CN101553550B - 用于抛光镶嵌结构中的铝/铜及钛的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于抛光基板的化学机械抛光组合物。该抛光组合物包含氧化剂、钙离子、有机羧酸及水，其中该抛光组合物具有1.5至7的pH值。本发明进一步提供一种利用上述抛光组合物对基板进行化学机械抛光的方法。

Description

用于抛光镶嵌结构中的铝/铜及钛的组合物
技术领域
本发明涉及化学机械抛光组合物及方法。
背景技术
集成电路由数百万个形成于基板例如硅晶片之中或之上的有源器件构成。有源器件以化学及物理方式连接到基板中，并且通过使用多层互连而互相连接形成功能电路。在一种制造方法中，通过常规的干式蚀刻方法将介电基板图案化以形成用于垂直及水平互连的孔及沟槽。然后任选地用扩散阻挡层和/或粘着促进层涂覆经图案化的表面，随后沉积金属层以填充沟槽及孔。采用化学机械抛光(CMP)以减小金属层的厚度、以及扩散阻挡层和/或粘着促进层的厚度，直至暴露出下伏介电层，从而形成电路装置。
一种在二氧化硅基板上制造平面金属电路迹线的途径称为镶嵌方法(damascene process)。根据该方法，任选地具有沉积于其上的氮化硅层的二氧化硅介电表面通过以下来图案化：涂布光刻胶，将该光刻胶暴露于穿过图案的辐射以限定沟槽和/或通孔，然后使用常规干式蚀刻方法以形成用于垂直及水平互连的孔及沟槽。氮化硅起到“硬掩模”的作用以保护不是沟槽和/或通孔的一部分的二氧化硅表面在蚀刻期间免受损害。用粘着促进层(例如钛或钽)和/或扩散阻挡层(例如氮化钛或氮化钽)涂覆该图案化的表面。然后在粘着促进层和/或扩散阻挡层外涂覆金属层。采用化学机械抛光以减小金属外覆层的厚度、以及任何粘着促进层和/或扩散阻挡层的厚度，直至获得暴露出氮化硅表面的升高部分的平坦表面。通孔及沟槽仍填充有形成电路互连的导电金属。
钨和铜已越来越多地用作导电金属。然而，目前人们正在考虑将铝用于镶嵌方法中，铝已经用于早期生产方法中以经由减成法(subtractive process)诸如蚀刻技术制造电路互连。铝和钛的组合可能提供比其它金属/阻挡层组合低的电阻率，同时在电路性能方面具有相应的可能改善。然而，可用于对铝进行化学机械抛光的组合物通常在下伏的钛的抛光中表现出显著更低的移除速率。因此，在铝镶嵌制造方法中使用这样的抛光组合物来抛光铝和钛要过度抛光残留在电路线中的铝，导致所述线的显著的表面凹陷。因此，本领域中仍需要用于对包含作为导电材料的铝及作为阻挡材料的钛的基板进行化学机械抛光的改善的组合物及方法。
发明内容
本发明提供一种化学机械抛光组合物，其包含：(a)研磨剂；(b)选自过氧化物、过硫酸盐、铁盐、及其组合的氧化剂；(c)25至400ppm的钙离子；(d)有机羧酸；及(e)水，其中该抛光组合物具有1.5至7的pH值。
本发明还提供一种对基板进行化学机械抛光的方法，该方法包括：(i)使基板与抛光垫及化学机械抛光组合物接触，该化学机械抛光组合物包含：(a)研磨剂；(b)选自过氧化物、过硫酸盐、铁盐、及其组合的氧化剂；(c)25至400ppm的钙离子；(d)有机羧酸；及(e)水，其中该抛光组合物具有1.5至7的pH值；(ii)相对于该基板移动该抛光垫，该基板与该抛光垫之间有该化学机械抛光组合物；及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
具体实施方式
本发明提供一种化学机械抛光组合物。该抛光组合物包含：(a)研磨剂；(b)选自过氧化物、过硫酸盐、铁盐、及其组合的氧化剂；(c)25至400ppm的钙离子；(d)有机羧酸；及(e)水，其中该抛光组合物具有1.5至7的pH值。
