铜钝化化学机械抛光组合物和方法

专利名称：铜钝化化学机械抛光组合物和方法
技术领域：
本发明涉及用于抛光含铜基材的抛光组合物和方法。更具体而言，本发明涉及利 用铜络合剂和铜钝化剂的用于抛光含铜基材的化学机械抛光组合物和方法。
背景技术：
本领域中已知许多用于对基材表面进行化学机械抛光(CMP)的组合物和方法。用 于抛光半导体基材(例如，集成电路)的含有金属的表面的抛光组合物(也称为抛光浆料、 CMP浆料和CMP组合物)通常含有研磨剂、各种添加剂化合物等并且通常与氧化剂组合使 用。这样的CMP组合物通常被设计用于移除特定的基材材料例如金属(例如，钨或铜)、绝 缘体(例如，二氧化硅，诸如经等离子体增强的得自原硅酸四乙酯(PETEOS)的二氧化硅)、 以及半导体材料(例如，硅或砷化镓)。在常规的CMP技术中，将基材夹持器(抛光头)安装在夹持器组件上并将其定位 成与CMP装置中的抛光垫接触。夹持器组件提供可控制的压力(向下力)以促使基材抵靠 着抛光垫。使垫与附着有基材的夹持器相对于彼此移动。垫与基材的相对移动用于研磨基 材的表面以从基材表面移除一部分材料，由此抛光该基材。通常通过抛光组合物的化学活 性(例如，通过存在于CMP组合物中的氧化剂)和/或悬浮于抛光组合物中的研磨剂的机 械活性进一步促进基材表面的抛光。典型的研磨剂材料包括例如二氧化硅(硅石)、二氧化 铈(铈土)、氧化铝(矾土)、氧化锆(锆氧土)、二氧化钛(钛白)和氧化锡。研磨剂合意地作为胶态分散体悬浮于CMP组合物中，该胶态分散体优选是胶体稳 定的。术语“胶体”是指研磨剂颗粒在液体载体中的悬浮液。“胶体稳定性”是指该悬浮液在 选定的时段期间在沉降最少的情况下的保持性。在本发明的范围内，如果在将悬浮液置于 IOOmL量筒中且让其在没有搅动的情况下静置2小时时，在该量筒底部50mL中的颗粒浓度 ([B]，以g/mL为单位)与悬浮于该量筒顶部50mL中的颗粒浓度([T]，以g/mL为单位)之 间的差除以悬浮于研磨剂组合物中的颗粒的初始浓度([C]，以g/mL为单位)所得的值小于 或等于0. 5 (即，([B]-[T])/[C] ^ 0. 5)，则认为该研磨剂悬浮液是胶体稳定的。([B]-[T])/ [C]的值合意地小于或等于0. 3，且优选小于或等于0. 1。例如，Neville等人的美国专利No. 5，527，423描述了通过用抛光浆料接触金 属层的表面而对金属层进行化学机械抛光的方法，该抛光浆料包含悬浮在含水介质中的 高纯度金属氧化物细颗粒。或者，研磨剂材料可并入抛光垫中。Cook等人的美国专利 No. 5，489，233公开了具有表面纹理或图案的抛光垫的用途，Bruxvoort等人的美国专利 No. 5，958，794公开了一种固定研磨剂抛光垫。对于铜CMP应用，通常合意的是使用相对低的固含量的分散体(即，具有1重量％ 或更小的基于总的悬浮固体物(TSS)水平的研磨剂浓度)，其对铜具有化学反应性。化学反 应性可通过使用氧化剂、螯合剂、腐蚀抑制剂、PH、离子强度等进行调整。使CMP浆料的化学 反应性与机械研磨性质相平衡可为复杂的。许多商业铜CMP浆料具有高度的化学反应性并 呈现出远高于100埃/分钟(人/min)的高的铜静态蚀刻速率(SER)，可通过有机腐蚀抑制剂例如苯并三唑(BTA)、三唑和咪唑至少部分地控制所述铜静态蚀刻速率。然而，这样的组合 物通常不具良好的抛光后腐蚀控制。常见的商业铜CMP浆料还通常具有如下缺点表面凹 陷(dishing)-侵蚀、缺陷(defectivity)以及表面形貌问题。不断地需要开发新的铜CMP组合物和方法，其利用相对低的固含量的CMP浆料，与 常规的CMP浆料相比，其具有降低的表面凹陷_侵蚀和缺陷水平、相对高的铜移除速率、以 及较好的防腐蚀性和表面抑制性。从本文中提供的对本发明的描述，本发明的这些和其它 优势以及额外的发明特征将变得明晰。

