DE60314274T2

DE60314274T2 - Cmp verfahren unter verwendung von amphiphilen nichtionischen tensiden

Info

Publication number: DE60314274T2
Application number: DE60314274T
Authority: DE
Inventors: David J. Aurora SCHROEDER; Kevin J. Cabot Microe Aurora MOEGGENBORG; Homer Cabot Microe Aurora CHOU; Jeffrey P. Cabot Microe Aurora CHAMBERLAIN; Joseph D Cabot Microe Aurora HAWKINS; Phillip W. Aurora CARTER
Original assignee: Cabot Microelectronics Corp
Current assignee: CMC Materials Inc
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: CN1688665A; CN100352874C; US6936543B2; EP1560890B1; KR20050070048A; AU2003263536A8; JP2010177703A; JP5448994B2; ATE364070T1; JP2006502579A; KR20110008342A; WO2004033574A8; TWI259845B; SG111616A1; WO2004033574A1; JP5964795B2; JP2013258430A; TW200420697A; US20030228763A1; KR101201115B1

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren von Substraten, insbesondere von Substraten mit einer Kupfer umfassenden Metallschicht, unter Verwendung chemisch-mechanischer Polierzusammensetzungen mit amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Zusammensetzungen und Verfahren zum Planen oder Polieren der Oberfläche eines Substrates, insbesondere zum chemisch-mechanischen Polieren (CMP), sind auf diesem Gebiet gut bekannt. Polierzusammensetzungen (auch als Polierschlämme bekannt) enthalten typischerweise einen Schleifwerkstoff in einer wässrigen Lösung und werden gewöhnlich auf eine Oberfläche durch Inkontaktbringen der Oberfläche mit einem Polierkissen aufgetragen, welches mit der Polierzusammensetzung gesättigt ist. Typische Schleifwerkstoffe umfassen Siliziumdioxid, Zeroxid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid und Zinndioxid. In dem U.S.- Patent 5,527,423 ist zum Beispiel ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren einer Metallschicht durch Inkontaktbringen der Oberfläche mit einem Polierschlamm beschrieben, der hochreine Feinmetalloxidpartikel in einem wässrigen Medium aufweist. Der Polierschlamm wird typischerweise in Verbindung mit einem Polierkissen (zum Beispiel Poliertuch oder -scheibe) verwendet. Geeignete Polierkissen sind in den U.S.-Patenten 6,062,968, 6,117,000 und 6,126,532 beschrieben, in denen die Verwendung gesinterter Polyurethan-Polierkissen offenbart ist, die ein Netzwerk aus feinporigen offenen Zellen aufweisen, und in dem U.S.-Patent 5,489,233, in dem die Verwendung massiver Polierkissen offenbart ist, die eine Oberflächenstruktur oder -muster aufweisen. Alternativ kann der Schleifwerkstoff in das Polierkissen integriert sein. In dem U.S.-Patent 5,958,794 ist ein fixiertes Schleifpolierkissen offenbart.
Polierzusammensetzungen für intermetallische dielektrische Schichten auf Siliziumbasis wurden in der Halbleiterindustrie besonders gut entwickelt, und die chemische und mechanische Art des Polierens und des Verschleißes der Nichtleiter auf Siliziumbasis wird vernünftigerweise gut verstanden. Ein Problem bei den dielektrischen Werkstoffen auf Siliziumbasis besteht jedoch darin, dass ihre Dielektrizitätskonstante relativ hoch ist, wobei sie in Abhängigkeit von Faktoren wie zum Beispiel dem Restfeuchtigkeitsgehalt annähernd 3,9 oder mehr beträgt. Als Ergebnis ist die Kapazitanz zwischen den leitenden Schichten ebenfalls relativ hoch, wodurch wiederum die Geschwindigkeit (Frequenz) begrenzt wird, mit welcher der Schaltkreis arbeiten kann. Entwickelte Strategien zur Verringerung der Kapazitanz umfassen (1) Integration von Metallen mit niedrigeren Widerstandswerten (zum Beispiel Kupfer), und (2) Bereitstellung elektrischer Isolierung mit Isolierstoffen, die im Verhältnis zu Siliziumdioxid niedrigere Dielektrizitätskonstanten aufweisen.
Eine Art der Herstellung ebener Kupferschaltkreisspuren auf einem Siliziumdioxidsubstrat wird als Damaszierverfahren bezeichnet. In Übereinstimmung mit diesem Prozess wird die dielektrische Siliziumdioxidoberfläche durch einen herkömmlichen Trockenätzprozes gemustert, um Löcher und Furchen für vertikale und horizontale Zwischenverbindungen auszubilden. Die gemusterte Oberfläche ist mit einer haftungsfördernden Schicht wie zum Beispiel Titan oder Tantal und/oder einer Diffusionssperrschicht wie zum Beispiel Titannitrid oder Tantalnitrid überzogen. Die haftungsfördernde Schicht und/oder die Diffusionssperrschicht werden dann mit einer Kupferschicht überzogen. Es wird chemisch-mechanisches Polieren zur Verringerung der Dicke der Kupferüberzugsschicht sowie der Dicke von jeder beliebigen haftungsfördernden Schicht und/oder Diffusionssperrschicht verwendet, bis eine ebene Oberfläche erhalten wird, die erhöhte Abschnitte der Siliziumdioxidoberfläche freilegt. Die Durchgänge und Fur chen werden mit elektrisch leitendem Kupfer gefüllt, welches die Schaltkreiszwischenverbindungen ausbildet.
Bisher wurde davon ausgegangen, dass die Abtragungsrate des Kupfers und der haftungsfördernden Schicht und/oder der Diffusionssperrschicht beide bedeutend die Abtragungsrate von Siliziumdioxid überschreiten müssen, so dass das Polieren effektiv dann aufhört, wenn erhöhte Abschnitte des Siliziumdioxids freigelegt sind. Das Verhältnis der Abtragungsrate von Kupfer zu der Abtragungsrate einer Siliziumdioxidbasis wird „Selektivität" genannt. Eine Minimalselektivität von 50 war für solches chemisch-mechanisches Polieren erwünscht. Wenn jedoch Kupferschlämme mit hoher Selektivität verwendet werden, werden Kupferschichten leicht überpoliert, wodurch eine Vertiefung oder „tellerförmige" Vertiefungswirkung in den Kupferdurchgängen und -furchen erzeugt wird. Diese Merkmalsverzerrung ist auf Grund lithographischer und anderer Anforderungen bei der Halbleiterherstellung unannehmbar. Eine weitere, für die Halbleiterherstellung unpassende Merkmalsverzerrung wird „Erosion" genannt. Erosion ist der Topografieunterschied zwischen einem Feld von Siliziumoxid und einer dichten Anordnung von Kupferdurchgängen oder -furchen. Beim chemisch-mechanischen Polieren werden die Werkstoffe in der dichten Anordnung mit einer schnelleren Rate abgetragen oder erodiert als das umgebende Feld von Siliziumoxid. Dadurch wird ein Topografieunterschied zwischen dem Feld von Siliziumoxid und der dichten Kupferanordnung verursacht. Der Industriestandart für Erosion beträgt typischerweise weniger als 500 Angstrom (Å).
Es wurde eine Anzahl von Systemen zum chemisch-mechanischen Polieren von Kupfer offenbart. Bei Kumar et al. wird in einem Artikel mit der Überschrift „Chemical-Mechanical Polishing of Copper in Glycerol Based Slurries" (Materials Research Society Symposium Proceedings, 1996) ein Schlamm offenbart, der Glyzerin und Aluminiumoxidschleifpartikel enthält. In einem Artikel von Gutmann et al. mit dem Titel „Chemical-Mechanical Polishing of Copper with Oxide and Polymer Interlevel Dielectrics" (Thin Solid Films, 1995) sind Schlämme offenbart, die entweder auf Ammoniumhydroxid oder Salpetersäure basieren, die Benztriazol (BTA) als Inhibitor von Kupferauflösung enthalten. Bei Luo et al. werden in einem Artikel mit der Überschrift „Stabilization of Alumina Slurry for Chemical-Mechanical Polishing of Copper" (Langmuir, 1996) Aluminiumoxideisennitratschlämme offenbart, die grenzflächenaktive Polymere und Benztriazol enthalten. Bei Carpio et al. werden in einem Artikel mit der Überschrift „Initial Study on Copper CIVIT Slurry Chemistries" (Thin Solid Films, 1995) Schlämme offenbart, die entweder Aluminiumoxid- oder Kieselerdepartikel, Salpetersäure oder Ammoniumhydroxid enthalten, mit Wasserstoffperoxid oder Kaliumpermanganat als Oxidationsmittel. Obwohl aktuelle chemisch-mechanische Poliersysteme zum Abtragen einer Kupferüberzugsschicht von einem Siliziumdioxidsubstrat in der Lage sind, erfüllen die Systeme die strengen Anforderungen der Halbleiterindustrie nicht vollständig. Diese Anforderungen können wie folgt zusammengefasst werden. Zunächst besteht ein Bedürfnis nach hohen Abtragungsraten von Kupfer, um Durchsatzanforderungen zu erfüllen. Zweitens muss eine hervorragende Topografieeinheitlichkeit über das gesamte Substrat vorliegen. Schließlich muss das chemisch-mechanische Polierverfahren örtliche tellerförmige Vertiefungen und Erosionswirkungen minimieren, um die sich ständig erhöhenden Lithographieanforderungen zu erfüllen.