抛光组合物中可存在任何合适量的研磨剂。在实施方式中，抛光组合物可以不含研磨剂或基本上不含研磨剂。通常，抛光组合物中可存在0.0001重量％或更多(例如，0.0005重量％或更多、或0.001重量％或更多、或0.01重量％或更多)的研磨剂。抛光组合物中的研磨剂的量优选不超过10重量％，且更优选不超过8重量％。甚至更优选地，研磨剂占抛光组合物的0.0001重量％至10重量％(例如，0.0005重量％至5重量％，或0.001％至2重量％)。
研磨剂可为任何合适的的研磨剂，例如，研磨剂可以是天然的或合成的，并且可以包括金属氧化物、碳化物、氮化物、金刚砂等。研磨剂还可以是聚合物颗粒或经涂覆的颗粒。研磨剂含意地包括金属氧化物。优选地，金属氧化物选自氧化铝、二氧化铈、二氧化硅、氧化锆、其共形成产物(co-formedproducts)、及其组合。更优选地，研磨剂为氧化铝或二氧化硅。
当研磨剂为氧化铝时，该氧化铝可以为任何合适的形式的氧化铝。优选地，氧化铝为热解氧化铝或α-氧化铝。当研磨剂为α-氧化铝时，α-氧化铝表面的至少一部分可以用带负电荷的聚合物或共聚物涂覆。例如，α-氧化铝表面的5重量％或更多(例如，10重量％或更多、或50重量％或更多、或基本上全部、或全部)可以用带负电荷的聚合物或共聚物涂覆。该带负电荷的聚合物或共聚物可以为任何合适的的聚合物或共聚物。优选地，该带负电荷的聚合物或共聚物包含选自羧酸、磺酸及膦酸官能团的重复单元。更优选地，该阴离子聚合物包含选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、乙烯基磺酸、2-(甲基丙烯酰氧基)乙磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基膦酸、磷酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯、及其组合的重复单元。最优选地，该带负电荷的聚合物或共聚物选自聚(2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸)及聚苯乙烯磺酸。由于α-氧化铝颗粒通常具有带正电荷的表面，所以该聚合物或共聚物与α-氧化铝颗粒的缔合导致该聚合物或共聚物上的至少一部分酸性官能团的去质子化，从而使与所述颗粒缔合的聚合物或共聚物带负电荷。
抛光组合物可以包含任何合适量的氧化铝。通常，抛光组合物包含0.0001重量％或更多(例如，0.0005重量％或更多、或0.001重量％或更多、或0.01重量％或更多)的氧化铝。优选地，该抛光组合物包含10重量％或更少(例如，5重量％或更少、或2重量％或更少)的氧化铝。甚至更优选地，该抛光组合物包含0.0001重量％至10重量％(例如，0.0005重量％至5重量％、或0.001重量％至2重量％)的氧化铝。
当研磨剂为二氧化硅时，该二氧化硅可以为任何合适形式的二氧化硅，例如热解二氧化硅或沉淀二氧化硅。优选地，该二氧化硅为缩聚二氧化硅。缩聚二氧化硅包括通过溶胶-凝胶方法及通过水热方法制备的二氧化硅。合适的二氧化硅的非限制性实例包括可商购自下列公司的产品：Eka Chemicals(Bindzil二氧化硅)、Nissan Chemical(Snowtex二氧化硅)、Nyacol NanoTechnologies(NexSil二氧化硅)及Cabot Corporation(Cab-o-Sperse热解二氧化硅)。
抛光组合物可以包含任何合适量的二氧化硅。通常，抛光组合物包含0.001重量％或更多(例如，0.01重量％或更多、或0.1重量％或更多)的二氧化硅。通常，抛光组合物包含20重量％或更少(例如，10重量％或更少)的二氧化硅。优选地，抛光组合物包含0.1重量％至10重量％(例如，0.25重量％至7.5重量％、或0.5重量％至5重量％)的二氧化硅。