发明内容
本发明提供用于抛光含铜基材的化学机械抛光(CMP)组合物和方法。本发明的方 法涉及使用本发明的CMP组合物研磨含铜基材的表面，该研磨优选在氧化剂(例如，过氧化 氢)的存在下进行。与常规的铜CMP浆料相比，本发明的组合物和方法可提供相对高的铜 移除速率以及良好的铜钝化。本发明的CMP组合物包含粒状研磨剂、铜络合剂、铜钝化剂、以及含水载体。铜钝 化剂包含酸性OH基团和另外的具有氧原子的含氧取代基，该氧原子与所述酸性OH基团的 氧原子以1，6关系排列。本发明的优选组合物包含分散和/或悬浮于含水载体中的0. 01 1重量％的粒状研磨剂、0. 1 1重量％的铜络合剂、10 IOOOppm的铜钝化剂。优选的铜钝化剂为具有通式(I) =A-X-Y-OH的化合物以及式⑴的盐、和式⑴的 部分中和的形式。在式(I)中，A为-N(R1)-(^ = O)-R2或-C( = 0)-NH-0H;和X为-C(R3) (R4)-且Y为-C ( = 0)-，或者X和Y —起形成芳基部分，在该芳基部分中，式(I)的A和OH 基团以彼此呈邻位关系排列。优选地，由X和Y形成的芳基部分为苯基或萘基，其最优选为 苯基。R1为H、经取代WC1-C4烷基、或未经取代WC1-C4烷基。R2为经取代的C8-C2tl烷基或 未经取代的C8-C2tl烷基。R3和R4各自独立地为H、经取代的C1-C4烷基、或未经取代的C1-C4 烷基。式⑴的化合物的非限制性实例包括N-酰基甘氨酸化合物(例如，N-酰基肌氨酸， 诸如N-月桂酰基肌氨酸)、以及邻-羟基芳基异羟肟酸(例如，水杨基异羟肟酸等)。铜钝 化剂的优选的盐形式为碱金属盐(例如，钠盐和钾盐)。优选的铜络合剂的非限制性实例包括草酸、经氨基取代的羧酸(例如，α-氨基酸 (诸如甘氨酸)、或氨基多元羧酸(诸如亚氨基二乙酸)等)、经羟基取代的羧酸(例如，柠 檬酸等)、以及这些络合剂的盐(例如，碱金属盐)。


图1显示选定的可用在本发明的组合物和方法中的铜钝化剂的化学结构。图2显示与用对照组合物所获得的结果相比的通过利用本发明的组合物抛光铜 晶片所获得的铜移除速率(Cu RR)对向下力(DF)的图。
具体实施例方式本发明的CMP组合物包含粒状研磨剂、铜络合剂、铜钝化剂、以及为此的含水载 体，当用于抛光含铜基材时，本发明的CMP组合物提供相对高的铜移除速率、相对低的缺 陷、以及良好的表面钝化。
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可用于本发明的CMP组合物和方法中的粒状研磨剂包括适合用于半导体材料的 CMP中的任何研磨剂材料。合适的研磨剂材料的非限制性实例包括CMP领域中公知的二氧 化硅(例如，热解二氧化硅和/或胶态二氧化硅)、氧化铝、二氧化钛、二氧化铈、氧化锆、或 前述研磨剂中的两种或更多种的组合。优选的研磨剂包括二氧化硅(尤其是胶态二氧化 硅)、以及二氧化钛。研磨剂材料优选以不超过1重量％ (10, OOOppm)的浓度存在于CMP浆 料中。在一些优选实施方式中，研磨剂材料以0. 1 1重量％、更优选0. 1 0.5重量％的 浓度存在于CMP组合物中。优选的研磨剂具有IOOnm或更小的平均粒度，其通过本领域中 公知的激光光散射技术测定。可用于本发明的组合物和方法中的铜络合剂优选为羧酸盐物质。如在文中和在所 附权利要求中所使用的，术语“羧酸盐”、“羧酸”以及任何类似的相关术语包括带有羧酸基 团(S卩，-C( = 0)0H基团)的化合物的酸形式、盐形式、以及部分中和的形式。因此，在本 发明的上下文中所有提到铜络合剂之处都应解释为提到该试剂的任何和所有形式，即酸形 式、盐形式、以及部分中和的形式，这些形式在功能上可彼此互换。