Die Verwendung grenzflächenaktiver Stoffe in Schleifmittelzusammensetzungen für Kupferpolieren wurde offenbart. In dem U.S.-Patent 6,270,393 ist ein Schleifmittelschlamm offenbart, der Aluminiumoxid, ein anorganisches Salz, einen wasserlöslichen Chelatbildner und einen grenzflächenaktives Stoff enthält, der zweckmäßigerweise als ein Dispersionsmittel für das Schleifmittel wirkt. In dem 393er-Patent ist offenbart, dass der grenzflächenaktive Stoff einen hydrophilen-lipophilen Gleichgewichtswert (HLB)-Wert von 10 oder größer aufweist. In dem U.S.-Patent 6,348,076 sind Polierzusammensetzungen für chemisch-mechanisches Polieren von Metallschichten offenbart, die grenzflächenaktive Stoffe, insbesondere anionische grenzflächenaktive Stoffe enthalten. In dem U.S.-Patent 6,375,545 ist eine Polierzusammensetzung offenbart, die ein Polymerpartikelschleifmittel in Verbindung mit einem anorganischen Schleifmittel, einem Oxi dationsmittel und einer organischen Säure enthält. In dem U.S.-Patent 6,375,693 ist eine Polierzusammensetzung offenbart, die ein Oxidationsmittel, einen Korrosionshemmer und einen anionischen grenzflächenaktiven Stoff umfasst (zum Beispiel ein grenzflächenaktives Fettsäuresulfonatester). In dem U.S.-Patent 6,383,240 ist eine wässrige Dispersion für chemisch-mechanisches Polieren offenbart, die Schleifpartikel und einen amphipathischen grenzflächenaktiven Stoff mit einem HLB-Wert von 6 oder niedriger aufweist. In der veröffentlichten U.S.-Patentanmeldung 2001/0008828 A1 ist eine wässrige Polierzusammensetzung zum Kupfer- und Sperrfilmpolieren mit einem Schleifmittel, einer organischen Säure, einer heterozyklischen Verbindung, einem Oxidationsmittel und optional einem grenzflächenaktiven Stoff offenbart. In dem veröffentlichten U.S.-Patent 2002/0023389 ist die Verwendung eines grenzflächenaktiven Stoffes offenbart, der ein anionischer, kationischer oder nicht ionogener grenzflächenaktiver Stoff sein kann, um Erosion und Verkratzen einer Substratoberflächenschicht zu minimieren. In der veröffentlichten U.S.-Patentanmeldung 2002/0037642 ist eine Polierzusammensetzung zur Verwendung beim Kupferpolieren offenbart, die ein Oxidationsmittel, eine Karbonsäure und ein Schleifmittel enthält, welches hauptsächlich angesammelte θ-Aluminiumoxidpartikel mit einer mittleren Größe von 50 bis 500 nm enthält. Die Schleifpartikel können unter Verwendung eines aus anionischen, kationischen, ampholytischen oder nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffen ausgewählten grenzflächenaktiven Dispersionsmittels dispergiert werden. In der werden. In der WO 01/32794 A1 ist ein chemisch-mechanischer Polierschlamm zum Polieren eines Substrates mit einer Tantalsperrschicht offenbart, der einen organischen Zusatz umfasst, der aus einem beliebigen einer Vielfalt von grenzflächenaktiven Stoffen bestehen kann, der zweckmäßigerweise Verbindungen mit der Oberfläche des Kieselerde- oder Kupfersubstrates ausbildet, und die Ausbildung von Kieselerdeniederschlägen und Kupferanfärbung unterdrückt. In der WO 02/04573 A2 ist eine Polierzusammensetzung mit Wasserstoffperoxid offenbart, die bei Vorhandensein von Kieselerdeschleifmittel stabilisiert wird, welches weiterhin eine organische Säure, Benztriazol und einen grenzflächenaktiven Stoff enthält. In der EP 1 150 341 A1 ist eine Polierzusammensetzung offenbart, die ein Schleifmittel mit einer Größe von weniger als 100 nm, ein Oxidationsmittel, ein organische Säure, Benztriazol und einen grenzflächenaktiven Stoff enthält.
Trotz der Offenbarung zahlreicher chemisch-mechanischer Polierzusammensetzungen und Verfahren bleibt das Bedürfnis nach chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen und Verfahren zur Verwendung beim Polieren von Substraten bestehen, die Metallschichten, insbesondere kupferhaltige Metallschichten enthalten. Die Erfindung stellt ein solches chemisch-mechanisches Polierverfahren bereit, welches insbesondere eine gute Selektivität der Substratschichtabtragung sowie verringerte Ausbildung tellerförmiger Vertiefungen sowie von Erosionen bietet. Diese und weite re Vorteile der Erfindung sowie zusätzliche erfindungsgemäße Merkmale werden an Hand der in diesem Dokument bereitgestellten Beschreibung offensichtlich.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Polieren eines Substrates bereit, welches Folgendes umfasst: (i) Berühren eines Substrates, welches mindestens eine Metallschicht umfasst, die Kupfer mit einem chemisch-mechanischen Poliersystem umfasst, welches Folgendes umfasst: (a) ein Schleifmittel, (b) einen amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoff, der einen HLB-Wert von größer als 6 aufweist, (c) ein Mittel zur Oxidation der Kupfer umfassenden Metallschicht, (d) eine organische Säure, (e) einen Korrosionshemmer, und (f) eine Trägerflüssigkeit, und (ii) Abschleifen mindestens eines Teils der Kupfer umfassenden Metallschicht zum Polieren des Substrates. Bei einer Ausführungsform weist das Schleifmittel eine mittlere Primärpartikelgröße von 100 nm oder größer auf. Bei einer zweiten Ausführungsform wird das Schleifmittel aus der aus Kieselerde, Zer(IV)-oxid, Titanerde, Zirkonoxid, Nebenprodukten davon, Polymerpartikeln, polymerbeschichteten Partikeln davon, polymerbeschichtetem Aluminiumoxid bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählt.
Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Polieren eines Substrates bereit, welches Folgendes umfasst: (i) Berühren eines Substrates, welches mindestens eine erste Metallschicht und eine zweite, andere Metallschicht umfasst, mit einem ersten chemisch-mechanischen Poliersystem, welches zum Entfernen der ersten Metallschicht und zum Abschleifen mindestens eines Teils der ersten Metallschicht geeignet ist, um das Substrat zu polieren, wobei das erste chemisch-mechanische Poliersystem ein Schleifmittel und eine Trägerflüssigkeit umfasst, und nachfolgend (ii) Berühren des Substrates mit einem zweiten chemisch-mechanischen Poliersystem, welches zum Entfernen der zweiten Metallschicht, und zum Abschleifen mindestens eines Teils der zweiten Metallschicht geeignet ist, um das Substrat zu polieren, wobei das zweite chemisch-mechanische Poliersystem Folgendes umfasst: (a) ein Schleifmittel, ein Polierkissen oder eine Kombination davon, (b) einen amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoff, der eine Kopfgruppe und eine Schwanzgruppe umfasst, und einen HLB-Wert von größer als 6 aufweist, und (c) eine Trägerflüssigkeit, und wobei die ersten und zweiten chemisch-mechanischen Poliersysteme unterschiedlich sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen dem HLB-Wert eines grenzflächenaktiven Stoffes in einem chemisch-mechanischen Poliersystem und der Kupfererosion darstellt, die aus der Verwendung des chemisch-mechanischen Poliersystems auf einem Kupfer umfassenden Substrat resultiert, in Bereichen mit 90% Kupferliniendichte (E90) und 50% Kupferliniendichte (E50), und tellerförmige Vertiefung von Kupfer in Bereichen bei der 120 μm-Linie (D120), 100 μm-Linie (D100) und 10 μm-Linie (D10).
2 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen dem HLB-Wert eines grenzflächenaktiven Stoffes in einem chemisch-mechanischen Poliersystem und dem Prozentsatz der Korrektur der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer darstellt, die aus der Verwendung des chemisch-mechanischen Poliersystems in einem 50 μm-Kupferlinienbereich resultiert.
