发明名称 在基材平坦化过程中移除残留材料之方法及组成物
摘要 用以平坦化一基材之方法,组成物及电脑可读取媒体。于一态样中,该组成物包含一或多数整合剂及至少一过渡金属之离子,一或多数界面活性剂,一或多数氧化剂,一或多数腐蚀阻抑剂,及去离子水。该组成物可以更包含一或多数剂料,以调整pH值及/或磨料粒子。该方法包含用包含一或多数螯合剂及至少一过渡金属之离子之组成物,来平坦化一基材。于一态样中,该方法包含处理一安置于一研磨垫上之基材,包含执行一第一研磨处理,以大量地去除含铜材料,执行一第二研磨处理,以去除残留含铜材料,该第二研磨处理包含配送一CMP组成物至研磨垫,于原处混合一或多数螯合剂及至少一过渡金属之离子与CMP组成物,及由基材表面移除残留之含铜材料。本发明同时提供一电脑可读取媒体,包含有用以平坦化一基材表面之指令,当指令为一或多数处理机所执行时,指令使得一或多数处理机以控制一系统,以执行研磨基材,以大量地移除形成于其上之含铜材料,并以一CMP组成物研磨该基材,该CMP组成物包含一或多数螫合剂及至少一过渡金属之离子,以移除残留之含铜材料。
申请公布号 TWI267111 申请公布日期 2006.11.21
申请号 TW090129739 申请日期 2001.11.30
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 孙立中;蔡东辰;李实健
分类号 H01L21/00(2006.01);C09K13/00(2006.01) 主分类号 H01L21/00(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种用以平坦化一基材之组成物,该组成物至少 包含: 至少一过渡金属之离子,该过渡金属至少包含铜; 一或多数螯合剂,其系由化合物群组所选出,该等 化合物具有一或多数胺或醯胺基,氨基酸,具有一 或多数酸基之羧酸及其组合; 一或多数界面活性剂; 一或多数氧化剂; 一或多数腐蚀阻抑剂;及 水。 2.一种用以平坦化一基材之组成物,该组成物至少 包含: 至少一过渡金属之离子,该过渡金属至少包含铜; 一或多数螯合剂; 一或多数界面活性剂,其系由聚丙烯酸之钠盐,油 酸钾,磺基琥珀酸,磺基琥珀酸洐生物,磺化胺,磺化 醯胺,乙醇之硫酸盐,磺酸烷,羧酸乙醇,烷基胺丙炔 酸,烷基亚胺基二丙酸,及其组合之群组中选出; 一或多数氧化剂; 一或多数腐蚀阻抑剂;及 水。 3.如申请专利范围第1项或第2项所述之组成物,其 中上述之一或多数螯合剂包含该组成物之约0.02vol %至约4vol%。 4.如申请专利范围第1项或第2项所述之组成物,其 中上述之至少一过渡金属之离子系由一或多数金 属盐所衍生出。 5.如申请专利范围第4项所述之组成物,其中上述之 一或多数金属盐包含铜盐,其系由硫酸铜,氟硼酸 铜,葡糖酸铜,氨基磺酸铜,氯化铜,氰化铜及其组合 之群组中选出。 6.如申请专利范围第5项所述之组成物,其中上述之 铜盐包含组成物之于约0.005wt%至约1.0wt%之间。 7.如申请专利范围第1项或第2项所述之组成物,其 中上述之界面活性剂包含一或多数有机界面活性 剂,两性离子表面活性剂,多离子界面活性剂,或其 组合。 8.如申请专利范围第1项所述之组成物,其中上述之 界面活性剂系由聚丙烯酸之钠盐,油酸钾,磺基琥 珀酸,磺基琥珀酸洐生物,磺化胺,磺化醯胺,乙醇之 硫酸盐,磺酸烷,羧酸乙醇,烷基胺丙炔酸,烷基亚胺 基二丙酸,及其组合之群组中选出。 9.如申请专利范围第1项或第2项所述之组成物,其 中上述之界面活性剂包含组成物之约0.001vol%至约 10vol%。 10.如申请专利范围第1项或第2项所述之组成物,更 包含一剂料,以调整pH値。 11.如申请专利范围第10项所述之组成物,其中上述 之调整pH値之剂料系为一酸,其系由醋酸,磷酸,草 酸,及其组合之群组中所选出。 12.如申请专利范围第1项或第2项所述之组成物,其 中上述之组成物具有于约2.5至约11.0间之一pH値。 13.如申请专利范围第1项或第2项所述之组成物,更 包含诸磨料粒子。 14.如申请专利范围第13项所述之组成物,其中上述 之磨料粒子包含组成物之约35wt%或更少。 15.如申请专利范围第13项所述之组成物,其中上述 之磨料粒子包含由矽石,铝土,氧化钛,氧化锆,氧化 铈,及其组合之群组所选出。 16.