專利名稱：：用來除去聚合物阻擋層的拋光漿液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用來除去聚合物阻擋層的拋光漿液。
背景技術(shù)：
：隨著超大規(guī)模集成電路(ULSI)技術(shù)向著更小的線寬發(fā)展，對(duì)常規(guī)的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)法的一體化提出了新的挑戰(zhàn)。另外，要引入低k和超低k介電膜，需要使用更溫和的CMP工藝，這是因?yàn)槟さ臋C(jī)械強(qiáng)度低，與相鄰層的粘著性很差。另外，針對(duì)缺陷度的日益嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)用于低k膜的拋光槳液提出了更多的要求。將各種低k膜集成化成ULSI可能需要大量的步驟，還需要引入新的技術(shù)，例如超臨界清潔、介電和金屬覆蓋層、共形沉積阻擋層和銅、用低的向下作用力和無磨料槳液進(jìn)行化學(xué)機(jī)械平面化。除了這些技術(shù)選擇以外，ULSI制造者必需針對(duì)產(chǎn)率、可靠性、機(jī)械強(qiáng)度和性能(即電阻-電容(RC)延遲造成的功率耗散)考慮和解決工藝復(fù)雜性的問題。實(shí)施低k材料的復(fù)雜性為阻擋層CMP工藝帶來了更大的挑戰(zhàn)，因此需要能夠控制復(fù)雜的輸入變量，達(dá)到穩(wěn)定的高產(chǎn)率。調(diào)節(jié)工藝變量將有助于減小低k膜上的拋光變化。但是，最好在阻擋層CMP漿液中加入專門具有低k介電值的表面活性劑，且所述表面活性劑具有可調(diào)節(jié)性，具有工藝可調(diào)性能。例如，Ye等人在美國專利第6,916,742號(hào)中揭示了一種漿液，該漿液能夠調(diào)節(jié)聚乙烯吡咯垸酮的量，以控制氮化鉭和碳摻雜的氧化物(CDO)的去除速率。通過調(diào)節(jié)聚乙烯吡咯烷酮和二氧化硅的量，可控制該漿液除去氮化鉭(阻擋層)的速率與除去CDO(超低k電介質(zhì))的速率之比。不幸的是，這些漿液對(duì)于一些應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致過多的劃痕且TaN去除速率不足。人們需要一種拋光漿液，使其能夠完成按照設(shè)計(jì)地除去阻擋層至超低k電介質(zhì)，同時(shí)減小CDO去除速率。另外，人們還需要一種漿液，其能夠在去除阻擋層的同時(shí)減少劃痕的形成。
發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明包括一種可用來對(duì)包括銅互連的半導(dǎo)體基片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的水性漿液，所述漿液包含0-25重量％的氧化劑,0.1-50重量％的磨粒，0.001-5重量％的聚乙烯吡咯烷酮，0.00002-5重量%的多組分表面活性劑，0.001-10重量％的用來減少銅互連的靜態(tài)蝕刻的抑制劑，0-5重量％的用來加快銅互連去除速率的含磷化合物，0.001-10重量％的在拋光過程中形成的絡(luò)合劑，以及余量的水，所述多組分表面活性劑包含疏水性尾部(tail)、非離子型親水性部分和陰離子型親水性部分，所述疏水性尾部包含6-30個(gè)碳原子，所述非離子型親水性部分包含10-300個(gè)碳原子。