3 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Konzentration eines grenzflächenaktiven Stoffes in einem chemisch-mechanischen Poliersystem und dem Prozentsatz der Korrektur der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer darstellt, die aus der Verwendung des chemisch-mechanischen Poliersystems auf einem Substrat resultiert, welches Kupfer in einem 50 μm-Linienbereich enthält.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Polieren eines Substrates, welches eine Metallschicht aufweist (zum Beispiel mindestens eine Metallschicht). Die Verfahren umfassen (i) das Berühren des Substrates mit einem chemisch-mechanischen Poliersystem und (ii) das Abschleifen mindestens eines Teils der Kupfer umfassenden Metallschicht zum Polieren des Substrates. Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen umfasst die Metallschicht des Substrates Kupfer. Die chemisch-mechanischen Poliersysteme der ersten und zweiten Ausführungsform umfassen (a) ein Schleifmittel, (b) einen amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoff, (c) ein Mittel zur Oxidation der Kupfer umfassenden Metallschicht, (d) eine organische Säure, (e) einen Korrosionshemmer, und (f) eine Trägerflüssigkeit.
Bei der dritten Ausführungsform umfasst das Substrat eine erste Metallschicht und eine zweite Schicht, und das Verfahren ist ein Zweischrittverfahren, welches das Berühren der ersten Metallschicht mit einem ersten chemisch-mechanischen Poliersystem und nachfolgend das Berühren der zweiten Metallschicht mit einem zweiten chemisch-mechanischen Poliersystem umfasst. Das erste chemisch-mechanische Poliersystem umfasst mindestens ein Schleifmittel und eine Trägerflüssigkeit. Das erste chemisch-mechanische Poliersystem umfasst (a) ein Schleifmittel, (b) einen amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoff, und (c) eine Trägerflüssigkeit. Die ersten und zweiten chemisch-mechanischen Poliersysteme umfassen weiterhin ein Mittel zur Oxidation der Metallschicht, eine organische Säure oder einen Korrosionshemmer. Vorzugsweise umfasst das zweite chemisch-mechanische Poliersystem ein Mittel zur Oxidation der Metallschicht. Die ersten und zweiten chemisch-mechanischen Poliersysteme können ein Beliebiges von den im Verhältnis zu den ersten und zweiten Ausführungsformen beschriebenen sein. Das erste chemisch-mechanische Poliersystem und das zweite chemisch-mechanische Poliersystem sind unterschiedlich.
Die in diesem Dokument beschriebenen chemisch-mechanischen Poliersysteme umfassen ein Schleifmittel und optional ein Polierkissen. Das Schleifmittel kann jede geeignete Form aufweisen (zum Beispiel Schleifpartikel). Das Schleifmittel kann auf dem Polierkissen befestigt und/oder in Partikelform und in der Trägerflüssigkeit schwebend gehalten sein. Das Polierkissen kann jedes geeignete Polierkissen sein. Das Schleifmittel (wenn in der Trägerflüssigkeit schwebend gehalten) sowie beliebige andere, in der Trägerflüssigkeit schwebend gehaltene Komponenten, bilden die Polierzusammensetzungen der chemisch-mechanischen Poliersysteme aus.
Bei der ersten Ausführungsform weist das Schleifmittel eine mittlere Primärpartikelgröße von 100 nm oder größer auf (zum Beispiel 105 nm oder größer, 110 nm oder größer oder sogar 120 nm oder größer). Typischerweise weist das Schleifmittel eine mittlere Primärpartikelgröße von 500 nm oder weniger auf (zum Beispiel 250 nm oder weniger oder sogar 200 nm oder weniger). Vorzugsweise weist das Schleifmittel eine mittlere Primärpartikelgröße von 100 nm bis 250 nm auf (zum Beispiel 105 nm bis 180 nm). Das Schleifmittel kann im Wesentlichen frei von Aggregatschleifpartikeln sein, so dass die mittlere Partikelgröße dieselbe wie die mittlere Primärpartikelgröße ist. Das Schleifmittel kann jedes geeignete Schleifmittel sein, wie zum Beispiel ein anorganisches Metalloxidschleifmittel, welches aus der aus Aluminiumoxid (zum Beispiel α-Aluminiumoxid, γ-Aluminiumoxid, δ-Aluminiumoxid und geräuchertem Aluminiumoxid), Kieselerde (zum Beispiel kolloide dispergierte, kondensationspolymerisierte Kieselerde, niedergeschlagene Kieselerde, geräucherte Kieselerde), Zer(IV)-oxid, Titanerde, Zirkonoxid, Germanium, Magnesium, Nebenprodukten davon bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählt wird. Das Metalloxidschleifmittel kann mit einem gegensätzlich aufgeladenen Polyelektrolyten elektrostatisch beschichtet werden. Das Schleifmittel kann auch ein kreuzverknüpftes Polymerschleifmittel enthalten. Vorzugsweise ist das Schleifmittel ein Kieselerdeschleifmittel oder ein polyelektrolytbeschichtetes Aluminiumoxidschleifmittel (zum Beispiel polystyrolsulfonsäurebeschichtetes Aluminiumoxidschleifmittel).
Bei der zweiten Ausführungsform kann das Schleifmittel jede geeignete Partikelgröße aufweisen, und wird aus der aus Kieselerde, Zer(IV)-oxid, Titanerde, Zirkonoxid, Nebenprodukten davon, Polymerpartikeln, polymerbeschichteten Partikeln davon, polymerbeschichtetem Aluminiumoxid bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählt. Vorzugsweise ist das Schleifmittel ein Kieselerdeschleifmittel oder ein polyelektrolytbeschichtetes Aluminiumoxidschleifmittel (zum Beispiel polystyrolsulfonsäurebeschichtetes Aluminiumoxidschleifmittel). Kieselerdeschleifmittel und polymerbeschichtete Aluminiumoxidschleifmittel sind besonders beim Polieren von Weichmetallschichten wie zum Beispiel Kupfer wünschenswert, welches leicht von harten Schleifmitteln wie zum Beispiel Aluminiumoxidschleifmitteln verkratzt werden kann. Das Schleifmittel weist typischerweise eine mittlere Primärpartikelgröße von 20 nm oder größer auf (zum Beispiel 30 nm oder größer, oder sogar 50 nm oder größer). Die mittlere Primärpartikelgröße beträgt vorzugsweise 1 Mikron oder weniger (zum Beispiel 500 nm oder weniger). Das Schleifmittel bei der zweiten Ausführungsform kann zusätzlich die Merkmale des Schleifmittels bei der ersten Ausführungsform und umgekehrt aufweisen.
Bei der dritten Ausführungsform kann das Schleifmittel der ersten und zweiten chemisch-mechanischen Poliersysteme ein beliebiges geeignetes Schleifmittel sein. Typischerweise wird das Schleifmittel aus der aus Kieselerde, Zer(IV)-oxid, Titanerde, Zirkonoxid, Nebenprodukten davon, Polymerpartikeln, polymerbeschichteten Partikeln davon bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählt. Das Schleifmittel weist typischerweise eine mittlere Primärpartikelgröße von 20 nm oder größer auf (zum Beispiel 30 nm oder größer, oder sogar 50 nm oder größer). Die mittlere Primärpartikelgröße beträgt vorzugsweise 1 Mikron oder weniger (zum Beispiel 500 nm oder weniger). Vorzugsweise ist das Schleifmittel des ersten chemisch-mechanischen Poliersystems ein polymerbeschichtetes Aluminiumoxidschleifmittel (zum Beispiel polystyrolsulfonsäurebeschichtetes Aluminiumoxidschleifmittel). Vorzugsweise ist das Schleifmittel des zweiten chemisch-mechanischen Poliersystems Kieselerde, die eine mittlere Primärpartikelgröße von 80 nm oder größer (zum Beispiel 100 nm oder größer) und 250 nm oder weniger (zum Beispiel 200 nm oder weniger) aufweist.
Das Schleifmittel von jeder der in diesem Dokument beschriebenen Ausführungsformen kann kolloidal stabil sein. Kolloidal bezieht sich darauf, dass die Schleifpartikel in der Trägerflüssigkeit schwebend gehalten werden. Kolloidal stabil bezieht sich auf die Aufrechterhaltung der Suspension über die Zeit. Im Zusam menhang dieser Erfindung wird ein Schleifmittel als kolloidal stabil angesehen, wenn das Schleifmittel in einem in einen gradmäßig eingeteilten 100 ml-Zylinder positioniert, und für eine Zeit von 2 Stunden unbewegt stehen gelassen wird, wobei die Differenz zwischen der Konzentration von Partikeln in den unteren 50 ml des gradmäßig eingeteilten Zylinders ([B] in Bezug auf g/ml) und die Konzentration von Partikeln in den oberen 50 ml des gradmäßig eingeteilten Zylinders ([T] in Bezug auf g/ml) geteilt durch die Anfangskonzentration von Partikeln in der Schleifmittelzusammensetzung ([C] in Bezug auf g/ml) weniger als oder gleich 0,8 ist (d. h. {[B] – [T]}/[c] 0,8).
