抛光包括铜和钨的半导体器件结构中使用的浆液与固定磨料型抛光垫以及抛光方法

专利名称：抛光包括铜和钨的半导体器件结构中使用的浆液与固定磨料型抛光垫以及抛光方法
技术领域：
本发明一般涉及对化学-机械抛光方法或化学-机械平面化方法用的浆料，具体而言，本发明涉及用来抛光包括铜和靠近的钨屏蔽的半导体器件的导电结构或使其平面化的浆料。本发明还涉及基本上同时抛光铜和钨形成的结构或使其平面化的方法。
背景技术：
CMP化学-机械抛光和化学-机械平面化在本领域都被称作“CMP”，这两种方法都是结合使用化学试剂和机械手段在制造半导体器件过程中对半导体材料基材的表面进行平面化，或以其他方式从其上面除去材料的研磨方法。化学作用部分通常是使用包含一种或多种氧化剂、磨料、络合剂和抑制剂的浆料，能氧化被抛光或平面化(即至少部分除去)一层或多层材料层的表面。使用由诸如聚氨酯或丙烯酸类材料形成的抛光垫，并结合使用浆料和浆料中的磨料，可从半导体器件结构表面机械除去一层或多层。应注意到，由于对环境问题的关注，仅用磨料抛光或平面化，例如不使用活性化学试剂来实施除去材料，会成为更普遍的方法。因此，在此使用的术语“CMP”涵盖这样的仅有磨料(即严格的机械的)方法和装置。
常规的CMP垫制成圆的平面形，尺寸大于半导体基材(如晶片或其他基材，包括硅、镓、砷化物、磷化铟等)，在半导体基材上已形成需进行平面化或抛光的结构或层。在抛光基材上形成的一层或多层或结构时，基材与常规的CMP垫彼此相对旋转，而基材的位置又相对于垫的抛光表面连续运动，使得垫的不同部位用来抛光基材上形成的一层或多层或结构。
另一种抛光形式是所谓的“卷材”形式，其中，垫具有长条的平面形状。卷材从供给卷轴上横向地运动至承载卷轴，为抛光半导体基材上形成的一层或多层或结构提供“新鲜”区域。更新的类似抛光形式是所谓的“带”形式，其中，垫构造成抛光材料的带或连续的圈。在“卷材”和“带”这两种形式中，半导体基材在与垫接触时旋转。当需要“新鲜”抛光表面时，垫移动。
在本领域被称作固定磨料型垫的一种新型抛光垫可用来抛光半导体基底上形成的层或使其平面化。固定磨料型垫通常制成常规、卷材或带的形式，一般由丙烯酸类材料形成，其中嵌埋着磨料颗粒。这种垫和嵌埋的磨粒实现着CMP过程的机械作用部分。在制造半导体器件期间，使用固定磨料型垫对半导体器件表面上形成的一层或多层进行平面化或抛光，磨料在垫的表面上露出。有些磨料还会从垫上脱落。由于垫上有磨粒，用于实施化学-机械抛光或化学-机械平面化的化学作用部分的化学浆料不必包含使用无磨料垫的常规情况下一般需要的磨料。
铜导电结构使用铜作为半导体器件的导电材料日益增加。然而，铜用于半导体器件时，通常需要在铜和相邻结构或层之间有个屏蔽层。这种屏蔽层能防止铜扩散到相邻层或结构，防止形成硅化铜，铜的扩散和生成硅化铜都会在使用铜的半导体器件中引起断路。钽是可用作屏蔽铜的材料的一个例子。使用钽时，半导体器件，包括设置了铜(如槽)的全部特征衬以钽层。然后，钽层上面通常覆盖以薄的铜层，通常用物理气相淀积(“PVD”)法形成。这样薄铜层就起例如通过电镀方法形成铜结构的所谓“种子层”作用形成钽层和铜层后，必须使钽-铜导电结构相互隔绝。通常采用CMP法从在制造的半导体器件活性表面上除去结构之间的钽和铜。在铜CMP法中使用的浆料的pH一般约为7.0。许多这样的浆料中含有过氧化氢作为氧化剂。由于过氧化氢容易产生羟基自由基(OH)，过氧化氢是很强的氧化剂。然而，钽基本上是化学惰性的。因此，除去铜的CMP浆料的氧化剂并不会使钽有效氧化，因此不能充分除去钽。同样，对CMP法除去钽有用的浆料同样不能有效除去铜。结果，当采用常规CMP法使半导体器件的钽-铜导电结构隔离时，必须使用两种不同的浆料。
已经提出用钨代替半导体器件中的钽作为铜导电结构的屏蔽材料。但是，当将现有的铜CMP浆料基本上同时用于CMP钨和铜时，钨屏蔽层会以较铜快的速度溶解或被除去。这至少部分是因为钨(W)比铜(Cu)更容易被氧化，如下面化学方程所示E0＝0.12E0＝-0.34因此，常规浆料中，尽管铜和钨同时暴露于相同的氧化剂，但是通常是钨首先被氧化。结果，在屏蔽材料应该位于的铜导电结构和半导体器件结构的相邻部分(在其上面正在建造导电结构)之间的部位形成了间隙。