用于本发明中的铜络合剂的非限制性实例包括草酸、经氨基取代的羧酸(例如， 氨基多元羧酸盐(诸如，亚氨基二乙酸(IDA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、亚氨基二琥珀酸 (IDS)、乙二胺四乙酸(EDTA)、次氨基三乙酸(NTA))、以及α -氨基酸(诸如甘氨酸)、β -氨 基酸等)、经羟基取代的羧酸(例如，乙醇酸和乳酸、以及羟基多元羧酸(诸如苹果酸、柠檬 酸、酒石酸)等)、膦酰基羧酸、氨基膦酸、前述物质中的任何物质的盐、前述物质中的两种 或更多种的组合等。铜络合剂的优选的盐包括水溶性的盐，诸如碱金属盐(例如，锂盐、钠 盐、以及钾盐)。优选地，铜络合剂选自草酸、经氨基取代的羧酸、经羟基取代的羧酸、其盐、以及前 述物质中的两种或更多种的组合，它们全部都共享如下共同特征具有至少一个羧酸基团 并具有第二极性官能团(例如，羟基、氨基、或另外的羧酸基团)，所述羧酸基团和所述第二 极性官能团可一起协同地与铜离子相互作用并与铜离子结合。铜络合剂优选以0. 1 1. 5 重量％的浓度存在于组合物中。可用于本发明的组合物和方法中的铜钝化剂为包含至少一个酸性OH基团(例如， 芳环上的OH取代基、异羟肟酸取代基、或羧酸取代基)和至少一个另外的具有氧原子的含 氧取代基的化合物，该氧原子与所述酸性OH基团的氧以1，6关系排列。在本发明的上下文 中所有提到铜钝化剂之处均应解释为提到该试剂的任何和所有形式，即酸形式、盐形式、以 及部分中和的形式，这些形式在功能上可彼此互换。优选的铜钝化剂为具有通式(I) =A-X-Y-OH的化合物、以及式(I)的盐、和式(I) 的酸形式与盐形式的组合，其中A为-N(R1) -C ( = 0) -R2或-C ( = 0) -NH-OH ；和X为-C (R3) (R4)-且Y为-C ( = 0)-，或者X和Y —起形成芳基，在该芳基中，式⑴中的A和OH基团以 彼此呈1，2或“邻位”关系定位。在式⑴中，R1为H、经取代WC1-C4烷基、或未经取代的 C1-C4烷基；R2为经取代的C8-C2tl烷基或未经取代的C8-C2tl烷基；以及R3和R4各自独立地为 H、经取代WC1-C4烷基、或未经取代WC1-C4烷基。式(I)的化合物包括N-酰基甘氨酸化合 物(例如，N-月桂酰基甘氨酸和N-月桂酰基肌氨酸)、邻_羟基芳基异羟肟酸化合物(例 如，水杨基异羟肟酸(salicylhydroxamicacid))、邻-羟基_N_酰基苯胺化合物、以及丙二 单异羟肟酸(malonomonohydroxamic acid)。式(I)的优选化合物为邻-羟基芳基异羟肟酸(诸如水杨基异羟肟酸)、以及N-酰基肌氨酸化合物(诸如N-月桂酰基肌氨酸)、以及 其盐和其部分中和的形式。铜钝化剂的优选的盐形式为碱金属盐(例如，锂盐、钠盐、以及 钾盐)。铜钝化剂优选以10 1，OOOppm、更优选以50 500ppm的浓度存在于组合物中。式(I)中的可选择的“A”部分为N-酰氨基和异羟肟酸基团，它们共享如下共同特 征均为既包含氮原子又包含至少一个紧邻氮的氧原子(即，N-酰基的氧和氮被单个碳原 子隔开，而在异羟肟酸中存在两个氧原子一个氧原子紧挨着氮，另一个氧原子与氮被一个 碳原子隔开)的极性取代基。类似地，式(I)的“X”部分和“Y”部分共享下列共同特征(1) 它们各自赋予OH基团以酸性特征(例如，通过与OH键合的不饱和碳原子)，以及(2)它们 共同在OH基团的氧与“A”基团的氧原子之间提供1，6间隔。式⑴的化合物中的A、X、Y 和OH官能团一起以促进与铜结合的方式排列。在使用期间，所述化合物吸附到基材表面上 并在铜表面上提供钝化层。图1提供选定的可用在本发明的组合物和方法中的铜钝化剂的结构式，例如 式(I)，包括N-酰基甘氨酸和肌氨酸化合物、水杨基异羟肟酸、丙二单异羟肟酸、N-酰 基-邻_羟基苯胺化合物等。