉬(MoS2)。示例16-18的漿料的pH通過添加鹽酸(HCl)或氫氧化鉀(KOH)調(diào)節(jié)到4.0。漿料成分和銅膜的拋光速率如表2所示。
表2



示例24具有通過濺射沉積沉積的0.3微米Ta層的硅晶片(6英寸直徑)和具有通過熱氧化施加的1微米SiO2層的晶片被分別用拋光漿料拋光。移去的銅和Ta的量用四點(diǎn)探針確定，而通過CMP從硅晶片表面移去的SiO2利用光學(xué)干涉儀測(cè)量，以確定單位為每分鐘移去材料的納米數(shù)的移去速率。
所利用的漿料包括去離子水中的3wt.％氧化鉬(MoO2)和存在量為3wt.％的碘酸鉀(KIO3)氧化劑。示例24的氧化鉬的平均粒子大小是1微米(1000nm)。CMP拋光器是具有IC-1400、k溝槽拋光墊的Westech372型。載臺(tái)以40rpm的速率旋轉(zhuǎn)。壓盤也以40rpm的速率旋轉(zhuǎn)。施加在銅膜上的下壓力為每平方英寸6磅(psi)。漿料流動(dòng)速率為200ml/min。漿料成分和Cu、Ta和SiO2的拋光速率如表4所示。
表4

示例25和26示例25和26的漿料被用來拋光直徑為1.25英寸的銅板。CMP拋光器是具有IC-1400、k溝槽拋光墊的Struers DAP。載臺(tái)保持固定(即，不旋轉(zhuǎn))。壓盤的旋轉(zhuǎn)速率為每分鐘90轉(zhuǎn)(rpm)。施加在銅板上的下壓力為每平方英寸6.3磅(psi)。漿料流動(dòng)速率是60ml/min。通過測(cè)量銅板在拋光前后的重量差，同時(shí)考慮Cu材料的密度、被拋光的板的面積和拋光時(shí)間，來確定通過CMP從板表面移去的銅的量。這個(gè)量隨后被轉(zhuǎn)換為單位為每分鐘移去的銅的納米數(shù)的移去速率。
示例25和26的漿料都包含去離子水中的3wt.％的氧化鉬

例如是鉬酸銨和相關(guān)化合物，以及用各種本領(lǐng)域中公知的工藝制備的氧化鉬，其中鉬前驅(qū)體和產(chǎn)物可以被大小不同的粒子。適合于用在本發(fā)明中的三氧化鉬粒子可以從包括(US)Iowa，F(xiàn)t.Madison的Climax MolybdenumCompany在內(nèi)的各種廣泛來源以商業(yè)方式獲得。
與三氧化鉬(MoO3)一同使用的氧化劑可以包括過氧化氫(H2O2)、硝酸鐵(Fe(NO3)3)、碘酸鉀(KIO3)、硝酸(HNO3)、高錳酸鉀(KMnO4)、過二硫酸鉀(K2S2O8)、過二硫酸銨((NH4)2S2O8)、高碘酸鉀(KIO4)和羥胺(NH2OH)中的任何一種或其混合物。過氧化氫氧化劑存在的濃度范圍可以從約0.5到約20wt.％H2O2，例如從約1到約10wt.％H2O2，更優(yōu)選地為約5wt.％H2O2。硝酸鐵氧化劑存在的濃度范圍可以從約0.05到約0.2摩爾(M)Fe(NO3)3，例如從約0.1到約0.2M Fe(NO3)3，更優(yōu)選地為約0.2M Fe(NO3)3。碘酸鉀氧化劑存在的濃度范圍可以從約1到約5wt.％KIO3，例如從約1到約3wt.％KIO3，更優(yōu)選地為約3wt.％KIO3。硝酸氧化劑存在的濃度范圍可以從約0.5到約2wt.％HNO3，例如從約1到約2wt.％HNO3，更優(yōu)選地為約2wt.％HNO3。高錳酸鉀氧化劑存在的濃度范圍可以從約1到約5wt.％KMnO4，例如從約2到約4wt.％KMnO4，更優(yōu)選地為約3wt.％KMnO4。過二硫酸鉀氧化劑存在的濃度范圍可以從約1到約5wt.％K2S2O8，例如從約2到約4wt.％K2S2O8，更優(yōu)選地為約3wt.％K2S2O8。過二硫酸銨氧化劑存在的濃度范圍可以從約1到約5wt.％(NH4)2S2O8，例如從約2到約4wt.％(NH4)2S2O8，更優(yōu)選地為約3wt.％(NH4)2S2O8。高碘酸鉀氧化劑存在的濃度范圍可以從約1到約5wt.％KIO4，例如從約2到約4wt.％KIO4，更優(yōu)選地為約3wt.％KIO4。羥胺氧化劑存在的濃度范圍可以從約1到約5wt.％NH2OH，例如從約2到約4wt.％NH2OH，更優(yōu)選地為約3wt.％NH2OH。