图1的电子显微照片表示了这种现象，图1显示按照CMP使用氧化铝固定磨料型抛光垫和pH约为7的铜CMP浆料对包括铜层20的部分和设置在半导体器件结构10的基材12活性表面16中形成的凹下区域内的下层钨屏蔽层18的半导体器件结构10进行了CMP过程后的情况。在CMP过程中，屏蔽层18和铜层20的界面19露出时，屏蔽层18中的钨以较相邻铜层20中的铜快的速度氧化和溶解，在铜层20和基材12的相邻区域之间产生一间隙21，以及不希望铜层20中的铜与基材12未保护的相邻区域基材并可能扩散到该区域。
本发明人并未意识到一种对CMP法有用的浆料，这种浆料能有效抛光铜和钨或使其平面化，不会引起钨的氧化或溶解。

发明内容
本发明包括一种使用固定磨料型抛光垫以及对该固定磨料型抛光垫适用的用来基本同时化学-机械抛光铜导电结构和相邻屏蔽层的浆料，用以基本同时抛光铜导电结构和其相邻的屏蔽层的方法。
本发明方法包括使用固定磨料型抛光垫连同基本不含磨料的液体抛光配制剂，这种抛光配制剂在此称作基本无磨料的浆料，或更简单地称作浆料。这种浆料配制成能以基本相同的速度对铜和屏蔽层材料如钨进行氧化。因此，在作为本发明揭示内容的浆料中，铜和屏蔽层材料的氧化能基本相同。较好的是，在该浆料中屏蔽材料如钨的氧化能或氧化势比铜的氧化能或氧化势约大0.25V至约小0.20V。由于屏蔽材料被这种浆料以约和铜相同的速度或小于铜的速度被氧化，使用配制成能基本同时地抛光铜导电结构和相邻屏蔽层的浆料能防止屏蔽层溶解。当和固定磨料型抛光垫使用时，本发明的浆料以和除去铜大约相同的速度或至少为其十分之一的速度除了屏蔽材料如钨，较好的是，以该浆料除去铜的速度四分之一至少二分之一的速度除去屏蔽材料。
对本发明方法有用的浆料包含至少一种氧化剂、至少一种络合剂和至少一种抑制剂。平衡至少一种氧化剂、pH控制剂和抑制剂的相对量，使得能基本同时进行铜结构和与之相邻的另一结构如由钨形成的屏蔽层的抛光。因此，这种浆料配制成氧化剂、络合剂和抑制剂的相对量，使得浆料能以基本相同的速度对铜和屏蔽材料如钨进行氧化，或者使浆料中铜和屏蔽材料的氧化能基本相同。还可以将浆料的pH调至最佳，提供基本相同的速度对铜和屏蔽材料如钨进行氧化。
本发明还包括基本同时抛光半导体器件的铜导电结构和相邻屏蔽层的系统。这样的一种系统包括一固定磨料型抛光垫和基本无磨料的浆料，在该系统内，铜和屏蔽材料以基本相同的速度氧化，或具有基本相同的氧化能。
阅读了说明书、附图和所附权利要求书，本领域技术人员会理解本发明的其他特征和优点。
附图简述图1是一张电子显微照片，表示当常规浆料同时除去铜和钨时，在半导体器件铜结构下面的钨屏蔽层的溶解区域。
图2-5示意地表示抛光方法的示例性实施方案，在该方法中，以基本相同的速度从半导体器件结构上基本同时除去铜和屏蔽材料。
图6示意地表示实施本发明方法中使用固定磨料型抛光型的系统的示例性实施方案。
实施本发明的最佳方式本发明揭示的方法示于图2-5。试看图2，所示为包括基材12的半导体器件结构10，所述基材的活性表面16中形成了一个凹下区域14。防止铜扩散到半导体器件结构10的相邻绝缘区域的材料，如钨的屏蔽层18位于活性表面16上和凹下区域的表面15上。在屏蔽层18上形成铜层20并与屏蔽层18接触。铜层20还基本上填满了凹下区域14。尽管基材12可能包括在凹下区域14、屏蔽层18和铜层20下面的各种其他结构，为简化起见，在图2-5所示的半导体器件结构10中没有另外的结构。
由铜层20形成导电结构时，必须从半导体器件结构10除去不在凹下区域14内的铜层20部分和屏蔽层18部分。如前面所述，通常采用CMP法来除去铜层的不需要部分。试看图3，在铜层20上施加浆料30。固定磨料型抛光型40，包括常规抛光垫、卷材型抛光垫、带型抛光垫或其他本领域己知抛光垫的形式。让抛光垫40和浆料30一起与铜层20摩擦接触(例如通过半导体器件结构10或抛光垫40的旋转)，这样来除去铜层20。浆料30的抑制剂组分32填入了铜层20的凹下区域22，从而防止从凹下区域22除去材料，直到铜层20上较高区域24的材料除去为止 。