研磨剂包括平均粒度(例如，平均颗粒直径)通常为20纳米至500纳米的颗粒。在本发明的上下文中，平均粒度是指包裹该颗粒的最小球体的平均尺寸。优选地，研磨剂颗粒具有30纳米至400纳米(例如，40纳米至300纳米、或50纳米至200纳米)的平均粒度。
研磨剂合意地悬浮于抛光组合物中，更具体而言，悬浮于抛光组合物的水组分中。当研磨剂悬浮于抛光组合物中时，研磨剂优选是胶态稳定的。术语胶体是指研磨剂颗粒在液体载体中的悬浮体。胶态稳定性是指悬浮液随时间的保持性。在本发明的上下文中，若出现以下情形则认为研磨剂具有胶态稳定性：当将研磨剂置于100毫升量筒内并且让其没有搅动地静置2小时的时间时，量筒底部50毫升中的颗粒浓度([B]，单位为克/毫升)与量筒顶部50毫升中的颗粒浓度([T]，单位为克/毫升)之间的差除以研磨剂组合物中颗粒的初始浓度([C]，单位为克/毫升)小于或等于0.5(即，{[B]-[T]}/[C]≤0.5)。合意的是，[B]-[T]/[C]的值小于或等于0.3，且优选小于或等于0.1。
抛光组合物包含选自过氧化物、过硫酸盐、铁盐、及其组合的氧化剂。氧化剂的作用是氧化至少一部分基板，例如含铝、铝合金(例如铝-铜)或钛的一个或多个层。过氧化物的非限制性实例包括过氧化氢及其加合物，例如脲过氧化氢、过碳酸盐及过硼酸盐。合适的过硫酸盐的非限制性实例包括过硫酸铵、过硫酸钠及过硫酸钾。非限制性铁盐包括硝酸铁、氯化铁及硫酸铁。优选地，氧化剂选自过氧化氢、过硫酸铵、硝酸铁、及其组合。
抛光组合物可以包含任何合适的量的氧化剂。通常，抛光组合物包含0.01重量％或更多(例如，0.1重量％或更多)的氧化剂。通常，抛光组合物包含10重量％或更少(例如，5重量％或更少)的氧化剂。
抛光组合物通常包含25ppm或更多(例如，30ppm或更多、或40ppm或更多、或50ppm或更多)的钙离子。优选地，抛光组合物包含400ppm或更少(例如，350ppm或更少、或300ppm或更少、或250ppm或更少、或甚至200ppm或更少)的钙离子。更优选地，抛光组合物包含25ppm至400ppm(例如，30ppm至350ppm、或40ppm至300ppm、或甚至50ppm至200ppm)的钙离子。有利地，钙离子的存在使得本发明的抛光组合物所呈现的钛层移除速率增加。包含于抛光组合物中的钙离子可以通过任何合适的钙离子来源提供。优选地，包含于抛光组合物中的钙离子通过至少一种水溶性钙盐提供。合适的钙盐的非限制性实例包括乙酸钙及氯化钙、其水合物、及其组合。
抛光组合物包含有机羧酸。可用于抛光组合物中的有机羧酸包括二羧酸及三羧酸及它们的盐。有机羧酸可以进一步包含选自羟基、羰基及卤素的官能团。优选地，有机羧酸选自柠檬酸、丙二酸、琥珀酸、酒石酸、其盐、及其组合。更优选地，有机羧酸为琥珀酸。
应理解，上述羧酸可以其盐(例如，金属盐、铵盐等)、酸或偏盐的形式存在。例如，琥珀酸盐包括琥珀酸及其单盐和二盐。
抛光组合物可以包含任何合适的量的有机羧酸。通常，抛光组合物包含0.1重量％或更多(例如，0.5重量％或更多)的有机羧酸。通常，抛光组合物包含10重量％或更少(例如，5重量％或更少)的有机羧酸。优选地，抛光组合物包含0.5重量％至5重量％且更优选1重量％至4重量％的有机羧酸。
抛光组合物具有7或更低(例如，6或更低)的pH值。优选地，抛光组合物具有1或更高(例如，1.5或更高、或者2或更高)的pH值。甚至更优选地，抛光组合物具有2至6(例如，3至5)的pH值。抛光组合物任选地包含pH调节剂，例如，氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化烷基铵和/或硝酸。抛光组合物可以任选地包含pH缓冲体系，例如，乙酸铵或柠檬酸单钠。本领域中公知许多这样的pH缓冲体系。