另外，絡(luò)合劑可以用在三氧化鉬(MoO3)水性漿料中。絡(luò)合劑可以包括氨基乙酸(C2H5NO2)，丙氨酸(C3H7NO2)，氨基丁酸(C4H9NO2)，乙二胺(C2H8N2)，乙二胺四乙酸(EDTA)，氨(NH3)，單羧酸、二羧酸和三羧酸族，如檸檬酸(C6H8O7)、鄰苯二甲酸(C6H4(COOH)2)、草酸(C2H2O4)、乙酸(C2H4O2)和丁二酸(C4H6O4)，以及氨基苯甲酸(C7H7NO2)族中的任何一種或其混合物。
氨基乙酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C2H5NO2，例如從約0.1到約3wt.％C2H5NO2，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C2H5NO2。丙氨酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C3H7NO2，例如從約0.1到約3wt.％C3H7NO2，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C3H7NO2。氨基丁酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C4H9NO2，例如從約0.1到約3wt.％C4H9NO2，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C4H9NO2。乙二胺絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C2H8N2，例如從約0.1到約3wt.％C2H8N2，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C2H8N2。乙二胺四乙酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％EDTA，例如從約0.1到約3wt.％EDTA，更優(yōu)選地為約0.5wt.％EDTA。氨絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％NH3，例如從約0.1到約3wt.％NH3，更優(yōu)選地為約0.5wt.％NH3。檸檬酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C6H8O7，例如從約0.1到約3wt.％C6H8O7，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C6H8O7。鄰苯二甲酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C6H4(COOH)2，例如從約0.1到約3wt.％C6H4(COOH)2，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C6H4(COOH)2。草酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C2H2O4，例如從約0.1到約3wt.％C2H2O4，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C2H2O4。乙酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C2H4O2，例如從約0.1到約3wt.％C2H4O2，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C2H4O2。丁二酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C4H6O4，例如從約0.1到約3wt.％C4H6O4，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C4H6O4。氨基苯甲酸絡(luò)合劑存在的量的范圍可以從約0.1到約5wt.％C7H7NO2，例如從約0.1到約3wt.％C7H7NO2，更優(yōu)選地為約0.5wt.％C7H7NO2。
包含三氧化鉬(MoO3)的漿料的實(shí)施例也可以具有非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或陽(yáng)離子表面活性劑。水性漿料中所用的陰離子表面活性劑可以包括聚丙烯酸(PAA)、羧酸或其鹽、硫酸酯或其鹽、磺酸或其鹽、磷酸或其鹽和硫代丁二酸或其鹽中的任何一種或其混合物。水性漿料中所用的陽(yáng)離子表面活性劑可以包括伯胺或其鹽、仲胺或其鹽、叔胺或其鹽和季胺或其鹽中的任何一種或其混合物。非離子表面活性劑可以是聚乙二醇族中的一種或其混合物。