一种用以由一基材表面移除含铜材料的方法,该 方法至少包含使用一组成物来平坦化该基材表面, 该组成物至少包含一或多数螯合剂、至少一过渡 金属之离子、一或多数界面活性剂、一或多数氧 化剂、一或多数腐蚀阻抑剂及水,该过渡金属至少 包含铜。 17.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述之 一或多数螯合剂系由化合物群组所选出,该等化合 物具有一或多数胺或醯胺基,氨基酸,具有一或多 数酸基之羧酸及其组合。 18.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述之 一或多数螯合剂包含该组成物之约0.02vol%至约4vol% 。 19.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述之 至少一过渡金属之离子由一或多数金属盐所洐生 出。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中上述之 一或多数金属盐包含铜盐,其系由硫酸铜,氟硼酸 铜,葡糖酸铜,氨基磺酸铜,氯化铜,氰化铜及其组合 之群组中选出。 21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中上述之 铜盐包含组成物之于约0.005wt%至约1.0wt%之间。 22.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述之 组成物更包含一或多数阴离子界面活性剂,两性离 子表面活性剂,多离子界面活性剂,或其组合,一或 多数螯合剂,一或多数氧化剂,一或多数腐蚀阻抑 剂,水及其组合。 23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中上述之 阴离子界面活性剂,两性离子界面活性剂,多离子 界面活性剂系由聚丙烯酸之钠盐,油酸钾,磺基琥 珀酸,磺基琥珀酸洐生物,磺化胺,磺化醯胺,乙醇之 硫酸盐,磺酸烷,羧酸乙醇,烷基胺丙炔酸,烷基亚胺 基二丙酸,及其组合之群组中选出。 24.如申请专利范围第22项所述之方法,其中上述之 界面活性剂包含组成物之约0.001vol%至约10vol%。 25.如申请专利范围第22项所述之方法,更包含一剂 料,以调整pH値。 26.如申请专利范围第25项所述之方法,其中上述之 调整pH値之剂料系为一酸,其系由醋酸,磷酸,草酸, 及其组合之群组中所选出。 27.如申请专利范围第22项所述之方法,更包含诸磨 料粒子。 28.如申请专利范围第27项所述之方法,其中上述之 磨料粒子包含组成物之约35wt%或更少。 29.如申请专利范围第28项所述之方法,其中上述之 磨料粒子包含由矽石,铝土,氧化钛,氧化锆,氧化铈 ,及其组合之群组所选出之材料。 30.一种用以处理一基材的方法,该方法至少包含步 骤: 提供一基材至一研磨设备; 研磨该基材以实质地移除形成于其上之含铜材料, 及 以一CMP组成物研磨该基材,该组成物包含一或多数 螯合剂,及一或多数铜盐,以移除残留之含铜材料 。 31.如申请专利范围第30项所述之方法,其中上述之 一或多数螯合剂系由化合物群组所选出,该等化合 物具有一或多数胺或醯胺基,氨基酸,具有一或多 数酸基之羧酸及其组合。 32.如申请专利范围第30项所述之方法,其中上述之 一或多数螯合剂包含该组成物之约0.02vol%至约4vol% 。 33.如申请专利范围第30项所述之方法,其中上述之 一或多数铜盐系由硫酸铜,氟硼酸铜,葡糖酸铜,氨 基磺酸铜,磺化铜,焦磷酸铜,氯化铜,氰化铜及其组 合构成之群组中选出。 34.如申请专利范围第33项所述之方法,其中上述之 铜盐包含CMP组成物之于约0.005wt%至约1.0wt%之间。 35.如申请专利范围第30项所述之方法,其中上述之 CMP组成物更包含一或多数阴离子界面活性剂,两性 离子界面活性剂,多离子界面活性剂,或其组合,一 或多数螯合剂,一或多数氧化剂,一或多数腐蚀阻 抑剂,水及其组合。 36.如申请专利范围第35项所述之方法,其中上述之 一或多数阴离子界面活性剂,两性离子界面活性剂 ,多离子界面活性剂系由聚丙烯酸之钠盐,油酸钾, 磺基琥珀酸,磺基琥珀酸洐生物,磺化胺,磺化醯胺, 乙醇之硫酸盐,磺酸烷,羧酸乙醇,烷基胺丙炔酸,烷 基亚胺基二丙酸,及其组合之群组中选出。 37.如申请专利范围第35项所述之方法,其中上述之 一或多数阴离子界面活性剂,两性离子界面活性剂 ,多离子界面活性剂,或其组合包含CMP组成物之约0. 