抛光组合物任选地进一步包含一种或多种其它添加剂。这样的添加剂包括任何合适的表面活性剂和/或流变调节剂，包括增粘剂及促凝剂(例如，聚合物流变调节剂诸如氨基甲酸酯聚合物)、含有一种或多种丙烯酸类子单元的丙烯酸酯(例如，乙烯基丙烯酸酯及苯乙烯丙烯酸酯)、及其聚合物、共聚物及低聚物、及其盐。合适的表面活性剂包括，例如，阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阴离子聚电解质、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、氟化表面活性剂、其混合物等。
抛光组合物任选地进一步包含杀生物剂。杀生物剂可以为任何合适的杀生物剂，例如，异噻唑啉酮杀生物剂。用于抛光组合物中的杀生物剂的量通常为1ppm至500ppm，且优选为10ppm至200ppm。
抛光组合物可以任何合适的技术制备，其中的许多技术是本领域技术人员已知的。抛光组合物可以间歇或连续方法制备。通常，可通过以任意顺序组合抛光组合物的各组分来制备抛光组合物。本文所用术语“组分”包括独立的成分(例如，研磨剂、氧化剂等)以及各成分(例如，研磨剂、氧化剂、钙离子、有机羧酸等)的任意组合。
例如，可通过以任意顺序、或甚至同时将氧化剂、钙离子及有机羧酸添加至水中而将氧化剂、钙离子及有机羧酸溶解于水中。然后可以添加研磨剂并通过能将研磨剂分散于抛光组合物中的任何方法将其分散。抛光组合物可以在使用前制备，其中将一种或多种组分(例如氧化剂)在使用前不久(例如，在使用前1分钟内、或在使用前1小时内、或在使用前7天内)添加至抛光组合物中。pH值可以在任何合适的时间进行调节，且优选在将研磨剂添加至抛光组合物之前进行调节。还可以通过在抛光操作期间在基板表面处混合所述组分来制备抛光组合物。
抛光组合物还可作为浓缩物提供，该浓缩物意图在使用前用适量的水进行稀释且通常加入氧化剂。若氧化剂为液体，则可以在用水稀释浓缩物之前将合适体积的氧化剂添加至水中，或者可以在将水添加至浓缩物中之前、期间或之后将合适体积的氧化剂添加至浓缩物中。若氧化剂为固体，则可以将氧化剂溶解于水或一部分水中，然后用水和/或氧化剂的水溶液稀释浓缩物。固体氧化剂也可在用水稀释浓缩物之前、期间或之后作为固体添加至浓缩物中以提供抛光组合物。可以通过任何能将氧化剂引入抛光组合物中的合适的方法(例如，通过混合)将氧化剂引入抛光组合物中。
抛光组合物浓缩物可以包含研磨剂、钙离子、羧酸及水，它们的量使得在用适量的水及氧化剂稀释浓缩物时，抛光组合物的各组分将以在上文对于各组分所列举的适当范围内的量存在于抛光组合物中。例如，研磨剂、钙离子及羧酸能够各自以作为上文对于各组分所列举的浓度的2倍(例如，3倍、4倍或5倍)的量存在于浓缩物中，使得当用等体积的水(例如，分别以2份等体积的水、3份等体积的水、或4份等体积的水)及适量的氧化剂稀释浓缩物时，各组分将以在上文对于各组分所列举的范围内的量存在于抛光组合物中。优选地，存在于浓缩物中的水溶性组分(例如钙离子及羧酸)的存在量使得这些组分完全溶解于浓缩物的水中，并且使得浓缩物中(更具体而言，浓缩物的水中)的水溶性组分的浓度低于所述水溶性组分在环境条件下(例如，在20℃的温度下)在浓缩物的水中的最大溶解度。此外，浓缩物可以包含存在于最终抛光组合物中的适当分数的水以及任选的一些或全部氧化剂，以确保研磨剂、氧化剂(若存在的话)、钙离子、羧酸及其它合适的添加剂至少部分地或全部溶于浓缩物中，优选全部溶解于浓缩物中。
本发明进一步提供一种对基板进行化学机械抛光的方法，该方法包括：(i)使基板与抛光垫及本文所述的抛光组合物接触，(ii)相对于该基板移动该抛光垫，其间有该抛光组合物，及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