最后，在活性表面16上的屏蔽层18的区域通过铜层露出，如图4所示。此时，浆料30和固定磨料抛光垫40以基本相同的速度除去屏蔽层18的材料和铜层20的铜。
通过用浆料30和固定磨料抛光垫40连续抛光，可从活性表面16上除去屏蔽层18。一旦从活性表面16上基本除去屏蔽层18，余留在凹下区域14内的铜层20部分的表面26基本位于活性表面16的平面上时(如图5所示)，终止抛光过程。如图5所示，屏蔽层18的余留部分基本衬着凹下区域14，并将铜层20的余留部分与相邻的基材12部分隔离。
要通过CMP以基本相同的速度除去铜和相邻屏蔽层18的材料(如钨)，浆料30需配制成能以基本相同的速度对铜和相邻屏蔽层18的材料氧化。换言之，即铜和相邻屏蔽层18的一种或多种材料(如钨)在浆料30中具有基本相同的氧化能。结果，当层18和20之间的界面与浆料30接触时，屏蔽层18的一种或多种材料不会以大于铜层20中的铜被溶解或从半导体器件结构10上除去的速度而被溶解或从半导体器件结构10除去。仅举一个不构成对本发明范围的限制的例子，浆料30中钨的氧化能或氧化势比浆料30中铜的氧化能或氧化势约大0.25V至约小0.20V为宜。当使用固定磨料抛光垫时，浆料30除去屏蔽材料如钨的速度与其除去铜的速度相同或至少是该速度的十分之一为宜，四分之一至二分之一更好。
继续看图2-5，浆料30与固定磨料抛光垫40如St.Paul，Minnesota的3M公司制造的丙烯酸固定磨料抛光垫结合使用。这样的固定磨料抛光垫40浸渍有磨料颗粒，包括但不限于氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)和二氧化铈(CeO2)。在固定磨料抛光垫40中的磨料在抛光半导体器件结构10时会从该垫上脱落。因此，浆料30不必含有磨料，较好是基本无磨料。浆料30包含抑制剂组分32，能防止铜层20的凹下区域的或较低区域22被除去，直到铜层20的较高区域24被除去达到基本相同的平面。浆料30还包含氧化剂组分，能对铜层20的铜和屏蔽层18的材料(如钨)氧化，使这些材料化学性地软化，从而通过固定磨料抛光垫40从半导体器件结构10上机械地除去。另外，浆料30还包含一种或多种络合剂，它们与层18和20中需除去的离子(如从铜层20除去的铜离子)配位，溶解这些反应离子，使这些反应离子从层18和20被氧化的部位除去。结果，浆料30能以最佳速度持续地对层18和20的材料氧化，因此，从半导体器件结构10上除去层18和20的材料的速度也最优化。
对于用作浆料30的氧化剂组分有用的氧化剂，其例子包括但不限于过氧化氢、碘酸钾、氨、其它的胺化合物、铵化合物、硝酸盐化合物以及它们的混合物。铵化合物的例子包括但不限于过硫酸铵和钼酸铵。硝酸盐化合物例子包括但不限于硝酸铁、硝酸、硝酸钾。氧化剂组分宜为浆料30重量的大约0.1-20％。约0.1-5.0重量％较好。更好的是，碘酸钾氧化剂组分占浆料30重量多达大约3-5％。
浆料30的一种或多种络合剂包括但不限于氨基乙酸、柠檬酸铵、磷酸铵、乙酸铵以及它们的混合物。浆料30宜包含约1-15重量％的一种或多种络合剂，约3-5重量％更好。例如，浆料30可包含其重量大约1％的络合剂氨基乙酸，包含0.1M(摩尔)浓度的聚乙二醇(PEG)。另一个例子，浆料30可包含约3重量％的乙酸铵。
浆料30的抑制剂组分32能防止抛光时对铜的腐蚀。抑制剂组分可包括吡咯类如苯三唑(BTA)、巯基苯并三唑和甲苯三唑；胺类如甲胺和二乙胺；环化合物如吡啶、喹啉和硝酸二环己胺(dicyclohexamine nitrate)；以及其它化合物如硅酸钾、硼酸铵、磷酸铵、重铬酸钾以及这些腐蚀抑制剂的任意混合物。抑制剂组分32可占浆料30重量的约0.05-2％，0.05-0.2重量％较好。例如，浆料30可包含约0.1重量％的BTA。