可選地，三氧化鉬(MoO3)水性漿料也可以具有銅腐蝕抑制劑，銅腐蝕抑制劑可以包括如下雜環(huán)有機(jī)化合物中的任何一種或其混合物，所述雜環(huán)有機(jī)化合物包括苯并三唑(BTA)、苯并咪唑、聚三唑、苯基三唑、硫羰和其衍生物。另外，漿料可以包含這些表面活性劑和腐蝕抑制劑的任何組合。
MoO3漿料中所用的優(yōu)選的陰離子表面活性劑是十二烷基苯磺酸鹽。向漿料中添加少量的十二烷基苯磺酸(DBSA)陰離子表面活性劑將銅試樣的溶解速率顯著地減小為0nm/min，并且獲得了約750nm/min的毯覆銅晶片拋光速率。參見示例34。這個(gè)低的銅試樣溶解速率表明在圖案晶片拋光期間的低的銅線凹陷。十二烷基苯磺酸(DBSA)表面活性劑和其鹽存在的量的范圍可以從約0.00001到約1wt.％(DBSA)，例如從約0.0001到約0.5wt.％(DBSA)，更優(yōu)選地為約0.001wt.％(DBSA)。
MoO3漿料中所用的優(yōu)選的銅腐蝕抑制劑是苯并三唑(BTA)。向漿料中添加BTA將溶解速率顯著降低到小于50nm/min。參見示例30-33。苯并三唑(BTA)銅腐蝕抑制劑存在的濃度范圍可以從約1到約20毫摩爾(mM)BTA，例如從約1到約10mM BTA，更優(yōu)選地為約10mMBTA。
根據(jù)本發(fā)明的MoO3漿料的實(shí)施例的pH可以在約1到約14的范圍內(nèi)，例如在約1到約5的范圍內(nèi)，優(yōu)選地為約2.6。根據(jù)本發(fā)明的漿料實(shí)施例的pH可以通過添加合適的酸(例如，乙酸)或堿(例如，氫氧化鉀)來調(diào)節(jié)，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。
然而，根據(jù)本發(fā)明的MoO3拋光漿料的另外實(shí)施例還可以具有補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子。用在水性漿料中的這種補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子可以包括硅土、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化鐵、氧化錫和氧化鍺中的任何一種或其混合物。用在MoO3漿料中的優(yōu)選的補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物是膠體二氧化硅(SiO2)。膠體二氧化硅(SiO2)的平均粒子大小可以約為20nm。
根據(jù)本發(fā)明的MoO3漿料實(shí)施例當(dāng)用在CMP工藝中時(shí)表現(xiàn)對(duì)于銅的高拋光速率。更具體而言，當(dāng)三氧化鉬(MoO3)粒子被分散并溶解在包含過氧化氫和氨基乙酸的水溶液中并被用作銅CMP漿料時(shí)，獲得了高的板拋光速率(例如，約為2150nm/min)。然而，在這種漿料中銅試樣的溶解速率也很高(例如，約為1150nm/min)。參見示例28。這些高的溶解和板拋光速率表明了漿料物質(zhì)的活潑的化學(xué)性質(zhì)。這種漿料表現(xiàn)如此高的化學(xué)活性的原因之一就是由于三氧化鉬(MoO3)納米粒子的部分溶解，這樣的溶解形成了鉬酸。銅溶解速率指明了在晶片中沒有受到機(jī)械磨損的那些區(qū)域中的銅的移去速率。通過適當(dāng)?shù)剡x擇添加劑的濃度并通過包括腐蝕抑制劑，可以根據(jù)用戶的需求調(diào)整拋光速率，并可以使溶解速率最小。
如示例29和30所示，本發(fā)明的MoO3漿料的一個(gè)實(shí)施例的毯覆銅晶片拋光速率被確定為高達(dá)約1200nm/min，CMP后表面粗糙度約為1nm。示例29和30的漿料被過濾以移去大小超過1,000nm(1微米)的粒子，并且添加了1.0wt.％的20nm膠體SiO2研磨劑。