001vol%至约10vol%。 38.如申请专利范围第35项所述之方法,其中上述之 CMP组成物更包含一剂料,以调整pH値。 39.如申请专利范围第38项所述之方法,其中上述之 调整pH値之剂料系为一酸,其系由醋酸,磷酸,草酸, 及其组合之群组中所选出。 40.如申请专利范围第35项所述之方法,其中上述之 CMP组成物更包含诸磨料粒子。 41.如申请专利范围第40项所述之方法,其中上述之 磨料粒子包含组成物之约35wt%或更少。 42.如申请专利范围第40项所述之方法,其中上述之 磨料粒子包含组成物之约2wt%或更少。 43.如申请专利范围第40项所述之方法,其中上述之 磨料粒子包含由矽石,铝土,氧化钛,氧化锆,氧化铈 ,及其组合之群组所选出的材料。 44.一种处理一安置于一研磨垫上之基材的方法,该 方法至少包含步骤: 对该基材上,执行一第一研磨处理,以大量地由该 基材移除含铜材料; 执行一第二研磨处理,以由该基材移除残留含铜材 料,该第二研磨处理,包含: 配送一CMP组成物至研磨垫; 于原处混合一或多数螯合剂及至少一过渡金属之 离子与CMP组成物,及 由基材移除残留之含铜材料。 45.如申请专利范围第44项所述之方法,其中上述之 CMP组成物更包含一或多数阴离子界面活性剂,两性 离子界面活性剂,多离子界面活性剂,或其组合,一 或多数螯合剂,一或多数氧化剂,一或多数腐蚀阻 抑剂,水及其组合。 46.如申请专利范围第45项所述之方法,其中上述之 CMP组成物更包含诸磨料粒子。 47.如申请专利范围第44项所述之方法,其中上述之 一或多数螯合剂系由化合物群组所选出,该等化合 物具有一或多数胺或醯胺基,氨基酸,具有一或多 数酸基之羧酸及其组合。 48.如申请专利范围第44项所述之方法,其中上述之 一或多数螯合剂包含该组成物之约0.02vol%至约4vol% 。 49.如申请专利范围第44项所述之方法,其中上述之 至少一过渡金属之离子系由一或多数金属盐所衍 生出。 50.如申请专利范围第49项所述之方法,其中上述之 一或多数金属盐包含一铜盐,其系由硫酸铜,氟硼 酸铜,葡糖酸铜,氨基磺酸铜,磺化铜,焦磷酸铜,氯 化铜,氰化铜及其组合构成之群组中选出。 51.如申请专利范围第50项所述之方法,其中上述之 铜盐包含组成物之于约0.005wt%至约1.0wt%之间。 52.如申请专利范围第44项所述之方法,其中上述之 于原处混合一或多数螯合剂及一或多数金属盐与 第二CMP组成物发生于第一CMP组成物被配送至研磨 垫之后,约30秒至约300秒之间。 53.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该至少 一过渡金属之离子系由第二研磨制程时,基材扣环 之腐蚀所洐生。 54.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该至少 一过渡金属之离子系由第二研磨制程时,与安排于 一研磨垫中之铜源产生反应之组成物所洐生。 55.一种电脑可读取媒体,包含有用以平坦化一基材 表面之指令,当指令为一或多数处理机所执行时, 指令使得一或多数处理机以控制一系统,以执行: (a)研磨基材,以实质地移除形成于其上之含铜材料 ;及 (b)以一CMP组成物研磨该基材,该CMP组成物包含一或 多数螯合剂及至少一过渡金属之离子,以移除残留 之含铜材料。 56.如申请专利范围第55项所述之电脑可读取媒体, 其中上述之指令系被安置以研磨基材,以实质地移 除形成于其上之含铜材料,这系进行于安装于一第 一平台上之旋转或线性研磨垫。 57.如申请专利范围第56项所述之电脑可读取媒体, 其中上述之指令系安排以以一CMP组成物研磨该基 材,该CMP组成物包含一或多数螯合剂及至少一过渡 金属之离子,以移除残留之含铜材料,这系进行于 安装于一第一平台或第二平台上之旋转或线性研 磨垫。 58.如申请专利范围第55项所述之电脑可读取媒体, 其中上述指令进一步被安排以CMP组成物研磨该基 材,藉由于原处混合一或多数螯合剂及一或多数金 属盐与CMP组成物之另一成份,发生于CMP组成物之其 他成份被配送至研磨垫之后,30秒至300秒之间。 图式简单说明: 第1图为一化学机械研磨设备之示意立体图; 第2至4图为示意图表,用以例示用以于一基材上形 成一特性之制程的实施例。
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