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明包括一種可用來對(duì)具有銅互連的半導(dǎo)體基片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的水性漿液，該漿液包含0.01-15重量％的氧化劑,0.1-40重量％的二氧化硅磨粒，0.002-3重量％的聚乙烯吡咯垸酮,0.00005-2重量％的多組分表面活性劑，0.002-5重量％的用來減少銅互連的靜態(tài)蝕刻的吡咯抑制劑，0-3重量％的用來加快銅互連去除速率的含磷化合物，0.01-5重量％的在拋光過程中形成的有機(jī)酸絡(luò)合劑，以及余量的水，所述多組分表面活性劑包含疏水性尾部、非離子型親水性部分和陰離子型親水性部分，所述疏水性尾部包含8-20個(gè)碳原子，所述非離子型親水性部分包含20-200個(gè)碳原子；所述水性漿液的pH值為8-12。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明包括一種可用來對(duì)包括銅互連的半導(dǎo)體基片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的水性漿液，所述漿液包含0.1-10重量％的氧化劑,0.25-35重量％的二氧化硅磨粒，0.01-2重量％的聚乙烯吡咯烷酮，0.0001-1重量％的多組分表面活性劑，0.005-2重量％的用來減少銅互連的靜態(tài)蝕刻的苯并三唑抑制劑，0.001-2重量％的用來加快銅互連去除速率的含磷化合物，0.01-5重量％的在拋光過程中形成的有機(jī)酸絡(luò)合劑，以及余量的水，所述多組分表面活性劑包含疏水性尾部(tail)、非離子型親水性部分和陰離子型親水性部分，所述疏水性尾部包含12-16個(gè)碳原子，所述非離子型親水性部分包含25-150個(gè)碳原子；所述水性漿液的pH值為9-11.5。具體實(shí)施例方式已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過將聚乙烯吡咯垸酮和多組分表面活性劑結(jié)合起來，可以在提高氮化鉭去除速率的同時(shí)不會(huì)對(duì)半導(dǎo)體基片的低k和超低k去除速率造成負(fù)面影響。出于本說明書的目的，半導(dǎo)體基片包括其上具有金屬導(dǎo)體互連和介電材料的晶片，所述金屬導(dǎo)體互連和介電材料通過某種方式由絕緣層隔開，使得可以產(chǎn)生特殊的電信號(hào)。另外，這些漿液出人意料地改進(jìn)了晶片的缺陷程度(defectivity)。最終，在CMP工藝之后，這些漿液提供了穩(wěn)定的膜，這種膜能夠促進(jìn)得到極佳的TaN/低-K電介質(zhì)選擇性。所述漿液還包含0.001-5重量％的聚乙烯吡咯烷酮，用來除去阻擋層，同時(shí)對(duì)低k電介質(zhì)膜具有選擇性的去除速率。除非另外說明，該說明書中所有的濃度都以重量百分?jǐn)?shù)表示。較佳的是，所述漿液包含0.002-3重量％的聚乙烯吡咯烷酮。最佳的是，所述漿液包含0.01-2重量％的聚乙烯吡咯垸酮。對(duì)于要求在除去阻擋層的同時(shí)具有適中的低k去除速率的應(yīng)用，所述漿液優(yōu)選包含小于0.4重量％的聚乙烯吡咯垸酮。對(duì)于要求在除去阻擋層的同時(shí)具有低的低k去除速率的應(yīng)用，所述漿液優(yōu)選包含至少0.4重量％的聚乙烯吡咯烷酮。這種非離子型聚合物有助于對(duì)低k和超低k介電膜(通常是疏水性的)和硬掩模覆蓋層膜進(jìn)行拋光。所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量優(yōu)選為1,000-1,000,000。出于本說明書的目的，重均分子量表示通過凝膠滲透色譜法測(cè)量的分子量。所述漿液的分子量更優(yōu)選為1,000-500,000，最優(yōu)選分子量為2，500-50,000。例如，分子量為7000-25000的聚乙烯吡咯烷酮已被證明是特別有效的。在本說明書中，表面活性劑表示一種物質(zhì)，當(dāng)該物質(zhì)存在的時(shí)候，其具有吸附在晶片基片的表面上或界面上，或者改變所述晶片基片表面或界面的表面自由能的性質(zhì)。術(shù)語"界面"表示任意兩個(gè)不混溶相之間的邊界。術(shù)語"表面"表示其中一相為氣體(通常是空氣)時(shí)的界面。