銅的拋光后表面良好，其中CMP后表面的由非接觸式光學(xué)表面光潔度儀測(cè)得的表面粗糙度值約為1nm。如果希望獲得更高的拋光后表面質(zhì)量，則在CMP拋光步驟后可以進(jìn)行打磨步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，打磨步驟可以另外包括以pH在約5到約7范圍內(nèi)的去離子水對(duì)銅表面拋光約5到約15秒。利用去離子水沖洗的打磨步驟的優(yōu)點(diǎn)是從晶片-墊界面移去了活性化學(xué)物質(zhì)，這移去了可能殘留在晶片-墊表面上的氧化鉬的殘余量。在隨后利用去離子水沖洗的打磨后，獲得了清潔并且平滑的銅表面，由非接觸式光學(xué)表面光潔度儀測(cè)得的某些粗糙度值低至約0.5到0.6nm。
通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)添加的化學(xué)物質(zhì)的濃度并且在晶片拋光結(jié)束后以去離子水沖洗約5秒，獲得了非常高的拋光速率(例如，約為900nm/min)和非常低的CMP后粗糙度(例如，約為0.5到0.6nm)。在該漿料中銅試樣的溶解速率很低(例如，約為40nm/min)。當(dāng)向MoO3拋光漿料中添加少量的諸如十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)之類的陰離子表面活性劑時(shí)，銅試樣的溶解速率變?yōu)榧s0nm/min，這表明在圖案晶片拋光期間的低的銅線凹陷，并且獲得了約為750nm/min的毯覆銅晶片拋光速率。參見示例34。
用于圖案晶片銅拋光的常用方法是首先以高拋光速率拋光塊銅，然后在實(shí)現(xiàn)了平坦化后，減小銅拋光速率以使銅線的凹陷最小。通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)漿料構(gòu)成成分和工藝參數(shù)，可以調(diào)整本發(fā)明的漿料，以用于該先以較高速率拋光隨后以較低速率拋光的常用方法。
示例27和28示例27和28的漿料被用來拋光直徑32毫米(mm)的銅板。CMP拋光器是具有IC-1400、k溝槽拋光墊的Struers DAP。載臺(tái)保持固定(即，不旋轉(zhuǎn))。壓盤的旋轉(zhuǎn)速率為每分鐘90轉(zhuǎn)(rpm)。施加在銅板上的下壓力為每平方英寸6.3磅(psi)。漿料流動(dòng)速率是60ml/min。通過測(cè)量銅板在拋光前后的重量差，同時(shí)考慮銅材料的密度、被拋光的板的面積利拋光時(shí)間，來確定通過CMP從板表面移去的銅的量。這個(gè)量隨后被轉(zhuǎn)換為單位為每分鐘移去的銅的納米數(shù)的移去速率。
銅試樣溶解實(shí)驗(yàn)在包含400ml.化學(xué)溶液的500ml.玻璃燒杯中進(jìn)行。尺寸為25×25×1mm的銅試樣(即，純度為99.99％)被用作實(shí)驗(yàn)樣品。銅試樣用1500grit的砂紙進(jìn)行手工拋光，以稀鹽酸(HCl)清洗以從表面移去氧化銅，在空氣流中進(jìn)行干燥，然后稱重。然后，銅試樣被浸入到溶液中3分鐘，同時(shí)連續(xù)攪動(dòng)溶液。在實(shí)驗(yàn)后，銅試樣被用去離子水沖洗反復(fù)清洗，在空氣流中干燥，然后稱重。重量損失被用來計(jì)算溶解速率。
示例27包含去離子(DI)水中的1.0wt.％MoO3，示例28包含去離子(DI)水中的1.0wt.％MoO3以及具有分別作為氧化劑和絡(luò)合劑的5.0％H2O2和1.0％氨基乙酸。示例27的漿料的自然pH約為1.8。示例28的漿料的自然pH約為2.6。對(duì)于漿料成分未在下面的表中指定的剩余百分比是去離子水的百分比。在示例27中，MoO3占據(jù)1％的漿料成分，去離子水占據(jù)剩余的99％的漿料成分。示例27和28的漿料成分、銅試樣溶解速率和銅板的拋光速率如表6所示。
表6

示例29-34示例29-34的漿料被用來拋光通過濺射沉積沉積在硅襯底上的銅膜。銅膜直徑為6英寸。CMP拋光器是具有IC-1400、k溝槽拋光墊的Westech372型。載臺(tái)以75rpm的速率旋轉(zhuǎn)。壓盤以75rpm的速率旋轉(zhuǎn)。施加在銅膜上的下壓力為每平方英寸4磅(psi)。漿料流動(dòng)速率被設(shè)為200ml/min。