浆料30的pH在约2-6范围，较好在约3-5范围，更好约为4。如本领域中所知，可使用一种或多种缓冲剂，在此也称作pH控制剂，将浆料的pH调节至要求水平。可用于浆料30的缓冲剂例子，包括但不限于邻苯二甲酸氢钾、乙酸铵、草酸铵、氨基甲酸铵、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵、柠檬酸二铵、柠檬酸三铵以及它们的混合物。乙酸、磷酸和硫酸是可用于浆料30的pH控制剂的例子，作为本发明揭示的内容。较好的是，pH控制剂要将浆料30的pH调节至不会明显腐蚀正被抛光的层下面的绝缘体(如硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)或硼硅酸盐玻璃(BSG))。乙酸是可用来调节浆料30的pH，并且不会腐蚀下层玻璃绝缘体的缓冲剂的例子，但不构成对本发明的限制。
另外，浆料30可包含表面活性剂组分，其量为浆料30体积的约1-15％，更好约为浆料30重量的约1-2％。表面活性剂组分包括例如聚乙二醇、聚氧乙烯醚、甘油、聚丙二醇、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯油酰基醚以及它们的混合物。
浆料30中还包含增稠剂，提供浆料30所要求的粘度(如室温下约10-20厘泊)。可包含在浆料30中的增稠剂例子，包括但不限于POLYOX(购自Union Carbideof Danbury，Connecticut)和CARBOPOL(购自B.F.Goodrich of Cleveland，Ohio)。
水可用作浆料30的余量组分。
浆料30各组分的具体量的决定，即是要确定浆料30的配方，浆料30的该配方中，铜以和铜层20基本同时被抛光的屏蔽层18的材料如钨基本相同的速度给出电子。换言之，浆料30可配制成使铜和对其的屏蔽材料如钨，在浆料中具有基本相同的氧化能，即以基本相同的速度被氧化。较好的是，浆料30中钨或另一种屏蔽材料的氧化能比铜在此浆料中的氧化能约大0.25V至约小0.20V，此范围包括端值。浆料30的这些配方会促使铜和屏蔽材料如钨以基本相同速度从半导体器件结构10上除去。
如本领域中所知，例如可测定铜和屏蔽材料如钨在浆料3-中的开路电位来决定具备这些特点的浆料30。
试看图6，图示按照本发明方法，对铜和相邻屏蔽材料基本同时进行抛光用的抛光系统50。抛光系统50包括一抛光装置42(该装置支撑或载有着固定磨料垫40)和基底支撑物44，基底支撑物44构造成能固定半导体器件结构10，使其与固定磨料垫40摩擦接触，较好的是，相对于固定磨料垫40旋转半导体器件结构10。抛光系统50还包括一浆料供应器47。虽然，图6所示的抛光装置42为一卷材型抛光装置，在本发明揭示的抛光系统中也可以使用其它已知类型的抛光装置，包括但是不限于带型抛光装置和常规旋转型抛光装置。
本领域已知的任何CMP装置包括常规的旋转CMP装置、卷材型CMP装置和带型CMP装置，这些装置可以包括抛光系统50中的抛光装置42、基底支撑物44和浆料供应器47。固定磨料抛光垫40同样可包括已知的固定磨料抛光垫，如从3M公司得到的任何已知垫形式的丙烯酸类固定磨料抛光垫(如常规垫、卷或带)。
使用抛光系统50时，将一个或多个其上有一层或多层要化学-机械抛光的物质的半导体器件结构10固定在基底支撑物44上。如果需要，固定磨料抛光垫还可固定在抛光装置42上。通过浆料供应器47将浆料30通到半导体器件结构10和/或固定磨料抛光垫40上。将浆料施加到固定磨料型抛光垫40上后，半导体器件结构10和/或固定磨料抛光垫40基本上连续地横向运动(如旋转或摇摆，或则一边至另一边地运动)，使它们彼此摩擦接触，进行CMP过程。例如，当使用卷材形式或带形抛光装置时，该装置抛光半导体器件结构10(即是使半导体器件结构10围绕其支撑轴旋转)，而抛光垫保持基本静止。