Die Poliersysteme umfassen typischerweise 0,1 Gewichts-% bis 20 Gewichts-% (zum Beispiel 0,5 Gewichts-% bis 15 Gewichts-%, oder 1 Gewichts-% bis 10 Gewichts-%) Schleifmittel auf der Grundlage des Gewichtes der Trägerflüssigkeit und beliebiger, darin aufgelöster oder schwebend gehaltener Bestandteile.
Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff ist ein grenzflächenaktiver Stoff mit einem hydrophilen Teil und einem hydrophoben Teil. Zum Zwecke dieser Erfindung ist der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff dahingehend definiert, dass er eine Kopfgruppe und eine Schwanzgruppe aufweist. Die Kopfgruppe ist der hydrophobe Teil des grenzflächenaktiven Stoffes und die Schwanzgruppe ist der hydrophile Teil des grenzflächenaktiven Stoffes. Es kann jede geeignete Kopfgruppe und jede geeignete Schwanzgruppe verwendet werden. Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff kann jede geeignete Kombination von Kopfgruppen und Schwanzgruppen umfassen. So kann zum Beispiel der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff nur eine Kopfgruppe in Kombination mit einer Schwanzgruppe umfassen, oder kann bei einigen Ausführungsformen mehrere (zum Beispiel 2 oder mehr) Kopfgruppen und/oder mehrere (2 oder mehr) Schwanzgruppen umfassen. Vorzugsweise ist der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff wasserlöslich.
Die Kopfgruppe kann jede geeignete Gruppe sein, die im Wesentlichen hydrophob ist. So weisen geeignete Kopfgruppen zum Beispiel Polysiloxane, Tetra-C_1-4-Alkyldecyne, gesättigte oder teilweise ungesättigte C_6-30-Alkyle, Polyoxypropylene, C_6-12-Alkylphenyle oder Zyklohexyle, Polyethylene oder Mischungen davon auf. Die gesättigten oder teilweise ungesättigten C_6-30-Alkyle können optional mit funktionellen Gruppen, zum Beispiel kurzkettigen (C_1-5)-Alkylen, C_6-30-Arylen, kurzkettigen (C_1-5)-Fluorkohlenwasserstoffen, Hydroxylgruppen, Halogengruppen, Karbonsäuren, Estern, Aminen, Amiden, Glykolen und dergleichen substituiert werden. Vorzugsweise ist der Substitutionsgrad mit hydrophilen Gruppen dann, wenn die Kopfgruppe ein gesättigtes oder teilweise ungesättigtes C_6-30-Alkyl ist, sehr niedrig (zum Beispiel niedriger als 3 oder niedriger als 2 hydrophile Gruppen). Noch vorteilhafter wird die Kopfgruppe nicht mit hydrophilen Gruppen (zum Beispiel Hydroxylgruppen und Karbonsäuregruppen) substituiert.
Die Schwanzgruppe kann jede geeignete Gruppe sein, die im Wesentlichen hydrophil ist. So umfassen geeignete Schwanzgruppen zum Beispiel solche, die eine Polyoxyethylengruppe mit vorzugsweise 4 oder mehr (zum Beispiel 8 oder mehr, oder sogar 10 oder mehr) Ethylenoxidwiederholungseinheiten, eine Sorbitangruppe, hoch substituierte gesättigte oder teilweise ungesättigte C_6-30-Alkyle, eine Polyoxyethylensorbitangruppe oder eine Mischung davon aufweisen. Die hoch substituierten gesättigten oder teilweise ungesättigten C_6-30-Alkyle werden vorzugsweise mit hydrophilen funktionellen Gruppen, zum Beispiel mit Hydroxylgruppen und Karbonsäuregruppen substituiert.
Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff kann ein grenzflächenaktiver Stoff auf Azetylenglykolbasis sein, der eine Tetraalkyldecyn-Kopfgruppe und eine Oxyethylen-Schwanzgruppe umfasst, wie bei grenzflächenaktivem 2,4,7,9-Tetramethyl-5-Decyn-4,7-Diolethoxylat. Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff kann auch aus der aus Polyoxyethylenalkylethern und Polyoxyethylenalkylsäureestern bestehenden Gruppe ausgewählt werden, wobei das Alkyl ein C_6-30-Alkyl ist, welches gesättigt oder teilweise ungesättigt sein kann, und optional verzweigt ist. So kann der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff ein Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylenmonolaurat, Polyoxyethylenmonostearat, Polyoxyethylendistearat oder Polyoxyethylenmonooleat sein. Auf ähnliche Weise kann der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff ein Polyoxyethylenalkylphenylether oder ein Polyoxyethylenalkylzyklohexylether sein, wobei das Alkyl ein C_6-30-Alkyl ist, welches gesättigt oder teilweise ungesättigt, und optional verzweigt sein kann, wie zum Beispiel ein Polyoxyethylenoktylphenylether oder ein Polyoxyethylennonylphenylether.
Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff kann auch ein Sorbitanalkylsäureester oder ein Polyoxyethylensorbitanalkylsäureester sein, wobei das Alkyl ein C_6-30-Alkyl ist, welches gesättigt oder teilweise ungesättigt, und optional verzweigt sein kann. Beispiele solcher grenzflächenaktiver Stoffe umfassen Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonopalmitat, Sorbitanmonostearat, Sorbitansesquioleat, Sorbitantrioleat oder Sorbitantristearat sowie ein Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylensorbitanmonopalmitat, Polyoxyethylensorbitanmonostearat, Polyoxyethylensorbitantristearat, Polyoxyethylensorbitanmonooleat, Polyoxyethylensorbitantrioleat oder Polyoxyethylensorbitantetraoleat. Wenn der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff ein Sorbitanalkylsäureester ist, werden Sorbitanmonolaurat und Sorbitanmonopalmitat bevorzugt.
Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff kann ein Block- oder Propfcopolymer sein, welches Polydimethylsiloxan und Polyoxyethylen, Polyoxyethylen und Polyoxypropylen, oder Polyoxyethylen und Polyethylen aufweist. Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff kann auch ein Polyoxyethylenalkylamin (zum Beispiel Polyoxyethylenlaurylamin, Polyoxyethylenstearylamin, Polyoxyethylenoleylamin), ein ethoxyliertes Amid, ein ethoxyliertes Alkylalkanolamid, eine Alkylpolyglukose oder ein Ethoxylatester oder Diester einer Alkylglukose (zum Beispiel PEG-120-Methylglukosedioleat und dergleichen) sein.
Bevorzugte amphiphile, nichtionogene grenzflächenaktive Stoffe umfassen Polyoxyethylensorbitanalkylsäureester (zum Beispiel Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylensorbitanmonopalmitat, Polyoxyethylensorbitansesquiolat und Polyoxyethylensorbitantrio leat), Alkylphenylpolyoxyethylene und grenzflächenaktive Stoffe auf der Basis von Azetyldiol. Insbesondere grenzflächenaktives Polyoxyethylennonylphenylether, 2,4,7,9-Tetramethyl-5-Decyn-4,7-Diolethoxylat, grenzflächenaktives Polyoxyethylenalkylamin und grenzflächenaktives Polydimethylsiloxan/Polyoxyethylen sind bevorzugte amphiphile nicht ionogene grenzflächenaktive Stoffe.
Die Poliersysteme weisen typischerweise 0,1 Gewichts-% oder weniger an amphiphilem, nicht ionogenem grenzflächenaktivem Stoff auf der Grundlage des Gewichtes der Trägerflüssigkeit und beliebiger, darin aufgelöster oder schwebend gehaltener Verbindungen auf. Vorzugsweise weist das Poliersystem 0,001 Gewichts-% bis 0,06 Gewichts-% (zum Beispiel 0,01 Gewichts-% bis 0,04 Gewichts-%) an amphiphilem, nicht ionogenem grenzflächenaktivem Stoff auf der Grundlage des Gewichtes der Trägerflüssigkeit und beliebiger, darin aufgelöster oder schwebend gehaltener Verbindungen auf.
Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff weist typischerweise einen hydrophilenlipophilen Gleichgewichtswert (HLB)-Wert von größer als 6 (zum Beispiel 7 oder größer, 10 oder größer, 12 oder größer, oder sogar 14 oder größer) auf. Der HLB-Wert beträgt typischerweise 20 oder weniger (zum Beispiel 19 oder weniger). Bei einigen Ausführungsformen ist der HLB-Wert vorzugsweise größer als 6 und 18 oder weniger (zum Beispiel 7 bis 17 oder 8 bis 16). Der HLB-Wert zeigt die Löslichkeit eines grenzflächenaktiven Stoffes in Wasser an, und steht somit in Zusammenhang mit der Gewichts-%-Menge des hydrophilen Anteils des grenzflächenaktiven Stoffes (zum Beispiel die Gewichts-%-Menge von Ethylenoxid). Der HLB-Wert des grenzflächenaktiven Stoffes kann in einigen Fällen für nicht ionogene grenzflächenaktive Stoffe, die eine Ethylenoxidgruppe enthalten, dahingehend angenähert werden, dass er gleich der Gewichts-%-Menge der Ethylendioxidgruppen geteilt durch 5 ist. Wenn eine Kombination amphiphiler, nicht ionogener grenzflächenaktiver Stoffe bei dem in diesem Dokument beschriebenen Poliersystem verwendet wird, kann der HLB-Wert für das System in einigen Fällen als der Gewichtsdurchschnitt der grenzflächenaktiven Stoffe geschätzt werden. So ist zum Beispiel bei einer Mischung von zwei amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffen der HLB-Wert annähernd gleich der Summe von (Menge grenzflächenaktiver Stoff 1)(HLB-Wert grenzflächenaktiver Stoff 1) und (Menge grenzflächenaktiver Stoff 2)(HLB-Wert grenzflächenaktiver Stoff 2) geteilt durch die Summe der Menge grenzflächenaktiver Stoffe 1 und 2. Ein niedriger HLB-Wert zeigt einen lipophilen grenzflächenaktiven Stoff an (d. h. einer, der eine kleine Anzahl hydrophiler Gruppen aufweist), und ein hoher HLB-Wert zeigt einen hydrophilen grenzflächenaktiven Stoff an (der eine hohe Anzahl hydrophiler Gruppen aufweist).
Der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff weist ein Molekulargewicht von 500 g/mol oder mehr, und 10.000 g/mol oder weniger auf. Vorzugsweise beträgt das Molekulargewicht 750 g/mol bis 5.000 g/mol (zum Beispiel 1.000 g/mol bis 3.000 g/mol).
Das Mittel zur Oxidation der Metallschicht kann jedes geeignete Mittel zur Oxidation des Substrates sein, welches jedes beliebige physikalische oder chemische Mittel umfasst. Bei elektromechanischen Poliersystemen umfasst das Mittel zur Oxidation des Substrates vorzugsweise eine Vorrichtung zum Aufbringen eines zeitveränderlichen Potentials (zum Beispiel anodisches Potential) auf das Substrat (zum Beispiel elektronischer Potentiostat). Bei chemisch-mechanischen Poliersystemen ist das Mittel zur Oxidation des Substrates vorzugsweise ein chemisches Oxidationsmittel.
Die Vorrichtung zum Aufbringen eines zeitveränderlichen Potentials auf das Substrat kann jede beliebige Vorrichtung solcher Art sein. Das Mittel zur Oxidation des Substrates umfasst vorzugsweise eine Vorrichtung zum Aufbringen eines ersten Potentials (zum Beispiel eines mehr oxidierenden Potentials) während einer Anfangsstufe des Polierens, und Aufbringen eines zweiten Potentials (zum Beispiel eines weniger oxidierenden Potentials) bei oder während einer späteren Stufe des Polierens, oder eine Vorrichtung zum Wechseln des ers ten Potentials zu dem zweiten Potential während einer Zwischenstufe des Polierens, zum Beispiel ununterbrochenes Verringern des Potentials während der Zwischenstufe, oder schnelles Verringern des Potentials von einem ersten, mehr oxidierenden Potential zu einem zweiten, weniger oxidierenden Potential nach einem zuvor festgelegten Intervall bei dem ersten, mehr oxidierenden Potential. So wird zum Beispiel während der Anfangsstufe(n) des Polierens ein relativ hohes Oxidationspotential auf das Substrat aufgebracht, um eine relativ hohe Oxidations-/Auflösungs-/Abtragungsrate des Substrates zu fördern. Wenn sich das Polieren in einer späteren Stufe befindet, zum Beispiel bei der Annäherung an eine darunterliegende Sperrschicht, wird das aufgebrachte Potential auf ein Niveau verringert, welches eine wesentlich niedrigere oder vernachlässigbare Rate an Oxidation/Auflösung/Abtragung des Substrates erzeugt, wodurch tellerförmige Vertiefungen, Korrosion und Erosion beseitigt oder wesentlich verringert werden. Das zeitveränderliche elektrochemische Potential wird vorzugsweise unter Verwendung einer steuerbar veränderbaren Gleichstromversorgung, zum Beispiel eines elektronischen Potentiostaten, aufgebracht. In dem U.S.-Patent 6,379,223 ist weiterhin ein Mittel zur Oxidation eines Substrates durch Aufbringen eines Potentials beschrieben.
Das chemische Oxidationsmittel kann jedes geeignete Oxidationsmittel sein. Geeignete Oxidationsmittel umfassen anorganische und organische Perverbindungen, Bromate, Nitrate, Chlorate, Chromate, Jodate, Eisen und Kupfersalze (zum Beispiel Nitrate, Sulfate, EDTE und Zitrate), Seltenerd- und Übergangsmetalloxide (zum Beispiel Osmiumtetraoxid), rotes Blutlaugensalz, Kaliumdichromat, Jodsäure und dergleichen. Eine Perverbindung (wie sie in „Hawley's Condensed Chemical Dictionary" definiert wird) ist eine Verbindung, die mindestens eine Peroxy-Gruppe (-O-O-) oder eine Verbindung enthält, die ein Element in seinem höchsten Oxidationszustand aufweist. Beispiele von Verbindungen, die mindestens eine Peroxy-Gruppe enthalten, umfassen Wasserstoffperoxid und dessen Addukte wie zum Beispiel Harnstoff-Wasserstoffperoxid und Percarbonate, organische Peroxide wie zum Beispiel Benzoylperoxid, Peressigsäure und Di-tert-Butyl-Peroxid, Monopersulfate (SO₅ ^2–), Dipersulfate (S₂O₈ ^2–) und Natriumperoxid, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispiele von Verbindungen, die ein Element in seinem höchsten Oxidationszustand aufweisen, umfassen Überjodsäure, Periodatsalze, Perbromsäure, Perbromatsalze, Perchlorsäure, Perchlorsalze, Perborsäure, Perboratsalze und Permanganate, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das Oxidationsmittel ist vorzugsweise Wasserstoffperoxid. Das Poliersystem, insbesondere das chemisch-mechanische Poliersystem, umfasst (insbesondere die Polierzusammensetzung) typischerweise 0,1 Gewichts-% bis 15 Gewichts-% (zum Beispiel 0,2 Gewichts-% bis 10 Gewichts-%, 0,5 Gewichts-% bis 8 Gewichts-%, oder 1 Gewichts-% bis 5 Gewichts-%) Oxidationsmittel auf der Grundlage des Gewichtes der Trägerflüssigkeit und beliebiger darin aufgelöster oder schwebend gehaltener Bestandteile.
Die organische Säure kann jede beliebige organische Säure sein. Typischerweise ist die organische Säure eine Karbonsäure, zum Beispiel eine Mono-, Di- und Tri-Karbonsäure. Geeignete Karbonsäuren umfassen Essigsäure, Glykolsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Glukonsäure, Gallussäure, Oxalsäure, Phthalsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, Malonsäure, Propionsäure, Kombinationen davon, Salze davon und dergleichen. Vorzugsweise wird die organische Säure aus der aus Essigsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Milchsäure, Phthalsäure, Propionsäure, Salzen davon bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählt. Die Menge an in dem System verwendeten organischen Säuren beträgt typischerweise 0,01 bis 5 Gewichts-%, vorzugsweise 0,05 bis 3 Gewichts-%.
Der Korrosionshemmer (d. h. ein Filmbildungsmittel) kann jeder beliebige geeignete Korrosionshemmer sein. Typischerweise ist der Korrosionshemmer eine organische Verbindung, die eine heteroatomhaltige funktionelle Gruppe enthält. So ist der Korrosionshemmer zum Beispiel eine heterozyklische organische Verbindung mit mindestens einem aus 5 oder 6 Elementen bestehenden heterozyklischen Ring als die aktive funktionelle Gruppe, wobei der heterozyklische Ring mindestens ein Stickstoffatom, zum Beispiel eine Azolverbindung ent hält. Vorzugsweise ist der Korrosionshemmer ein Triazol, noch vorteilhafter 1,2,4-Triazol, 1,2,3-Triazol oder Benztriazol. Die Menge an bei dem Poliersystem verwendetem Korrosionshemmer beträgt 0,0001 bis 3 Gewichts-%, vorzugsweise 0,0001 bis 2 Gewichts-%.
Eine Trägerflüssigkeit wird verwendet, um das Auftragen des Schleifmittels (wenn es vorhanden ist und in der Trägerflüssigkeit schwebend gehalten wird), und beliebiger, darin aufgelöster und schwebend gehaltener optionaler Zusätze auf die Oberfläche eines geeigneten, zu polierenden Substrates (zum Beispiel planarisiert) zu erleichtern. Die Trägerflüssigkeit ist typischerweise ein wässriger Träger und kann ausschließlich Wasser sein, kann Wasser und ein mit Wasser vermischbares Lösungsmittel umfassen, oder kann eine Emulsion sein. Geeignete, mit Wasser vermischbare Lösungsmittel umfassen Alkohole wie zum Beispiel Methanol, Ethanol usw. Vorzugsweise besteht der wässrige Träger aus Wasser, noch vorteilhafter aus entionisiertem Wasser.