通過利用自制的紙掩模和4點(diǎn)探針測(cè)量遍布整個(gè)膜的17個(gè)點(diǎn)處的Cu膜在拋光前后的薄膜電阻，來確定通過CMP從硅襯底的表面移去的銅的量。在膜上的相同點(diǎn)處測(cè)量拋光前后的薄膜電阻。所測(cè)得的拋光前后的薄膜電阻隨后基于銅材料的電阻率、施加的電流和跨4點(diǎn)探針的電壓被轉(zhuǎn)換為拋光前后的相應(yīng)膜厚。計(jì)算17個(gè)點(diǎn)的開始厚度和最終厚度之間的差，獲得平均厚度損失，然后將該平均厚度損失除以拋光時(shí)間以給出單位為nm/min的拋光速率。
銅試樣溶解實(shí)驗(yàn)在包含400ml.化學(xué)溶液的500ml.玻璃燒杯中進(jìn)行。尺寸為25×25×1mm的銅試樣(即，純度為99.99％)被用作實(shí)驗(yàn)樣品。銅試樣用1500grit的砂紙進(jìn)行手工拋光，以稀鹽酸(HCl)清洗以從表面移去氧化銅，在空氣流中進(jìn)行干燥，然后稱重。然后，銅試樣被浸入到溶液中3分鐘，同時(shí)連續(xù)攪動(dòng)溶液。在實(shí)驗(yàn)后，銅試樣被用去離子水沖洗反復(fù)清洗，在空氣流中干燥，然后稱重。重量損失被用來計(jì)算溶解速率。
示例29-34的漿料包含去離子水中的0.5wt.％三氧化鉬(MoO3)。在晶片拋光結(jié)束后，進(jìn)行5秒的去離子(DI)水沖洗。示例29包含0.5％MoO3+5.0％H2O2+1.0％氨基乙酸+5mM BTA(以100nm過濾器過濾)+1.0％SiO2。示例29的漿料的自然pH約為2.9。示例30包含0.5％MoO3+5.0％H2O2+1.0％氨基乙酸+10mM BTA(以100nm過濾器過濾)+1.0％SiO2。示例30的漿料的自然pH約為2.9。示例31包含0.5％MoO3+5％H2O2+0.5％氨基乙酸+10mM BTA(以100nm過濾器過濾)+0.1％SiO2。示例31的漿料的自然pH約為2.6。示例32包含0.5％MoO3+5％H2O2+0.5％氨基乙酸+10mM BTA(以100nm過濾器過濾)+0.5％SiO2。示例32的漿料的自然pH約為2.6。示例33包含0.5％MoO3+5％H2O2+0.5％氨基乙酸+10mM BTA(以100nm過濾器過濾)+1.0％SiO2。示例33的漿料的自然pH約為2.6。示例34包含0.5％MoO3+5％H2O2+0.5％氨基乙酸+10mM BTA+0.001％SDBS(以100nm過濾器過濾)+1.0％SiO2。示例34的漿料的自然pH約為2.6。示例29-34的漿料中的SiO2粒子的平均大小約為20nm。對(duì)于漿料成分未在下面的表中指定的剩余百分比是漿料中去離子水的百分比。示例29-34的漿料成分和銅晶片拋光速率以及銅試樣溶解速率如表7所示。
表7


示例35-37示例35-37的漿料被用來拋光6英寸的銅毯覆膜。CMP拋光器是具有IC-1400、k溝槽拋光墊的Westech 372晶片拋光儀。載臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速率是每分鐘75轉(zhuǎn)(rpm)。壓盤的旋轉(zhuǎn)速率也是每分鐘75轉(zhuǎn)(rpm)。施加在銅毯覆膜上的下壓力為每平方英寸4.0磅(psi)。漿料流動(dòng)速率是200ml/min。
通過利用自制的紙掩模和4點(diǎn)探針測(cè)量遍布整個(gè)膜的17個(gè)點(diǎn)處的Cu膜在拋光前后的薄膜電阻，來確定通過CMP從硅襯底的表面移去的銅的量。在膜上的相同點(diǎn)處測(cè)量拋光前后的薄膜電阻。所測(cè)得的拋光前后的薄膜電阻隨后基于銅材料的電阻率、施加的電流和跨4點(diǎn)探針的電壓被轉(zhuǎn)換為拋光前后的相應(yīng)膜厚。計(jì)算17個(gè)點(diǎn)的開始厚度和最終厚度之間的差，獲得平均厚度損失，然后將該平均厚度損失除以拋光時(shí)間以給出單位為nm/min的拋光速率。
銅試樣溶解實(shí)驗(yàn)在包含400ml.化學(xué)溶液的500ml.玻璃燒杯中進(jìn)行。尺寸為25×25×1mm的銅試樣(即，純度為99.99％)被用作實(shí)驗(yàn)樣品。銅試樣用1500grit的砂紙進(jìn)行手工拋光，以稀鹽酸(HCl)清洗以從表面移去氧化銅，在空氣流中進(jìn)行干燥，然后稱重。然后，銅試樣被浸入到溶液中3分鐘，同時(shí)連續(xù)攪動(dòng)溶液。在實(shí)驗(yàn)后，銅試樣被以去離子水反復(fù)清洗，在空氣流中干燥，然后稱重。重量損失被用來計(jì)算溶解速率。