从半导体器件结构10除去一层或多层18，20的要求部分后(图2-5)后，将半导体器件结构10从固定磨料抛光垫40取开。采用已知方法漂洗或以其他方式除去残留在半导体器件结构10上的浆料30。如本领域所知的，可在半导体器件结构10上进行以后的制作程序。可以增量移动抛光垫40，提供还未使用的新的垫部分，来抛光半导体器件结构10。抛光垫40移动的距离小于横贯被其抛光的半导体器件结构10的距离(如直径)。较好的是，抛光垫40移动的距离最多约为横贯半导体器件结构10的最大距离的1％，以便能均匀抛光半导体器件结构10并使抛光垫40的使用寿命尽可能长。例如，在使用抛光垫40抛光一个或多个20cm(8英寸)晶片时，在抛光各个或各组晶片的时间间隔，将抛光垫40增量移动约1/2或3/4厘米(如，约0.635厘米)。
可在任何合适的抛光温度进行本发明的抛光时，可以在低于常规抛光方法的温度用浆料30和固定磨料抛光垫40进行抛光。例如，可以在室温(例如大约23-27℃)或更低温度进行本发明揭示的抛光方法。已发现，在较低温度进行抛光时，引起的缺陷较少。然而，常规浆料的磨料组分在较低温度下不能溶解或均匀分散在这样的浆料中。
虽然前面的描述包括了许多具体实例，这些实例不应构成对本发明范围的限制，仅提供对现有较好实施方案的说明。同样，可以设计其它不偏离本发明精神和范围的实施方案。可以组合使用不同实施方案中的各特征。因此，本发明的范围仅受所附权利要求书和其等价内容的限制，而不受前面描述部分的限制。在权利要求书意义和范围之内的在此公开的对本发明的增删和修改应包括在内。
权利要求
1.一种用于化学-机械抛光法的系统，包括包含至少一种氧化剂、至少一种pH控制剂、至少一种抑制剂的浆料的第一部件，平衡所述至少一种氧化剂、所述至少一种pH控制剂和至少一种抑制剂的相对量来配制所述浆料，使能基本同时抛光包括铜的第一结构和包括钨的第二结构，除去钨的速度与除去铜的速度基本相同或小于除去铜的速度。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述浆料基本不含磨料。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于平衡所述相对量，使所述钨以基本和铜被氧化相同的速度或低于该速度被氧化。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于平衡所述相对量，使所述钨在所述浆料中的氧化能与铜在浆料中的氧化能基本相同。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于平衡所述相对量，使钨在所述浆料中的氧化能比铜在浆料的氧化能约大0.25V至约小0.20V。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于平衡所述相对量，使钨被所述浆料除去的速度至少是所述浆料除去铜的速度的十分之一。
7.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述至少一种pH控制剂包括至少一种选自下列的物质邻苯二甲酸氢钾、乙酸铵、草酸铵、氨基甲酸铵、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵、柠檬酸二铵、柠檬酸三铵、乙酸、磷酸和硫酸。
8.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述浆料的pH约为2-6。
9.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述至少一种氧化剂包括至少一种选自铵化合物、硝酸盐化合物和胺化合物的物质。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于所述至少一种氧化剂包括至少一种选自下列的物质过氧化氢、碘酸钾、高锰酸钾、过硫酸铵、钼酸铵、硝酸铁、硝酸、硝酸钾、氨以及其它胺化合物。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于所述系统中有所述浆料重量的约0.1-5％的至少一种氧化剂。