表面活性劑通常用來減小界面自由能。某些表面活性劑，例如脂肪醇聚乙二醇醚硫酸鹽能夠抑制CDO速率，但是這些表面活性劑會(huì)增加晶片缺陷數(shù)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多組分表面活性劑與聚乙烯吡咯烷酮組合能夠減小CDO去除速率，同時(shí)不會(huì)引起令人無法接受的晶片缺陷程度的增大。所述多組分表面活性劑具有以下分子結(jié)構(gòu)包括第一結(jié)構(gòu)部分，該部分對(duì)水的吸引力極小，被稱為疏水性尾部，第二結(jié)構(gòu)部分，該部分為非離子型親水性部分，其對(duì)水具有吸引力，以及非離子型親水性基團(tuán)，其對(duì)水具有強(qiáng)烈的吸引力，所述陰離子型親水性基團(tuán)在溶液中離子化的時(shí)候具有負(fù)的離子電荷。所述疏水性基團(tuán)通常是具有適于水溶性的長度的長鏈烴類、碳氟化合物或硅氧烷鏈。具體來說，所述疏水性基團(tuán)總共包含6-30個(gè)碳原子。較佳的是，所述疏水性基團(tuán)包含8-20個(gè)碳原子，最優(yōu)選包含12-16個(gè)碳原子。所述疏水性部分可以是直鏈、有分支的鏈或環(huán)狀鏈。所述疏水性部分可以是飽和的鏈、不飽和的鏈或包含芳族基團(tuán)。一個(gè)具體的例子是源自脂肪醇的直鏈聚合物。所述非離子型親水性部分包含10-300個(gè)碳原子。較佳的是，所述非離子型親水性部分包含20-200個(gè)碳原子。最佳的是，所述非離子型親水性部分包含25-150個(gè)碳原子。所述非離子型親水性部分可以是直鏈、有分支的鏈或環(huán)狀鏈。所述非離子型親水性部分可以是飽和的鏈、不飽和的鏈或包含芳族基團(tuán)。合適的非離子型親水性部分的一個(gè)具體的例子是聚環(huán)氧乙垸直鏈。示例性的陰離子型部分包括含有至少一種以下物質(zhì)的陰離子型部分羧酸、磺酸、硫酸、膦酸和它們的鹽或它們的混合物。優(yōu)選的陰離子型部分包含選自至少一種以下物質(zhì)的化學(xué)基團(tuán)羧酸根(羧酸鹽)，磺酸根(磺酸鹽)，硫酸根(硫酸鹽)，或磷酸根/酯(磷酸酯和多磷酸酯)。所述表面活性劑的親水性部分可包含一個(gè)或多個(gè)氮原子或者一個(gè)或多個(gè)氧原子，或者它們的混合物，但是優(yōu)選包含至少一個(gè)可離子化的基團(tuán)，以提供可溶性以及對(duì)帶負(fù)電荷的表面(例如二氧化硅表面)的斥力。通?？梢酝ㄟ^加入0.00002-5重量％的多組分表面活性劑獲得高選擇性。除非另外說明，本說明書中所有的濃度都以重量％表示。另外，所揭示的范圍包括合并性范圍和部分合并性范圍，且限制在范圍內(nèi)。較佳的是，所述表面活性劑的含量為0.00005-2重量％;最優(yōu)選所述表面活性劑的含量為0.0001-1重量％。通常這些表面活性劑作為銨鹽、鉀鹽、季銨鹽或鈉鹽加入。最佳的是，所述表面活性劑作為銨鹽加入，用于高純度制劑。較佳的是，所述多組分表面活性劑對(duì)碳摻雜的氧化物(CDO)的去除速率(單位為埃/分鐘)的抑制程度要遠(yuǎn)高于其對(duì)鉭(Ta)或氮化鉭(TaN)之類的阻擋膜的去除速率的抑制程度。如果我們將膜X的去除速率的相對(duì)抑制(AX)定義為AX^Xo-X)/Xo，其中Xo和X表示在加入表面活性劑之前和之后的X膜去除速率，其單位為埃/分鐘，則本發(fā)明揭示的表面活性劑優(yōu)選滿足以下的關(guān)系式中的至少一個(gè)(以TaN為例)A(CDO)>A(TaN),所述結(jié)果是采用微孔聚氨酯拋光墊，測(cè)得垂直于晶片的壓力為13.8千帕(2psi)，以及實(shí)施例的條件下測(cè)得的。例如，當(dāng)采用13.8千帕的壓力以及實(shí)施例的條件，采用Hi凸紋泊萊特克斯(Politex)TM多孔凝結(jié)聚氨酯(泊萊特克斯是羅門哈斯公司(RohmandHaasCompany)或其分公司的商標(biāo))拋光墊以及不含表面活性劑的組合物進(jìn)行拋光時(shí)，對(duì)碳摻雜的氧化物得到的參比拋光速率(Xo)為500埃/分鐘，對(duì)氮化鉭的參比拋光速率(Xo)為500埃/分鐘。