示例35包含1％MoO3+5.0％H2O2+1.0％氨基乙酸+5mM BTA(以100nm過濾器過濾)+1.0％SiO2。示例35的漿料的自然pH約為2.6。示例36包含1％MoO3+5.0％H2O2+1.0％氨基乙酸+10mM BTA(以100nm過濾器過濾)+1.0％SiO2。示例36的漿料的自然pH約為2.6。示例37包含1％MoO3+5.0％H2O2+1.0％氨基乙酸+15mM BTA(以100nm過濾器過濾)+1.0％SiO2。示例37的漿料的自然pH約為2.6。對(duì)于漿料成分末在下面的表中指出的剩余百分比是漿料中去離子水的百分比。示例35-37的漿料成分和銅晶片拋光速率以及銅試樣溶解速率如表8所示。
表8

如附圖中的動(dòng)電位極化曲線所示，MoO3漿料中銅試樣的開路電位比鉭試樣的開路電位高，這表明銅的電化腐蝕在圖案晶片拋光期間不是問題，這會(huì)使銅線凹陷最小。用來獲得這些結(jié)果的實(shí)驗(yàn)步驟的細(xì)節(jié)如下。EG&G 273A型恒電勢(shì)器/電化器(Potentiostat/Galvanostat)被用來執(zhí)行動(dòng)電位極化實(shí)驗(yàn)。使用了三電極配置，其由工作電極(Cu/Ta試樣)、鉑反電極和作為參考電極的飽和甘汞電極(SCE)構(gòu)成。三個(gè)電極被浸入在250ml的化學(xué)溶液中，工作電極的電位從-750mV掃描到約1000mV，關(guān)于開路電位(OCP)和所得到的電流密度利用EG&G普林斯頓應(yīng)用研究352型softcorr TM II腐蝕軟件來監(jiān)視。
用于圖案晶片拋光的常用方法是首先以高速率拋光塊銅，在達(dá)到了平坦化時(shí)，以低速率移去銅以使銅線凹陷最小。通過適當(dāng)調(diào)節(jié)MoO3漿料構(gòu)成成分和工藝參數(shù)，本發(fā)明的MoO3漿料可被調(diào)整以用于這種先以較高速率然后以較低速率進(jìn)行的常用拋光方法。在相同MoO3漿料情況下的鉭溶解和板拋光速率都小于5nm/min。高的銅毯覆晶片移去速率、對(duì)鉭的高選擇性、好的CMP后表面光潔度和低的研磨劑含量(這導(dǎo)致CMP后缺陷數(shù)目減少，并且更容易進(jìn)行CMP后清洗)都使得這種漿料成為銅CMP工藝的第一步的有吸引力的備選方案。
總而言之，本發(fā)明所要求保護(hù)的產(chǎn)品和方法集中代表了CMP技術(shù)的重要進(jìn)步。這里所述的產(chǎn)品和方法是新穎的、有突出的特征的，并且從技術(shù)和實(shí)用角度看是高度有益的。這里給出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以預(yù)期可以對(duì)其進(jìn)行合適的修改，這些修改仍然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)僅由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于化學(xué)機(jī)械平坦化的水性拋光漿料，包括鉬的氧化物和氧化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的水性拋光漿料，其中所述鉬的氧化物是MoO2。
3.如權(quán)利要求1所述的水性拋光漿料，其中所述鉬的氧化物是MoO3。
4.如權(quán)利要求2或3所述的水性拋光漿料，其中所述拋光漿料包括重量百分比在約0.1％到約10％之間的MoO2或MoO3粒子。
5.如權(quán)利要求2或3所述的水性拋光漿料，其中所述氧化劑包括選自由硝酸鐵、碘酸鉀、硝酸和高錳酸鉀組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求2或3所述的水性拋光漿料，其中所述漿料還包括選自由聚丙烯酸、羧酸或其鹽、硫酸酯或其鹽、磺酸或其鹽、磷酸或其鹽和硫代丁二酸或其鹽組成的組中的陰離子表面活性劑。
7.如權(quán)利要求2或3所述的水性拋光漿料，其中所述漿料還包括選自由伯胺或其鹽、仲胺或其鹽、叔胺或其鹽和季胺或其鹽組成的組中的陽(yáng)離子表面活性劑。
8.如權(quán)利要求2或3所述的水性拋光漿料，其中所述漿料還包括一種或多種補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子。