12.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述至少一种抑制剂包括吡咯、胺和环化合物中至少一种。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述至少一种抑制剂是选自苯三唑(BTA)、巯基苯并三唑、甲苯三唑、甲胺、二乙胺、吡啶、喹啉、硝酸二环己胺、硅酸钾、硼酸铵、磷酸铵、重铬酸钾中的至少一种。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述系统中有所述浆料重量的约0.05-2％的至少一种抑制剂。
15.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述系统还包含至少一种络合剂。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于所述至少一种络合剂是选自氨基乙酸、柠檬酸铵、磷酸铵和乙酸铵中的至少一种。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于所述系统中有所述浆料重量的约3-5％的至少一种络合剂。
18.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述系统还包含至少一种表面活性剂。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述至少一种表面活性剂是选自聚乙二醇、聚氧乙烯醚、甘油、聚丙二醇、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯油酰基醚中至少一种。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于所述系统中有所述浆料重量的约1-2％的至少一种表面活性剂。
21.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述浆料的粘度在室温下约为10-20厘泊。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于所述系统还包含一种增稠剂。
23.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述浆料在约27℃或更低温度下除去铜。
24.如权利要求1-23中任一权利要求所述的系统，其特征在于所述系统还包括包含抛光垫的第二部件。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于所述抛光垫是固定磨料抛光垫。
26.如权利要求25所述的系统，其特征在于所述固定磨料抛光垫包含磨料颗粒，磨料颗粒是氧化铝、二氧化钛、二氧化硅和二氧化铈中的至少一种。
27.如权利要求24-26中任一权利要求所述的系统，其特征在于所述抛光垫是圆形抛光垫、带形抛光垫或卷材形抛光垫。
28.如权利要求24-27中任一权利要求所述的系统，其特征在于所述抛光垫构造成在用来抛光半导体器件结构时能增量移动。
29.如权利要求28所述的系统，其特征在于所述抛光垫构造成能增量横向移动，所述增量等于或小于横贯被其抛光的半导体器件结构的距离的1％。
30.一种抛光半导体器件结构表面的方法，所述表面上具有是铜的导电结构和与导电结构相邻的屏蔽层，所述方法包括以基本和抛光导电结构相同的速度或小于该速度的速度，基本同时抛光屏蔽层的材料。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于所述基本同时抛光是使用浆料。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于所述使用所述浆料是使用基本没有磨料颗粒的浆料。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于所述基本同时抛光是使用固定磨料型抛光垫。
