发明名称 化学机械研磨液组合物及金属膜的研磨方法
摘要 一种化学机械研磨液组合物,至少是由添加剂、安定剂与研磨料所构成。添加剂为二价金属化合物或三价金属化合物。安定剂为有机酸、无机酸或其混合物。此种化学机械研磨液组合物可以高速研磨钨、钛及氮化钛。
申请公布号 TWI233941 申请公布日期 2005.06.11
申请号 TW092136662 申请日期 2003.12.24
申请人 广润科技股份有限公司 发明人 陈瑞芳;朱家助;沈国宏;郑裕隆;丁杰;蔡尔贤
分类号 C09K3/14;C09G1/02 主分类号 C09K3/14
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种化学机械研磨液组合物,包括: 0.001至2.0重量百分比的一添加剂,该添加剂系选自 二价金属化合物与三价金属化合物所组之族群; 50至300 ppm的一安定剂,其中该安定剂系选自磷酸、 磷酸铵盐、碘酸、硫氰酸铵与其混合物所组之族 群;以及 1.0至20重量百分比的一研磨料。 2.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该添加剂系选自一铝化合物、一铈化合 物、一铬化合物、一铁化合物及其混合物所组之 族群。 3.如申请专利范围第2项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该铁化合物系选自硝酸铁、硫酸铁、氟 化铁、氯化铁、溴化铁、碘化铁、过氯酸铁盐、 过溴酸铁盐、过碘酸铁盐与有机铁化合物所组之 族群。 4.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该添加剂包括硝酸铁。 5.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该添加剂在该化学机械研磨液组合物中 之含量包括0.005至0.5重量百分比。 6.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该添加剂在该化学机械研磨液组合物中 之含量包括0.01至0.05重量百分比。 7.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,更包括0.1至50重量百分比的一氧化剂。 8.如申请专利范围第7项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该氧化剂系选自有机化合物、无机化合 物及其混合物所组之族群。 9.如申请专利范围第7项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该氧化剂包括过氧化氢。 10.如申请专利范围第7项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该氧化剂在该化学机械研磨液组合物中 之含量包括0.5至10重量百分比。 11.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料至少包括金属氧化物研磨料。 12.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料系选自氧化铝、氧化铈、氧化 锗、氧化矽、氧化钛、氧化锆及其混合物所组之 族群之其中一种。 13.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料系选自氧化铝、氧化铈、氧化 锗、氧化矽、氧化钛、氧化锆及其混合物所组之 族群之其中一种以上。 14.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料为金属氧化物之含水分散液。 15.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料包括粒子大小分布小于1.0微米 ,且平均聚集体直径小于0.4微米之金属氧化物聚集 体。 16.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料包括具有主要粒子直径小于0. 400微米,且比表面积范围包括10平方公尺/克至250平 方公尺/克之金属氧化物球体。 17.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料包括之表面积范围包括50平方 公尺/克至200平方公尺/克。 18.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料系选自胶体磨料与烟雾状磨料 所组之族群。 19.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨液组 合物,其中该研磨料系选自胶体氧化矽、烟雾状氧 化矽与烟雾状氧化铝所组之族群。 20.一种金属膜的研磨方法,该方法包括: 提供一基底,该基底上已形成一金属膜;以及 进行一化学机械研磨制程以研磨该金属膜,在该化 学机械研磨制程中使用一研磨液,该研磨液至少包 括: 0.001至2.0重量百分比的一添加剂,该添加剂系选自 二价金属化合物与三价金属化合物所组之族群; 50至300 ppm的一安定剂,其中该安定剂系选自磷酸、 磷酸铵盐、碘酸、硫氰酸铵与其混合物所组之族 群; 0.1至50重量百分比的一氧化剂;以及 1.0至20重量百分比的一研磨料。 21.如申请专利范围第20项所述之金属膜的研磨方 法,其中该金属膜系选自铜、铜合金、铜氧化物、 铜合金之氧化物、钽与其化合物、镍与其化合物 、钨与其化合物所组成之组群之至少其中之一。 22.如申请专利范围第20项所述之金属膜的研磨方 法,其中该金属膜包括由两层不同金属材质所构成 堆叠结构。 23.如申请专利范围第20项所述之金属膜的研磨方 法,其中该金属膜从该基底起依序包括一第一金属 膜与一第二金属膜,该第一金属膜系选自钛与其化 合物、钽与其化合物、镍与其化合物至少其中之 一,该第二金属膜系选自钨、钨合金、铜与其化合 物、银与金所组成之组群之至少其中之一。 24.如申请专利范围第20项所述之金属膜的研磨方 法,其中该添加剂系选自一铝化合物、一铈化合物 、一铬化合物、一铁化合物及其混合物所组之族 群。 25.如申请专利范围第20项所述之金属膜的研磨方 法,其中该研磨料系选自氧化铝、氧化铈、氧化锗 、氧化矽、氧化钛、氧化锆及其混合物所组之族 群。 26.如申请专利范围第20项所述之金属膜的研磨方 法,其中该研磨料包括主要粒子直径小于0.400微米, 且比表面积范围包括10平方公尺/克至250平方公尺/ 克。 27.如申请专利范围第20项所述之金属膜的研磨方 法,其中该基底上包括具有凹凸表面的一层间绝缘 层,该金属膜包括覆盖在该层间绝缘层上之一阻障 层与填满该层间绝缘层的凹陷处之一配线金属层 。 28.如申请专利范围第27项所述之金属膜的研磨方 法,其中该化学机械研磨制程包括研磨该配线金属 层直到位于凸部的该阻障层裸露出来后,研磨该阻 障层与凹陷处的该配线金属层,并使得凸部的该层 间绝缘层裸露出来。 图式简单说明: 第1图所示为本发明之研磨液与习知研磨液加入2wt %过氧化氢后过氧化氢残余量之比较图。
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