Die Polierzusammensetzungen können jeden geeigneten pH-Wert aufweisen, d. h. die Polierzusammensetzungen weisen einen pH-Wert von 2 bis 12 auf. Typischerweise weisen die Polierzusammensetzungen einen pH-Wert von 3 oder größer auf (zum Beispiel 5 oder größer, oder 7 oder größer), und einen pH-Wert von 12 oder niedriger (zum Beispiel 10 oder niedriger).
Die chemisch-mechanischen Poliersysteme können weiterhin andere Komponenten umfassen. Solche anderen Komponenten umfassen Komplex- oder Chelatbildner, Biozide, Schaumbildungshemmer und dergleichen.
Der Komplex- oder Chelatbildner ist jeder beliebige geeignete chemische Zusatz, der die Abtragungsrate der abgetragenen Substratschicht steigert. Geeignete Chelat- oder Komplexbildner können zum Beispiel Karbonylverbindungen (zum Beispiel Azetylazetonate und dergleichen), Di-, Tri- oder Polyalkohole (zum Beispiel Ethylenglykol, Brenzkatechin, Pyrogallol, Gerbsäure, und dergleichen) umfassen, und aminhaltige Verbindungen (zum Beispiel Ammoniak, Aminosäuren, Aminoalkohole, Di-, Tri- und Polyamine und dergleichen) umfassen. Die Auswahl des Chelat- oder Komplexbildners wird von der Art der im Verlauf des Polierens eines Substrates mit der Polierzusammensetzung abgetragenen Substratschicht abhängig sein. Die Menge an bei dem Poliersystem verwendetem Komplexbildner beträgt typischerweise 0,1 bis 10 Gewichts-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gewichts-%.
Das Biozid kann jedes geeignete Biozid sein, zum Beispiel Isothiazolinonbiozid. Die Menge an bei dem Poliersystem verwendetem Biozid beträgt typischerweise 1 bis 50 ppm, vorzugsweise 10 bis 20 ppm.
Der Schaumbildungshemmer kann jeder beliebige geeignete Schaumbildungshemmer sein. Der Schaumbildungshemmer kann vorzugsweise ein Polydimethylsiloxanpolymer sein. Die Menge an in dem Poliersystem vorhandenem Schaumbildungshemmer beträgt typischerweise 40 bis 140 ppm.
Es wird davon ausgegangen, dass viele der zuvor erwähnten Verbindungen in Form eines Salzes (zum Beispiel ein Metallsalz, ein Ammoniumsalz oder dergleichen), einer Säure oder eines Teilsalzes vorhanden sein können. So umfassen Zitrate zum Beispiel Zitronensäure sowie Mono-, Di- und Tri-Salze davon; Phthalate umfassen Phthalsäure sowie Monosalze (zum Beispiel Kaliumwasserstoffphthalat) und Di-Salze davon; Perchlorate umfassen die entsprechende Säure (d. h. Perchlorsäure) sowie Salze davon. Weiterhin können bestimmte Verbindungen mehr als eine Funktion ausführen. So können zum Beispiel manche Verbindungen als Chelatbildner und Oxidationsmittel funktionieren (zum Beispiel bestimmte Eisennitrate und dergleichen).
Die chemisch-mechanischen Poliersysteme können optional weiterhin einen oder mehr Bestandteile, wie zum Beispiel pH-Anpasser, Regulatoren oder Pufferelemente und dergleichen aufweisen. Geeignete pH-Anpasser, Regulatoren oder Pufferelemente können zum Beispiel Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat, Schwefelsäure, Salz säure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Zitronensäure, Kaliphosphat, Mischungen davon, und dergleichen umfassen.
Die chemisch-mechanischen Poliersysteme der ersten und zweiten Ausführungsformen sind zur Verwendung beim Polieren (zum Beispiel Planen) eines Substrates vorgesehen, welches mindestens eine kupferhaltige Metallschicht aufweist. Das Substrat ist vorzugsweise ein Mikroelektronik- (zum Beispiel Halbleiter-) Substrat. Das Substrat umfasst weiterhin optional eine zweite Metallschicht und/oder eine dielektrische Schicht. Vorzugsweise umfasst das Substrat sowohl Kupfer als auch Tantal. Die dielektrische Schicht kann jede beliebige geeignete Dielektrizitätskonstante aufweisen. So kann die dielektrische Schicht Siliziumdioxid oder ein organisch modizifiertes Siliziumglas umfassen. Das Vorhandensein des amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffes kann die tellerförmigen Vertiefungen der kupferhaltigen Metallschicht verringern. Wenn das Substrat eine kupferhaltige Metallschicht und eine dielektrische Schicht aufweist, kann das Vorhandensein des amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffen auch die Erosion der dielektrischen Schicht verringern. Die chemisch-mechanischen Poliersysteme der ersten und zweiten Ausführungsformen können bei dem Verfahren des ersten Schrittes des Kupferpolierens verwendet werden, wobei eine große Menge an Kupfer wünschenswerterweise abgetragen wird (zum Beispiel Massenabtragung von Kupfer), oder ein Verfahren des zweiten Schrittes des Kupferpolierens, bei dem nur eine kleine Menge an Kupfer abgetragen wird (zum Beispiel nach der Abtragung einer Sperrschicht wie zum Beispiel Tantal).
Die ersten und zweiten chemisch-mechanischen Poliersysteme der dritten Ausführungsform sind zur Verwendung beim Polieren (zum Beispiel Planen) eines Substrates vorgesehen, welches eine erste Metallschicht und eine zweite Metallschicht aufweist. Die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht des Substrates können jedes geeignete Metall umfassen, einschließlich eines aus der aus Kupfer, Tantal, Titan, Aluminum, Wolfram, Platin, Iridium, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Legierungen davon bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählten Metalls. Die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht umfassen typischerweise unterschiedliche Metalle. Vorzugsweise umfasst die erste Metallschicht Kupfer oder Wolfram, vorteilhafterweise Kupfer. Vorzugsweise umfasst die zweite Metallschicht Tantal oder Titan, vorteilhafterweise Tantal. Das Substrat ist typischerweise ein Mikroelektronik- (zum Beispiel Halbleiter-) Substrat und umfasst weiterhin optional eine dielektrische Schicht. Die dielektrische Schicht kann jede beliebige geeignete Dielektrizitätskonstante (zum Beispiel 3,5 oder mehr, oder 3,5 oder weniger) aufweisen. So kann zum Beispiel die dielektrische Schicht Siliziumdioxid oder ein organisch modizifiertes Siliziumglas wie zum Beispiel kohlenstoffdotiertes Siliziumdioxid umfassen. Die Mikroelektroniksubstrate werden typischerweise durch das Ätzen von Furchen oder Durchgängen in eine dielektrische Schicht wie zum Beispiel einen Oxidfilm ausgebildet. Die Furchen oder Durchgänge werden dann mit einem Dünnsperrfilm wie zum Beispiel Ti, TiN, Ta oder TaN verkleidet, zum Beispiel mittels physikalischem Aufdampfen (PVD) (zum Beispiel Sputtern) oder durch chemisches Aufdampfen (CVD). Eine leitende Metallschicht (zum Beispiel Kupfer oder Wolfram) wird dann über dem Sperrfilm abgelagert, um die Furchen und Durchgänge vollständig zu füllen und sich über den Sperrfilm zu legen. Es findet ein erster chemisch-mechanischer Poliervorgang unter Verwendung des ersten chemisch-mechanischen Poliersystems statt, um die leitende Metallschicht (d. h. die erste Metallschicht) bis hinunter auf den Sperrfilm abzutragen. Ein zweiter chemisch-mechanischer Poliervorgang, bei dem das zweite Poliersystem verwendet wird, erfolgt dann, um den Sperrfilm (d. h. die zweite Metallschicht) und jede überflüssige leitende Metallschicht bis hinunter auf den dielektrischen Oxidwerkstoff abzutragen. Während des chemisch-mechanischen Poliervorganges können unannehmbare tellerförmige Vertiefungen der leitenden Metallschichten in den Durchgängen oder den Furchen auftreten, sowie nicht wünschenswertes Verkratzen oder Erosion des dielektrischen Werkstoffes auftreten. Das Vorhandensein des amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffes, der einen HLB-Wert von größer als 6 in dem zweiten chemisch-mechanischen Poliersystem aufweist, kann den Betrag an tellerförmiger Vertiefung der ersten Metallschicht (zum Beispiel die leitende Metallschicht) während der Abtragung der zweiten Metallschicht (zum Beispiel des Sperrfilmes) verringern, und/oder kann das Verkratzen und/oder die Erosion der dielektrischen Schicht (zum Beispiel Oxidschicht) verringern.