然后加入多組分表面活性劑，此時(shí)在相同的條件下，對(duì)于碳摻雜的氧化物，拋光速率減小到300埃/分鐘，TaN的去除速率必需大于300埃/分鐘以滿足上述選擇性關(guān)系式。所述漿液任選包含0-5重量％的含磷化合物。出于本發(fā)明的目的，"含磷"化合物是任意含有磷原子的化合物。較佳的是，所述漿液包含0-3重量%的含磷化合物。最優(yōu)選所述漿液包含0.001-2重量％的含磷化合物。例如,含磷化合物包括磷酸類，焦磷酸類，多磷酸類，膦酸類，氧化膦，硫化膦,正膦(phosphorinane),膦酸類，亞磷酸類和亞膦酸類，包括它們的酸、鹽、混酸鹽、酯、偏酯、混合酯、以及它們的混合物，例如磷酸。具體來說，所述拋光漿液可包含以下具體的含磷化合物磷酸鋅、焦磷酸鋅、多磷酸鋅、膦酸鋅、磷酸銨、焦磷酸銨、多磷酸銨、膦酸銨、磷酸氫二銨、焦磷酸氫二銨、多磷酸氫二銨、膦酸氫二銨、磷酸鉀、磷酸氫二鉀、磷酸胍、焦磷酸胍、多磷酸胍、膦酸胍、磷酸鐵、焦磷酸鐵、多磷酸鐵、膦酸鐵、磷酸鈰、焦磷酸鈰、多磷酸鈰、膦酸鈰、磷酸乙二胺、磷酸哌嗪、焦磷酸哌嗪、膦酸哌嗪、磷酸三聚氰胺、磷酸氫二(三聚氰胺)、焦磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、膦酸三聚氰胺、磷酸蜜白胺、焦磷酸蜜白胺、多磷酸蜜白胺、膦酸蜜白胺、磷酸蜜勒胺、焦磷酸蜜勒胺、多磷酸蜜勒胺、膦酸蜜勒胺、磷酸二氰基二酰胺、磷酸脲，包括它們的酸、鹽、混酸鹽、酯、偏酯、混合酯、以及它們的混合物。優(yōu)選的含磷化合物包括磷酸銨和磷酸。但是過量的磷酸銨會(huì)在溶液中引入過量的游離銨。過量的游離銨會(huì)攻擊銅，造成粗糙的金屬表面。加入的磷酸與游離堿金屬(例如鉀)原位反應(yīng)以形成磷酸鉀鹽和磷酸氫二鉀鹽是特別有效的。所述鉀化合物也能提供以下優(yōu)點(diǎn)形成保護(hù)膜，在侵蝕性的CMP處理后的清潔液中保護(hù)銅。例如，CMP處理后的晶片膜具有足夠的完整性，足以在包含侵蝕性銅絡(luò)合劑如氫氧化四甲銨、乙醇胺和抗壞血酸的pH=12的溶液中保護(hù)晶片。任選地，含量為0-25重量％的氧化劑也有助于除去阻擋層，例如鉭、氮化鉭、鈦和氮化鈦。較佳的是，所述漿液包含0.01-15重量％的氧化劑。最佳的是，所述漿液包含0.1-10重量％的氧化劑。合適的氧化劑包括例如過氧化氫、單過硫酸鹽、碘酸鹽、過鄰苯二甲酸鏌、過乙酸和其它過酸、過硫酸鹽、溴酸鹽、高碘酸鹽、硝酸鹽、鐵鹽、鈰鹽、錳(Mn)(ni)鹽、Mn(IV)鹽和Mn(VI)鹽、銀鹽、銅鹽、鉻鹽、鈷鹽、鹵素、次氯酸鹽、或者包含上述氧化劑中的至少一種的組合。優(yōu)選的氧化劑是過氧化氫。注意所述氧化劑通常在即將使用之前加入拋光組合物中，在這些情況下，所述氧化劑包含在獨(dú)立地包裝內(nèi)，在使用之處混合。對(duì)于不穩(wěn)定的氧化劑(例如過氧化氫)來說，這是特別有用的。還可通過調(diào)解氧化劑(例如過氧化物)的量來控制金屬互連去除速率。例如，通過增大過氧化物的濃度可以加快銅去除速率。但是，氧化劑過度的增加會(huì)對(duì)拋光速率造成不利的影響。所述阻擋層金屬拋光組合物包含用來"機(jī)械"去除阻擋層材料的磨料。所述磨料優(yōu)選是膠體磨料。示例性的磨料包括以下這些無機(jī)氧化物、金屬硼化物、金屬碳化物、金屬氫氧化物、金屬氮化物、或者包含上述磨料中至少一種的組合。合適的無機(jī)氧化物包括例如二氧化硅(Si02),氧化鋁(Al203),氧化鋯(Zr02)，氧化鈰(Ce02)，氧化錳(Mn02)，以及它們的混合物。氧化鋁可以為許多的形式，例如(x-氧化鋁、i氧化鋁、S-氧化鋁以及無定形(非晶態(tài))氧化鋁。氧化鋁的其它合適的例子是勃姆石(A10(OH))顆粒以及它們的混合物。如果需要，也可使用這些無機(jī)氧化物的改良形式，例如聚合物涂覆的無機(jī)氧化物顆粒。