尽管本发明的抛光组合物可用于抛光任何基板，但该抛光组合物尤其适用于抛光包含下列层的基板：至少一个包含铝或含铝合金(例如铝-铜)的金属层、至少一个包含钛的金属层、以及至少一个介电层。钛可以是钛金属、其合金、其氮化物、以及它们的组合的形式。介电层可以是金属氧化物、多孔金属氧化物、玻璃、有机聚合物、氟化有机聚合物、或任何其它合适的高-k或低-k绝缘层，且优选为基于硅的金属氧化物，更优选为得自原硅酸四乙酯(TEOS)的氧化硅层。
基板可为任何合适的基板(例如，集成电路、金属、ILD层、半导体及薄膜)。通常，基板包含图案化的介电层及包含铝的外覆层，该图案化的介电层上沉积有包含钛的阻挡层。抛光过程首先移除大部分上覆铝层，随后开始移除下伏的钛层和该抛光系统仍可达到的铝。至抛光过程结束时，介电层将暴露于该抛光组合物中。有利地，本发明方法容许控制铝、钛及介电层的抛光的选择性。本文中选择性定义为一层的抛光速率与另一不同层的抛光速率的比。
本发明的抛光组合物能够以所需的移除速率、低的腐蚀及低的表面凹陷抛光(例如，平坦化)包含至少一个铝层、至少一个钛层及至少一个介电层的基板。在本发明的上下文中，术语“层”是指具有基本上均匀的表面的连续的主体(bulk)材料层及包含表面部件(feature)(例如，电路线或通孔)内含有的材料的表面二者。铝、钛及介电层的抛光的相对选择性可以通过研磨剂(即，氧化铝或二氧化硅)的选择及通过改变抛光组合物中存在的组分的量来控制。
当本发明的抛光组合物包含氧化铝时，对于介电层的抛光所观察到的移除速率相对于铝和钛是低的，因此含有氧化铝的本发明的抛光组合物在介电层上“自终止”。本发明的含有氧化铝的抛光组合物的铝移除速率和钛移除速率可以通过选择氧化剂的量及通过控制抛光组合物的pH值来控制。具体而言，具有较低氧化剂含量和较低pH值的本发明的含有氧化铝的抛光组合物展示比具有较高氧化剂含量及较高pH值的本发明的含有氧化铝的抛光组合物高的铝相对于钛的抛光选择性。在这点上，铝相对于钛的抛光选择性是指抛光组合物所展示的铝移除速率与钛移除速率之比。通常，铝层将覆盖钛层，使得抛光过程将首先移除大部分上覆铝层，随后开始移除下伏钛层与该抛光系统仍可达到的存在于基板部件内的铝。当铝及钛二者皆用于抛光系统时，若铝抛光速率显著大于钛抛光速率，则铝层可能过度抛光，其导致铝层的表面凹陷和/或侵蚀。因此，通过增大含有氧化铝的抛光组合物的pH值及增加其中的氧化剂含量，可使铝移除速率相对于钛移除速率降低，从而降低存在于电路线中的铝层的过度抛光的程度。
当本发明的抛光组合物包含二氧化硅时，该抛光组合物展示较高的钛相对于铝的移除速率。因此，含有二氧化硅的实施方式可用于移除含有钛的阻挡层，同时展示含铝电路线的减少的表面凹陷和/或侵蚀。另外，增加抛光组合物中二氧化硅的量提高了介电层所展示的移除速率，从而容许阻挡层移除之后介电层的有效平坦化。
本发明的抛光方法尤其适于与化学机械抛光装置一起使用。通常，该装置包括：压板，其在使用时处于运动中并且具有由轨道、线性和/或圆周运动引起的速度；抛光垫，其与压板接触，并且在运动时与压板一起移动；以及载体，其固持待通过与抛光垫的表面接触并相对于抛光垫的表面移动而抛光的基板。基板的抛光通过如下发生：将基板放置成与抛光垫和本发明的抛光组合物接触，然后使抛光垫相对于基板移动，从而磨除基板的至少一部分以抛光基板。
可以使用任何合适的抛光垫(例如，抛光表面)用所述化学机械抛光组合物来抛光基板。合适的抛光垫包括，例如，纺织和非纺织抛光垫。此外，合适的抛光垫可以包含任何合适的具有不同密度、硬度、厚度、压缩性、压缩回弹能力和压缩模量的聚合物。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、其共形成产物、和其混合物。