Die in diesem Dokument beschriebenen Poliersysteme sind insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer chemisch-mechanischen Poliervorrichtung (CMP) geeignet. Typischerweise weist die Vorrichtung eine Platte auf, die sich bei Verwendung in Bewegung befindet und eine Geschwindigkeit aufweist, die sich aus einer orbitalen, linearen oder kreisförmigen Bewegung ergibt, ein Polierkissen, welches bei Gebrauch mit der Platte in Berührung steht und sich mit derselben bewegt, und einen Träger, der ein zu polierendes Substrat durch Berührung und relative Bewegung zu der Oberfläche des Polierkissens hält, welches ein zu polierendes Substrat berühren soll. Das Polieren des Substrates tritt dann auf, wenn das Substrat in Berührung mit dem sich im Verhältnis zu dem Substrat bewegenden Polierkissen positioniert wird, und zwar typischerweise mit einer Polierzusammensetzung der Erfindung dazwischen, um mindestens einen Teil des Substrates abzutragen, um das Substrat zu polieren. Die chemisch-mechanische Poliervorrichtung kann jede beliebige chemisch-mechanische Poliervorrichtung sein, wovon viele aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen weiter die Erfindung, sollten jedoch natürlich in keinster Weise als deren Umfang begrenzend angesehen werden.
BEISPIEL 1
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung von amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffen bei Polierzusammensetzungen auf tellerförmige Vertiefungen von Kupfer, und Erosionswerte in Abhängigkeit von dem HLB-Wert des grenzflächenaktiven Stoffes.
Ähnlich gemusterte Substrate, die Kupfer, Tantal und Siliziumdioxid enthielten (Sematech 931-Mask-Wafer), wurden mit unterschiedlichen Polierzusammensetzungen poliert (Polierzusammensetzungen 1A-1E). Jede der Polierzusammensetzungen enthielt 12 Gewichts-% kondensationsniedergeschlagene Kieselerde, 0,10 Gewichts-% Benztriazol, 0,30 Gewichts-% Essigsäure, 3 Gewichts-% Wasserstoffperoxid und 200 ppm an grenzflächenaktivem Stoff mit einem pH-Wert von 10 (mit KOH angepasst). Polierzusammensetzungen 1A (Vergleich) und 1B-1E (Erfindung) enthielten Polyoxyethylen(2)isooctylphenylether mit einem HLB-Wert von 4,6, Polyoxyethylen(5)isooctylphenylether mit einem HLB-Wert von 10, Polyoxyethylen(9)nonylphenylether mit einem HLB-Wert von 13, Polyoxyethy len(40)nonylphenylether mit einem HLB-Wert von 17,8 und jeweils Polyoxyethylen(100)nonylphenylether mit einem HLB-Wert von 19. Die Veränderungen bei den Werten für tellerförmige Vertiefung von Kupfer (in Angström) wurden für vier unterschiedliche Bereiche des Substrates einschließlich der 120 μm-Linien-, 100 μm-Linien-, 50 μm-Linien- und 10 μm-Linien-Bereiche gemessen. Die Veränderungen bei den Werten für die Siliziumdioxiderosion (in Angström) wurden für zwei unterschiedliche Bereiche von Kupferliniendichte gemessen. Der erste Bereich (E90) wies eine Kupferliniendichte von 90% auf (4,5 μm Cu-Linien, getrennt durch 0,5 μm Zwischenraum), und der zweite Bereich (E50) wies eine Kupferliniendichte von 50% auf (2,5 μm Cu-Linien, getrennt durch 2,5 μm Zwischenraum). Negative Veränderungen bei den tellerförmigen Vertiefungen oder dem Erosionswert zeigen eine Verbesserung (oder Korrektur) bei der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer oder bei der dielektrischen Erosion über die Werte der tellerförmigen Vertiefungen und der Erosion an, die unter Verwendung ähnlicher Polierzusammensetzungen erhalten wurden, die keine amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffe enthielten.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und in 1 zusammengefasst. Ein Diagramm des Prozentsatzes der Korrektur der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer für die 50 μm-Linie in Abhängigkeit von dem HLB-Wert des grenzflächenaktiven Stoffes ist in 2 dargestellt.
Tabelle 1:
Die Ergebnisse in Tabelle 1 sowie 1 und 2 zeigen, dass die Werte der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer und die Werte der dielektrischen Erosion durch das Vorhandensein eines amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffes wesentlich verringert werden, und dass sich die Werte der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer und die Werte der dielektrischen Erosion im Allgemeinen mit einem sich erhöhenden HLB-Wert des amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffes verbessern. Insbesondere Polierzusammensetzungen, die amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoffe mit einem HLB-Wert von größer als 6 aufweisen (zum Beispiel Polierzusammensetzung 1B-1E) legen große Verringerungen bei der tellerförmigen Ver tiefung von Kupfer und der dielektrischen Erosion an den Tag.
BEISPIEL 2
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung von amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffen bei Polierzusammensetzungen auf tellerförmige Vertiefungen von Kupfer, und Erosionswerte in Abhängigkeit von der Konzentration des grenzflächenaktiven Stoffes.
Ähnlich gemusterte Substrate, die Kupfer, Tantal und Siliziumdioxid enthielten (Sematech 931-Mask-Wafer), wurden mit unterschiedlichen Polierzusammensetzungen poliert (Polierzusammensetzungen 2A-2D). Jede der Polierzusammensetzungen enthielt 12 Gewichts-% kondensationsniedergeschlagene Kieselerde, 0,10 Gewichts-% Benztriazol, 0,30 Gewichts-% Essigsäure und 3 Gewichts-% Wasserstoffperoxid mit einem pH-Wert von 10 (mit KOH angepasst). Polierzusammensetzungen 2A-2D (Erfindung) enthielten weiterhin jeweils 0, 100, 125 und 250 ppm von grenzflächenaktivem 2,4,7,9-Tetramethyl-5-Decyn-4,7-Diolethoxylat. Der Prozentsatz der Korrektur der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer für den 50 μm-Linienbereich des gemusterten Substrates wurde für jede der Polierzusammensetzungen gemessen.
Ein Diagramm des Prozentsatzes der Korrektur der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer für die 50 μm-Linie in Abhängigkeit von dem HLB-Wert des grenzflächenaktiven Stoffes ist in 3 dargestellt.
Die Ergebnisse in 3 zeigen, dass die tellerförmige Vertiefung von Kupfer durch das Vorhandensein eines amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffes mit einem HLB-Wert von größer als 6 in den Polierzusammensetzungen wesentlich verringert wird, und dass sich die Werte der tellerförmigen Vertiefungen mit sich erhöhender Konzentration des amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffes verbessern.
BEISPIEL 3
Dieses Beispiel zeigt, dass das Vorhandensein von amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffen in den Polierzusammensetzungen der Erfindung bei dem ersten Schritt des Kupferpolierens für Massenabtragung von Kupfer verwendet werden kann.
Ähnliche Rohlings-Mikroplättchensubstrate, die Kupfer, Tantal oder Siliziumdioxid aufwiesen, wurden mit unterschiedlichen Polierzusammensetzungen (Polierzusammensetzungen 3A-3F) poliert. Die Polierzusammensetzung 3A (Kontrolle) enthielt 0,7 Gewichts-% Milchsäure, 1,11 Gewichts-% Polyakrylsäure, 0,111 Gewichts-% Benztriazol, 3 Gewichts-% Wasserstoffperoxid und 0,556 Gewichts-% geräuchertes Aluminiumoxid, welches mit Polystyrolsulfonsäure (0,5 Gewichts-% Aluminiumoxid und 0,052 Gewichts-% Polystyrolsulfonsäure) bei einem pH-Wert von 4,5 ohne amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoff überzogen war. Die Polierzusammensetzungen 3B-3E (Erfindung) waren dieselben wie die Polierzusammensetzung 3A, mit der Ausnahme, dass sie weiterhin jeweils 0,02 Gewichts-%, 0,05 Gewichts-%, 0,075 Gewichts-% und 0,10 Gewichts-% grenzflächenaktives polyalkylenoxidmodifiziertes Polydimethylsiloxan (HLB-Wert ~13-17) enthielten. Die Polierzusammensetzung 3F (Erfindung) war dieselbe wie die Polierzusammensetzung 3A mit der Ausnahme, dass sie weiterhin 0,025 Gewichts-% polyalkylenoxidmodifiziertes Ethylendiamin (HLB-Wert ~13-17) enthielt.
Die Abtragungsraten für die Kupfer-, Tantal- und Siliziumdioxidschichten wurden für jede der Polierzusammensetzungen bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Tabelle 2:
Die in Tabelle 2 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass die Kupferabtragungsraten und die Selektivität der Kupferabtragung zu Tantal nach der Zugabe des amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffes, der einen HLB-Wert von größer als 6 aufweist, nicht wesentlich verändert werden, jedoch die Selektivität der Kupferabtragung zu der Siliziumdioxidabtragung wesentlich gesteigert wird.