图1也说明钝化剂中的酸性OH与另外的含氧取代基之间的 1，6关系。本发明的CMP组合物优选具有5 10的pH。CMP组合物可任选地包含一种或多 种PH缓冲物质，例如，乙酸铵、柠檬酸二钠等。许多这样的PH缓冲物质是本领域中公知的。用于本发明的组合物的含水载体优选为水(例如去离子水)并且可以任选地含有 一种或多种可与水混溶的有机溶剂，诸如醇。本发明的CMP组合物还可以任选地包含一种或多种添加剂，诸如表面活性剂、流 变控制剂(例如，粘度增强剂或促凝剂)、杀生物剂、腐蚀抑制剂、氧化剂等，其中的许多是 CMP领域中所公知的。本发明的CMP组合物可通过任何合适的技术制备，其中的许多是本领域技术人员 已知的。该CMP组合物可以间歇或连续方法制备。通常，该CMP组合物可通过以任意次序组 合其各组分而制备。本文中所使用的术语“组分”包括单独的成分(例如，研磨剂、络合剂、 钝化剂、酸、含水载体等)以及各成分的任意组合。例如，可将研磨剂分散于水中，并可加入 铜钝化剂和铜络合剂，且通过任何能够将各组分并入到CMP组合物中的方法进行混合。通 常，可恰好在开始抛光之前加入氧化剂。可在任何合适的时间调节PH。本发明的CMP组合物还可作为浓缩物提供，该浓缩物意图在使用之前用适量的水 或其它含水载体进行稀释。在这样的实施方式中，CMP组合物浓缩物可包括以这样的量分 散或溶解于含水载体中的各种组分，所述量使得在用适量的含水载体稀释该浓缩物时，该 抛光组合物的各组分将以在适于使用的范围内的量存在于该CMP组合物中。本发明的CMP组合物可用于抛光任何合适的基材，尤其是可用于抛光包含铜的基 材。在另一方面中，本发明提供通过用本发明的CMP组合物研磨基材的表面而抛光含 铜基材的方法。优选地，利用CMP组合物在氧化剂，例如，0. 1 5重量％的氧化剂的存在下 抛光基材。可用的氧化剂的非限制性实例包括过氧化氢、无机和有机过氧化合物、溴酸盐、 硝酸盐、氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、铁氰化钾、重铬酸钾、碘酸等。含有至少一个过氧基的化合 物的非限制性实例包括过氧化氢、氢过氧化脲、过碳酸盐、过氧化苯甲酰、过乙酸、过氧化二
7叔丁基、单过硫酸盐(monopersulfate，S052—)、以及二过硫酸盐(dipersulfate，S2082—)。其 它的含有处于其最高氧化态的元素的氧化剂的非限制性实例包括高碘酸、高碘酸盐、高溴 酸、高溴酸盐、高氯酸、高氯酸盐、过硼酸、过硼酸盐、以及高锰酸盐。本发明的CMP方法特别适于与化学机械抛光装置结合使用。通常，该CMP装置包 括压板(platen)，其在使用时处于运动中且具有由轨道、线性和/或圆周运动导致的速度。 抛光垫安装在压板上并且与压板一起移动。抛光头夹持待抛光的基材使之与抛光垫接触并 相对于抛光垫的表面移动，同时以选定的压力(向下力)促使基材抵靠着抛光垫以促进抛 光过程。基材的抛光通过移动着的抛光垫和存在于抛光垫上的本发明的CMP组合物的组合 研磨作用实现，其磨除基材的至少一部分表面。抛光也可由CMP组合物的化学活性(S卩，氧 化、络合、钝化等)辅助。本发明的方法可利用任何合适的抛光垫(例如，抛光表面)。合适的抛光垫的非限 制性实例包括编织和非编织抛光垫，如果需要，其可包含固定研磨剂。而且，抛光垫可包含 具有合适的密度、硬度、厚度、可压缩性、压缩后的回弹能力、压缩模量、化学相容性等的任 何聚合物。合适的聚合物包括，例如，聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龙、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚 酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成(coformed)产 物、及其混合物。