合意地，化学机械抛光装置还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。通过分析从正在被抛光的基板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的美国专利5,196,353、美国专利5,433,651、美国专利5,609,511、美国专利5,643,046、美国专利5,658,183、美国专利5,730,642、美国专利5,838,447、美国专利5,872,633、美国专利5,893,796、美国专利5,949,927和美国专利5,964,643中。合意地，对于正在被抛光的基板的抛光过程的进展的检测或监控使得能够确定抛光终点，即，确定何时终止对特定基板的抛光过程。
下面的实施例进一步说明本发明，但当然不应解释为以任何方式限制本发明的范围。
在这些实施例中的每一个中，抛光实验通常涉及使用装有在副垫上的同心槽垫的市售抛光装置。除实施例1外，抛光参数通常为20.7kPa(3psi)的基板对抛光垫的下压力、50rpm的压板转速、53rpm的载体转速及180毫升/分钟的抛光组合物流速。在实施例1中，压板转速为90rpm且载体转速为93rpm。
实施例1
该实施例说明在分别包含铝-铜及钛的基板的抛光中，钙离子对本发明的抛光组合物所展示的移除速率的影响。
用八种不同的抛光组合物(抛光组合物1A-1H)抛光八组类似基板(每组有两个基板)，每组中的基板各自分别包含铝-铜和钛。各组合物包含在水中的0.56重量％的用带负电荷的聚合物处理的α-氧化铝、1.12重量％的琥珀酸及3重量％的过氧化氢，其pH值为3.5。该抛光组合物进一步包含由乙酸钙水合物提供的钙离子，其量列于下表1中。
抛光之后，测定各抛光组合物的铝-铜及钛移除速率(RR)，结果总结于表1中。
表1
Figure G2007800454360D00091
从表1所列的结果容易看出，使钙离子的量从0(抛光组合物1A)增加至150ppm(抛光组合物1F)使钛移除速率增加70％。将钙离子的量进一步增加至200ppm(抛光组合物1G)使钛移除速率小于150ppm时所观察到的移除速率但大于无钙离子时的移除速率，并且还使铝-铜移除速率与对具有少量钙离子或无钙离子的抛光组合物所观察到的移除速率相比有所降低。因此，该实施例的结果表明铝-铜及钛移除速率对本发明抛光组合物中钙离子的量的依赖性。
实施例2
该实施例说明有机羧酸的量对本发明抛光组合物所展示的抛光分别包含下列物质的基板的移除速率的影响：铝-铜、钛、以及由原硅酸四乙酯产生的氧化硅介电材料。在本文中氧化硅介电材料是指“TEOS”。
用两种不同的抛光组合物(抛光组合物2A及2B)抛光两组类似的基板(每组有两个基板)，每组中的基板各自分别包含铝-铜、钛及TEOS。各组合物包含0.56重量％的二氧化硅(Bindzil CJ2-2，Eka Chemicals)及3％的过氧化氢。抛光组合物2A进一步包含1.38重量％的琥珀酸，而抛光组合物2B进一步包含3.38重量％的琥珀酸。
抛光之后，测定各抛光组合物的铝-铜、钛及TEOS移除速率(RR)，结果总结于表2中。
表2
Figure G2007800454360D00101
由表2中所列的结果容易看出，将琥珀酸的量从1.38重量％(抛光组合物2A)增加至3.38重量％(抛光组合物2B)使得铝-铜移除速率增加15％但使钛移除速率增加更多(增加28％)。TEOS移除速率增加51％，但仍分别是铝-铜及钛的移除速率的16％和13％。此外，当本发明抛光组合物存在的琥珀酸的量增加时，选择性(定义为钛移除速率与铝-铜移除速率之比)从1.16增至1.30。
实施例3