BEISPIEL 4
Dieses Beispiel zeigt, dass das Vorhandensein von amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffen in den Polierzusammensetzungen der Erfindung tel lerförmige Vertiefungen von Kupfer bei dem ersten Schritt des Kupferpolierens verringert.
Ähnlich gemusterte Mikroplättchensubstrate, die Kupfer-, Tantal- oder Siliziumdioxidschichten aufwiesen, wurden mit unterschiedlichen Polierzusammensetzungen (Polierzusammensetzungen 4A-4C) poliert. Die Polierzusammensetzung 4A (Kontrolle) enthielt 0,7 Gewichts-% Milchsäure, 1,11 Gewichts-% Polyakrylsäure, 0,111 Gewichts-% Benztriazol, 3 Gewichts-% Wasserstoffperoxid und 0,556 Gewichts-% geräuchertes Aluminiumoxid, welches mit Polystyrolsulfonsäure (0,5 Gewichts-% Aluminiumoxid und 0,052 Gewichts-% Polystyrolsulfonsäure) bei einem pH-Wert von 4,5 ohne amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoff überzogen war. Die Polierzusammensetzungen 4B und 4C (Erfindung) waren dieselben wie die Polierzusammensetzung 4A, mit der Ausnahme, dass sie weiterhin jeweils 0,02 Gewichts-% grenzflächenaktives polyalkylenoxidmodifiziertes Polydimethylsiloxan (HLB-Wert ~13-17) und 0,025 Gewichts-% polyalkylenoxidmodifiziertes Ethylendiamin (HLB-Wert ~7) enthielten. Die Menge der tellerförmigen Vertiefung von Kupfer (in Angström) wurde für drei unterschiedliche Bereiche des Substrates einschließlich der 120 μm-Linien-, 100 μm-Linien- und 50 μm-Linien-Bereiche gemessen. Die Werte für tellerförmige Vertiefung von Kupfer wurden für jede der Polierzusammensetzungen bestimmt, wobei die Ergebnisse in Tabelle 3 zusammengefasst sind.
Tabelle 3:
Die in Tabelle 3 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass die tellerförmige Vertiefung von Kupfer durch das Vorhandensein eines amphiphilen, nicht ionogenen grenzflächenaktiven Stoffes mit einem HLB-Wert von größer als 6 in den Polierzusammensetzungen wesentlich verringert wird.

Claims

Verfahren zum Polieren eines Substrates, welches Folgendes umfasst: (i) Berühren eines Substrates, welches mindestens eine Metallschicht umfasst, die Kupfer umfasst, mit einem chemisch-mechanischen Poliersystem, welches Folgendes umfasst: (a) ein Schleifmittel mit einer mittleren Primärpartikelgröße von 100 nm oder größer, (b) einen amphiphilen, nicht ionogenen, grenzflächenaktiven Stoff, der eine Kopfgruppe und eine Schwanzgruppe umfasst, und einen HLB-Wert von größer als 6 aufweist, (c) ein Mittel zur Oxidation der Kupfer umfassenden Metallschicht, (d) eine organische Säure, (e) einen Korrosionshemmer, und (f) eine Trägerflüssigkeit; und (ii) Abschleifen mindestens eines Teils der Kupfer umfassenden Metallschicht zum Polieren des Substrates.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der amphiphile, nicht ionogene, grenzflächenaktive Stoff einen HLB-Wert von 7 oder größer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel eine mittlere Partikelgröße von 105 nm bis 180 nm aufweist.
Verfahren zum Polieren eines Substrates, welches Folgendes umfasst: (i) Berühren eines Substrates, welches mindestens eine Metallschicht umfasst, die Kupfer umfasst, mit einem chemisch-mechanischen Poliersystem, welches Folgendes umfasst: (a) ein Schleifmittel, welches aus der aus Kieselerde, Zer(IV)-oxid, Titanerde, Zirkonoxid, Nebenprodukten davon, Polymerpartikeln, polymerbeschichteten Partikeln davon bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählt wird, (b) einen amphiphilen, nicht ionogenen, grenzflächenaktiven Stoff, der eine Kopfgruppe und eine Schwanzgruppe umfasst, und einen HLB-Wert von größer als 6 aufweist, (c) ein Mittel zur Oxidation der Kupfer umfassenden Metallschicht, (d) eine organische Säure, (e) einen Korrosionshemmer, und (f) eine Trägerflüssigkeit; und (ii) Abschleifen mindestens eines Teils der Kupfer umfassenden Metallschicht zum Polieren des Substrates.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der amphiphile, nicht ionogene, grenzflächenaktive Stoff ein Sorbitanalkylsäureester oder ein Polyoxyethylensorbitanalkylsäureester ist, wobei das Alkyl ein C_6-30-Alkyl ist, gesättigt oder teilweise ungesättigt und optional verzweigt sein kann.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel eine mittlere Partikelgröße von 100 nm oder größer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Oxidation der Kupfer umfassenden Metallschicht ein chemisches Oxidationsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure aus der Essigsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Milchsäure, Propionsäure bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionshemmer aus der aus Benztriazol, 6-Tolyltriazol, 1,2,3-Triazol, 1,2,4-Triazol bestehenden Gruppe und Kombinationen davon ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen pH-Wert von 3 oder größer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Poliersystem 0,005 Gewichts-% oder mehr an amphiphilem, nicht-ionogenem, grenzflächenaktivem Stoff auf der Grundlage des Gewichtes der Trägerflüssigkeit und beliebiger, darin aufgelöster oder suspendierter Verbindungen umfasst.
Verfahren zum Polieren eines Substrates, welches Folgendes umfasst: (i) Berühren eines Substrates, welches mindestens eine erste Metallschicht und eine zweite, andere Metallschicht umfasst, mit einem ersten chemisch-mechanischen Poliersystem, welches zum Entfernen der ersten Metallschicht und zum Abschleifen mindestens eines Teils der ersten Metallschicht geeignet ist, um das Substrat zu polieren, wobei das erste chemisch-mechanische Poliersystem ein Schleifmittel und eine Trägerflüssigkeit umfasst, und nachfolgend (ii) Berühren des Substrates mit einem zweiten chemisch-mechanischen Poliersystem, welches zum Entfernen der zweiten Metallschicht und zum Abschleifen mindestens eines Teils der zweiten Metallschicht geeignet ist, um das Substrat zu polieren, wobei das zweite chemisch-mechanische Poliersystem Folgendes umfasst: (a) ein Schleifmittel, (b) einen amphiphilen, nicht ionogenen, grenzflächenaktiven Stoff, der eine Kopfgruppe und eine Schwanzgruppe umfasst, und einen HLB-Wert von größer als 6 aufweist und (c) eine Trägerflüssigkeit; und wobei die ersten und zweiten chemisch-mechanischen Poliersysteme unterschiedlich sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der amphiphile, nichtionogene grenzflächenaktive Stoff einen HLB-Wert von 18 oder weniger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht Kupfer, Wolfram, eine Legierung davon oder Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Metallschicht Tantal, Titan, eine Legierung davon oder Kombination davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite chemisch-mechanische Poliersystem weiterhin ein Mittel zur Oxidation der zweiten Metallschicht, eine organische Säure oder einen Korrosionshemmer umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwanzgruppe ein Polyoxyethylen mit 4 oder mehr Ethylenoxidwiederholungseinheiten, ein Sorbitan oder eine Mischung davon aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfgruppe ein Polysiloxan, ein Tetra-C_1-4-Alkyldecyn, ein gesättigtes oder teilweise ungesättigtes C_6-30-Alkyl, ein Polyoxypropylen, ein C_6-12-Alkylphenyl, ein C_6-12-Alkylzyklohexyl, ein Polyethylen oder eine Mischung davon aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff aus der aus Polyoxyethylenalkylethern und Polyoxyethylenalkylsäureestern bestehenden Gruppe ausgewählt wird, wobei das Alkyl ein C_6-30-Alkyl ist, welches gesättigt oder teilweise ungesättigt sein kann, und optional verzweigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der amphiphile, nicht ionogene, grenzflächenaktive Stoff ein Polyoxyethylenalkylphenylether oder ein Polyoxyethylenalkylzyklohexylether ist, wobei das Alkyl ein C_6-30-Alkyl ist, welches gesättigt oder teilweise ungesättigt, und optional verzweigt sein kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der amphiphile, nicht ionogene grenzflächenaktive Stoff ein Block- oder Propfcopolymer ist, Polyoxyethylen und Polydimethylsiloxan, Polyoxyethylen und Polyoxypropylen, oder Polyoxyethylen und Polyethylen aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel Kieselerde oder polymerbeschichtetes Aluminiumoxid umfasst.