9.如權(quán)利要求2所述的水性拋光漿料，其中所述氧化劑包括選自由碘化鉀和氫氯化羥胺組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
10.如權(quán)利要求3所述的水性拋光漿料，其中所述氧化劑包括選自由過氧化氫、過二硫酸鉀、過二硫酸銨、高碘酸鉀和羥胺組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
11.如權(quán)利要求3所述的水性拋光漿料，其中所述漿料還包括選自由聚乙二醇族組成的組中的一種或多種非離子表面活性劑。
12.一種用于生產(chǎn)MoO2的方法，包括提供MoO3源；以及在還原氣氛中將所述MoO3源加熱到在約400℃到約700℃的范圍內(nèi)的溫度，持續(xù)約30分鐘到約180分鐘的時(shí)間。
13.一種用于通過化學(xué)機(jī)械平坦化拋光銅的方法，包括利用拋光墊和包括鉬的氧化物和氧化劑在內(nèi)的水性漿料來拋光銅。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述鉬的氧化物是MoO2。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述鉬的氧化物是MoO3。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述拋光漿料包括重量百分比在約0.1％到約10％之間的MoO2或MoO3粒子。
17.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述氧化劑包括選自由硝酸鐵、碘酸鉀、硝酸和高錳酸鉀組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
18.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述漿料還包括選自由聚丙烯酸、羧酸或其鹽、硫酸酯或其鹽、磺酸或其鹽、磷酸或其鹽和硫代丁二酸或其鹽組成的組中的陰離子表面活性劑。
19.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述漿料還包括選自由伯胺或其鹽、仲胺或其鹽、叔胺或其鹽和季胺或其鹽組成的組中的陽(yáng)離子表面活性劑。
20.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述漿料還包括一種或多種補(bǔ)充陶瓷/金屬氧化物粒子。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述氧化劑包括選自由碘化鉀和氫氯化羥胺組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述氧化劑包括選自由過氧化氫、過二硫酸鉀、過二硫酸銨、高碘酸鉀和羥胺組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
23.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述漿料還包括選自由聚乙二醇族組成的組中的一種或多種非離子表面活性劑。
24.一種用于通過化學(xué)機(jī)械平坦化拋光銅的方法，包括提供包括溶解的MoO3和氧化劑在內(nèi)的高拋光速率漿料；用所述高拋光速率漿料拋光銅；提供包括溶解的MoO3、氧化劑和腐蝕抑制劑在內(nèi)的低拋光速率漿料；以及另外用所述低拋光速率漿料拋光所述銅。
25.一種用于化學(xué)機(jī)械平坦化的水性漿料，包括鉬酸。
全文摘要
所要求保護(hù)的本發(fā)明包括用于化學(xué)機(jī)械平坦化的新型水性漿料，其對(duì)于以高拋光速率拋光銅有效。根據(jù)本發(fā)明的水性漿料包括MoO
文檔編號(hào)B24B1/00GK1863883SQ200480021645
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2004年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者S·V·巴布, 沙拉斯·海格德, 蘇尼爾·扎, 尤達(dá)雅·B·帕特里, 洪榮基 申請(qǐng)人:克萊麥克斯工程材料有限公司