该实施例说明二氧化硅的量对本发明的抛光组合物所展示的抛光分别包含下列物质的基板的移除速率的影响：铝-铜、钛、以及由原硅酸四乙酯产生的氧化硅介电材料。
用两种不同抛光组合物(抛光组合物3A及3B)抛光两组类似基板(每组有两个基板)，每组中的基板各自分别包含铝-铜、钛及TEOS。各组合物包含3.38重量％的琥珀酸及3％的过氧化氢。抛光组合物3A进一步包含0.56重量％的二氧化硅(Bindzil CJ2-2，Eka Chemicals)，而抛光组合物3B进一步包含5.56重量％的相同二氧化硅。
抛光之后，测定各抛光组合物的铝-铜、钛及TEOS的移除速率(RR)，且结果总结于表3中。
表3
Figure G2007800454360D00111
由表3中所列的结果容易看出，将存在于抛光组合物中的二氧化硅的量从0.56重量％增加至5.56重量％使得所观察到的铝-铜、钛及TEOS移除速率分别增加88％、73％及617％。随着抛光组合物中二氧化硅含量的增加，铝-铜相对于TEOS的抛光选择性(定义为铝-铜移除速率与TEOS移除速率之比)从6.07降至1.59。同样，随着抛光组合物中二氧化硅含量的增加，钛相对于TEOS的抛光选择性(定义为钛移除速率与TEOS移除速率之比)从7.92降至1.91。
将本文所引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请及专利)均引入本文作为参考，其程度就如同各参考文献均独立地并具体地被指明引入作为参考并且其全文被阐述于本文中一样。

Claims (13)

1.一种化学机械抛光组合物，包含：
(a)研磨剂，其中该研磨剂为经聚合物处理的氧化铝，其包括用带负电荷的聚合物处理的氧化铝；
(b)选自过氧化物、过硫酸盐、铁盐、及其组合的氧化剂；
(c)25至400ppm的钙离子；
(d)有机羧酸；及
(e)水，
其中该抛光组合物具有2至6的pH值。
2.权利要求1的抛光组合物，其中该带负电荷的聚合物为聚(2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸。
3.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物包含0.001重量％至2重量％的研磨剂。
4.权利要求1的抛光组合物，其中该氧化剂选自过氧化氢、过硫酸铵、硝酸铁、及其组合。
5.权利要求4的抛光组合物，其中该抛光组合物包含0.1重量％至5重量％的氧化剂。
6.权利要求1的抛光组合物，其中该有机羧酸选自柠檬酸、丙二酸及酒石酸。
7.权利要求1的抛光组合物，其中该有机酸为琥珀酸。
8.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物包含50至200ppm的钙离子。
9.一种对基板进行化学机械抛光的方法，该方法包括：
(i)使基板与抛光垫及权利要求1～8中任一项的化学机械抛光组合物接触，
(ii)相对于该基板移动该抛光垫，其间有该化学机械抛光组合物，及
(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
10.权利要求9的方法，其中该基板包含至少一个铝层，且移除所述铝的至少一部分以抛光该基板。
11.权利要求10的方法，其中该基板进一步包含至少一个钛层，且移除所述钛的至少一部分以抛光该基板。
12.权利要求10的方法，其中该基板进一步包含至少一个介电材料层，且移除所述介电材料的至少一部分以抛光该基板。
13.权利要求9的方法，其中该基板包含至少一个铝与铜的合金层，且移除所述铝与铜的合金的至少一部分以抛光该基板。
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