合意的是，CMP装置进一步包括原位抛光终点检测系统，其中的许多是本领域中已 知的。通过分析从工件表面反射的光或其它辐射来检测和监控抛光过程的技术是本领域中 已知的。这样的方法描述于例如，Sandhu等人的美国专利5，196，353、Lustig等人的美国 专利5，433，65UTang的美国专利5，949，927及Birang等人的美国专利5，964，643中。合 意的是，对正在被抛光的工件的抛光过程进度的检测或监控使得可以确定抛光终点，即，确 定何时终止对特定工件的抛光过程。下列非限制性实施例进一步说明本发明的各种方面。实施例1 包含水杨基异羟肟酸(SHA)和络合剂的CMP组合物的评价利用本发明的具有5 7的pH并且含有50 500ppm的水杨基异羟肟酸(SHA ； 铜钝化剂)、1重量％的亚氨基二乙酸(IDA;铜络合剂)和0. 1 1重量％的胶态二氧化 硅(平均粒度为80nm)的CMP组合物在0. 8重量％的过氧化氢的存在下抛光直径为4英寸 的铜毯覆式晶片(blanket wafer) 0各组合物的SHA、研磨剂的量及pH提供在表1中。在 Logitech Model II CDP 抛光机(Logitech Ltd.，Glasgow, UK)上在下列操作条件下抛光 晶片D100抛光垫、85转/分钟(rpm)的压板速度、93rpm的夹持器速度、1磅/平方英寸 (psi)或3psi的向下力、以及120毫升/分钟(mL/min)的浆料流速。用各组合物在1和3psi向下力下所得到的观察到的铜移除速率(Cu RR,以人/min 为表示)也显示在表1中。表1中的数据表明，不管研磨剂含量或向下力如何，与在较低 SHA含量下所得到的移除速率相比，在相对高的SHA含量和中性pH(即，500ppm，pH为7) 下，钝化都使观察到的铜移除速率大幅降低。相反，在PH为5时，500ppm的SHA含量仍提 供1000 4000人/min的铜移除速率。令人惊奇地，与包含ι重量％研磨剂的组合物(在 Ipsi下为l082A/min,在3psi下为i847A/min)相比，0.1重量％的研磨剂提供更高的移 除速率(即，在Ipsi下为2825人/min，在3psi下为3974 A/min)。包含1重量％二氧化硅 和50ppm SHA的组合物所获得的铜移除速率稍高于包含0. 1重量％二氧化硅和50ppm SHA
8的组合物所提供的移除速率，而不管PH如何(即，将实施例IC与IE进行比较以及将实施 例ID与IH进行比较)。令人惊奇地，包含50ppm SHA的组合物在pH 7下呈现出比在pH 5 下略高的铜移除速率，而不管研磨剂的含量如何(将实施例ID与IE进行比较以及将实施 例IH与IC进行比较)。这与具有更高SHA含量(500ppm)的组合物是相反的，如上所述， 所述具有更高SHA含量(500ppm)的组合物在pH 5下、而非在pH 7下呈现出更高的移除速 率。在各实施例中，移除速率随着向下力的增大而增大。通过SHA进行的钝化也以电化学 方式(即，通过Tafel图)证实。表 1 在单独的实验中，测定pH为6的、含有0. 8重量％过氧化氢的、包含在水中的0. 5 重量％胶态二氧化硅、1重量％甘氨酸和250ppm(0. 025%) SHA的组合物的铜静态蚀刻速率 (SER)。通过将1英寸正方形铜晶片浸在200克CMP组合物中10 30分钟而测量SER。测 量浸渍前后的铜层的厚度。通过下式计算SER(以A/min表示)=SER=(铜厚度的变化量 (以A表示))/(试验持续时间(以min表示))。观察到的SER为17 A/min,表明良好的钝 化。不具有SHA的对照组合物具有1342 A/min的SER。