34.如权利要求31所述的方法，其特征在于使用所述浆料是使用一种浆料，所述屏蔽层的材料在该浆料中能以和铜氧化基本相同的速度氧化。
35.如权利要求31所述的方法，其特征在于使用所述浆料是使用一种浆料，铜和所述屏蔽层的材料在该浆料中具有基本相同氧化能。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于使用所述浆料是使用一种浆料，所述屏蔽层的材料在该浆料中的氧化能为比铜的氧化能约大0.25V至小于0.20V。
37.如权利要求32所述的方法，其特征在于使用所述浆料步骤是使用一种浆料，所述屏蔽材料被除去的速度至少是除去铜的速度的大约十分之一。
38.如权利要求30-37中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述方法包括向半导体器件结构提供是钨的屏蔽层。
39.如权利要求30-38中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述基本同时的抛光是在基本上不溶解位于导电结构余留部分下面的屏蔽层部分的情况下进行的。
40.一种配制在抛光半导体器件结构表面中使用的浆料的方法，该方法包括选择至少一种氧化剂、至少一种pH控制剂和至少一种抑制剂；确定至少一种氧化剂、至少一种pH控制剂和至少一种抑制剂在浆料中的浓度，所述浆料对铜氧化的速度基本和其对钨氧化的速度相同或小于该速度。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于确定所述浓度包括评价铜和钨在所述浆料中的氧化能。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于所述评价氧化能包括确定至少一组氧化能基本相同的浓度。
43.如权利要求42所述的方法，其特征在于所述确定所述至少一组浓度是确定浆料中至少一种氧化剂、至少一种pH控制剂和至少一种抑制剂浓度，使得在所述浆料中，钨氧化能比铜氧化能约大0.25V至约小于0.20V。
44.如权利要求40所述的方法，其特征在于所述确定至少一组浓度是确定浆料中至少一种氧化剂、至少一种pH控制剂和至少一种抑制剂浓度，使得所述浆料除去钨的速度至少是除去铜的速度的大约十分之一。
45.如权利要求40所述的方法，其特征在于选择至少一种氧化剂、至少一种pH控制剂和至少一种抑制剂，使之与将使用浆料进行抛光的固定磨料型抛光垫上的磨料相容。
46.如权利要求40-45中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述确定浓度的包括确定所述至少一种氧化剂浓度在约为所述浆料重量的0.1-5％范围内。
47.如权利要求40-45中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述确定浓度的步骤包括确定所述至少一种抑制剂浓度在约为所述浆料重量的0.05-0.2％范围内。
全文摘要
一种基本同时抛光半导体器件结构的铜导电结构和相邻屏蔽层的方法。该方法包括使用固定磨料抛光垫与基本没有磨料的浆料，在所述浆料中铜的除去速度与除去屏蔽层材料如钨的速度基本相同或快于该速度。配制浆料，使它能以和屏蔽材料基本相同的速度或快于该速度使铜氧化。因此，在浆料中铜和屏蔽层材料具有基本相同的氧化能，或者屏蔽材料氧化能大于铜的氧化能。还公开了抛光半导体器件结构上铜导电结构和相邻屏蔽结构的系统。
文档编号B24B37/04GK1468446SQ01816826
公开日2004年1月14日 申请日期2001年8月30日 优先权日2000年8月30日
发明者D·乔普拉, N·辛哈, D 乔普拉 申请人:微米技术股份有限公司