实施例2 包含N-月桂酰基肌氨酸(NLS)和亚氨基二乙酸(IDA)的CMP组合物的 评价利用本发明的CMP组合物抛光直径为4英寸的铜毯覆式晶片。所述组合物包含 0. 1重量％的胶态二氧化硅研磨剂(平均粒度为80nm)、100ppm或IOOOppm的N-月桂酰基 肌氨酸(NLS)以及 1 重量％&IDA。在 Logitech ModelII CDP 抛光机(Logitech Ltd., Glasgow, UK)上在下列操作条件下在为7的pH下在0. 8重量％过氧化氢的存在下抛光晶 片D100抛光垫、85rpm的压板速度、93rpm的夹持器速度、1或3psi的向下力、以及120mL/ min的浆料流速。还测定各组合物的SER。含有IOOppm NLS的组合物呈现出34 A/min的铜静态蚀刻速率(SER)，而含有 IOOOppm NLS的组合物具有5 A/min的SER。与在Ipsi和3psi这两种水平的向下力下都 提供非常低的铜移除速率(< 50 A/min )的含有IOOOppm NLS的组合物相比，含有IOOppmNLS的组合物还呈现出相对高的铜移除速率(在Ipsi和3psi的向下力下分别为3220和 4400人/minh这样的结果表明，在较高的NLS含量(IOOOppm)下，NLS提供相对高的钝化水平。实施例3 向下力对移除速率的影响在Logitech抛光机上在下列条件下利用本发明的pH为6的包含在水中的0. 5重 量％胶态二氧化硅、1重量％甘氨酸、以及250ppm(0. 025% ) SHA的组合物(实施例3A)在 0. 8重量％过氧化氢的存在下抛光直径为4英寸的铜毯覆式晶片D100抛光垫、85rpm的压 板速度、93rpm的夹持器速度、0或3psi的向下力、以及120mL/min的浆料流速。为了进行 比较，还利用pH为6的包含在水中的0. 5重量％胶态二氧化硅和1重量％甘氨酸的模型 (model) CMP浆料(实施例3B)在0. 8重量％过氧化氢的存在下在相同的抛光条件下抛光晶 片。各组合物的铜移除速率对向下力的图提供在图2中。在图2中容易看出，与不包含SHA 的模型组合物(实施例3B)相比，本发明的组合物(实施例3A)提供对向下力变化的令人 惊奇的更为线性的(Prestonian)响应。对向下力变化的非线性响应可在抛光过程期间导 致产品的可变性，而这是不合乎需要的。本发明的组合物在铜CMP期间有利地提供移除速 率与向下力之间的合意的线性关系。
权利要求
对含铜基材进行化学机械抛光(CMP)的方法，该方法包括用CMP组合物研磨含铜基材的表面，其中该CMP组合物包含(a)粒状研磨剂；(b)铜络合剂；(c)铜钝化剂，其包含酸性OH基团和另外的带有氧原子的取代基，该氧原子与所述酸性OH基团的氧原子以1，6关系排列；和(d)为此的含水载体。
2.权利要求1的方法，其中所述铜钝化剂为具有通式(I)的化合物、其盐、或其部分中 和的形式(I)A-X-Y-OH其中 A 为-N (R1) -C ( = 0) -R2 或-C ( = 0) -NH-OH ；和 X 为-C (R3) (R4)-且 Y 为-C (= 0)-，或者X和Y—起形成芳基，在该芳基中，式(I)中的A和OH基团以彼此呈邻位关系排 列；和其中R1为H、经取代的C1-C4烷基、或未经取代的C1-C4烷基；R2为经取代的C8-C2tl烷 基或未经取代的C8-C2tl烷基；以及R3和R4各自独立地为H、经取代的C1-C4烷基、或未经取 代的C1-C4烷基。
3.权利要求1的方法，其中所述铜钝化剂为N-酰基甘氨酸化合物、其盐、或其部分中和 的形式。
4.权利要求3的方法，其中所述N-酰基甘氨酸化合物为N-酰基肌氨酸化合物。
5.权利要求1的方法，其中所述铜钝化剂为邻-羟基芳基异羟肟酸、其盐、或其部分中 和的形式。
6.权利要求1的方法，其中所述铜络合剂选自草酸、经氨基取代的羧酸、经羟基取代的 羧酸、其盐、其部分中和的形式、以及前述材料中的两种或更多种的组合。
7.权利要求1的方法，其中所述粒状研磨剂以0.01 1重量％的浓度存在于所述组合 物中。
8.权利要求1的方法，其中所述粒状研磨剂包括二氧化硅。
9.权利要求1的方法，其中所述铜络合剂以0.1 1. 5重量％的浓度存在于所述组合 物中。
10.权利要求1的方法，其中所述铜钝化剂以10 1，OOOppm的浓度存在于所述组合物中。
11.权利要求1的方法，其中在0.1 5重量％的氧化剂的存在下研磨所述基材的表面。
12.用于抛光含铜基材的化学机械抛光(CMP)组合物，所述组合物包含(a)0. 01 1重量％的粒状研磨剂；(b)0.1 1重量％的铜络合剂；(c)10 IOOOppm的铜钝化剂，其包含酸性OH基团和另外的带有氧原子的取代基，该氧 原子与所述酸性OH基团的氧原子以1，6关系排列；和(d)为此的含水载体。
13.权利要求12的组合物，其中所述铜钝化剂为具有通式(I)的化合物、其盐、或其部 分中和的形式(I)A-X-Y-OH其中 A 为-N (R1) -C ( = 0) -R2 或-C ( = 0) -NH-OH ；和 X 为 _C (R3) (R4)-且 Y 为 _C (= 0)-，或者X和Y—起形成芳基，在该芳基中，式(I)中的A和0H基团以彼此呈邻位关系排 列；和其中R1为H、经取代的Q-C；烷基、或未经取代的Q-C；烷基；R2为经取代的C8-C2(l烷 基或未经取代的C8-C2(1烷基；以及R3和R4各自独立地为H、经取代的C「C4烷基、或未经取 代的Q-Q烷基。
14.权利要求12的组合物，其中所述铜钝化剂为N-酰基甘氨酸化合物、其盐、或其部分 中和的形式。
15.权利要求12的组合物，其中所述铜钝化剂为N-酰基肌氨酸化合物、其盐、或其部分 中和的形式。
16.权利要求15的组合物，其中所述N-酰基肌氨酸化合物为N-月桂酰基肌氨酸、其 盐、或其部分中和的形式。
17.权利要求12的组合物，其中所述铜钝化剂为邻_羟基芳基异羟肟酸化合物、其盐、 或其部分中和的形式。
18.权利要求17的组合物，其中所述邻-羟基芳基异羟肟酸化合物为水杨基异羟肟酸、 其盐、或其部分中和的形式。
19.权利要求12的组合物，其中所述铜络合剂选自草酸、经氨基取代的羧酸、经羟基取 代的羧酸、其盐、其部分中和的形式、以及前述材料中的两种或更多种的组合。
20.权利要求12的组合物，其中所述铜络合剂包括经氨基取代的羧酸、其盐、或其部分 中和的形式。
21.权利要求12的组合物，其中所述铜络合剂包括经羟基取代的羧酸、其盐、或其部分 中和的形式。
22.权利要求12的组合物，其中所述粒状研磨剂包括二氧化硅。
23.权利要求12的组合物，其中所述粒状研磨剂具有不超过lOOnm的平均粒度。
24.权利要求12的组合物，其进一步包含0.1 5重量％的氧化剂。
25.权利要求24的组合物，其中所述氧化剂为过氧化氢。
全文摘要
本发明提供用于抛光含铜基材的化学机械抛光(CMP)方法和组合物。本发明的方法涉及用本发明的CMP组合物研磨含铜基材的表面，优选该研磨在氧化剂(例如，过氧化氢)的存在下进行。本发明的CMP组合物包含粒状研磨剂、铜络合剂、铜钝化剂和含水载体，所述铜钝化剂带有酸性OH基团和另外的与所述酸性OH基团呈1，6关系的氧取代基。本发明的优选组合物包含0.01～1重量％的粒状研磨剂、0.1～1重量％的铜络合剂、10～1000ppm的铜钝化剂。
文档编号C09K3/14GK101874093SQ200880117903
公开日2010年10月27日 申请日期2008年11月20日 优先权日2007年11月27日
发明者丹妮拉·怀特, 约翰·帕克, 贾森·凯莱赫 申请人:卡伯特微电子公司