合適的金屬碳化物、硼化物和氮化物包括例如碳化硅、氮化硅、碳氮化硅(SiCN)、碳化硼、碳化鎢、碳化鋯、硼化鋁、碳化鉭、碳化鈦、以及包含上述金屬碳化物、硼化物和氮化物中的至少一種的混合物。如果需要，還可使用金剛石作為磨料。另外的磨料還可包括聚合物顆粒和涂覆的聚合物顆粒。優(yōu)選的磨料是二氧化硅。在所述拋光組合物的水相中磨料的濃度為0.1-50重量％。對(duì)于無磨料的溶液，固定的研磨墊有助于阻擋層的去除。較佳的是，所述磨料濃度為0.1-40重量％。最佳的是，所述磨料濃度為0.25-35重量％。通常增大磨料濃度會(huì)增大介電材料的去除速率；其特別能增大低k介電材料(例如碳摻雜的氧化物)的去除速率。例如，如果半導(dǎo)體制造商需要增大的低k電介質(zhì)去除速率，則通過增大磨料含量可將電介質(zhì)去除速率增大到所需的水平。所述磨料的平均粒度優(yōu)選小于250nm，以防過度的金屬凹陷和電介質(zhì)腐蝕。出于本說明書的目的，粒度表示膠態(tài)二氧化硅的平均粒度。最佳的是，所述二氧化硅的平均粒度小于100nm，以進(jìn)一步減小金屬凹陷和電介質(zhì)腐蝕。具體來說，通過小于75納米的平均磨料粒度，可以以可接受的速率除去所述阻擋層金屬，同時(shí)不會(huì)過量地除去介電材料。例如，使用平均粒度為20-75納米的膠態(tài)二氧化硅得到最少的電介質(zhì)腐蝕和金屬凹陷。膠態(tài)二氧化硅尺寸的減小能夠改進(jìn)溶液的選擇性；但是也容易減小阻擋層去除速率。另外，優(yōu)選的膠態(tài)二氧化硅可包含分散劑之類的添加劑以改進(jìn)二氧化硅在酸性pH值范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。一種這樣的磨料是購自法國普提烏斯(Puteaux，F(xiàn)rance)的AZ電子材料法國S.A.S公司(AZElectronicMaterialsFranceS.A.S.)的膠態(tài)二氧化硅。除了抑制劑以外，使用0-10重量％的絡(luò)合劑任選地防止非鐵金屬沉淀。最優(yōu)選所述漿液包含0.01-5重量％的絡(luò)合劑。較佳的是，所述絡(luò)合劑是有機(jī)酸。示例性的絡(luò)合劑包括以下這些乙酸、檸檬酸、乙酰乙酸乙酯、羥基乙酸、乳酸、蘋果酸、草酸、水楊酸、二乙基二硫代氨基甲酸鈉、琥珀酸、酒石酸、巰基乙酸、甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、乙二胺、三甲基二胺、丙二酸、戊二酸(glutericacid)、3-羥基丁酸、丙酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、3-羥基水楊酸、3，5-二羥基水楊酸、五倍子酸、葡糖酸、鄰苯二酚、鄰苯三酚、丹寧酸、以及它們的鹽。較佳的是，所述絡(luò)合劑選自乙酸、檸檬酸、乙酰乙酸乙酯、乙醇酸、乳酸、蘋果酸、草酸。最佳的是，所述絡(luò)合劑是檸檬酸。通過加入總計(jì)0.001-10重量％的抑制劑可以減小銅互連的去除速率并保護(hù)銅免于靜態(tài)蝕刻。出于本申請(qǐng)的目的，銅互連表示用包含附帶的雜質(zhì)的銅或銅基合金形成的互連。通過調(diào)解抑制劑的濃度，可以通過保護(hù)金屬免于靜態(tài)蝕刻而調(diào)解銅互連的去除速率。優(yōu)選所述漿液包含0.002-5重量％的抑制劑。最優(yōu)選的是，所述溶液包含0.005-2重量％的抑制劑。所述抑制劑可以由抑制劑的混合物組成。吡咯抑制劑對(duì)于銅互連是特別有效的。常規(guī)的吡咯抑制劑包括苯并三唑(BTA),巰基苯并噻唑(MBT),甲苯基三唑和咪唑。BTA是特別有效的用于銅互連的抑制劑，咪唑能夠增加銅去除速率。所述拋光組合物將在酸性和堿性pH值水平下使用余量的水進(jìn)行使用。較佳的是，所述pH值為8-12，最優(yōu)選為9-11.5。另外，溶液最優(yōu)選依賴于余量的去離子水來限制伴隨的雜質(zhì)。氨水、氫氧化鈉或氫氧化鉀之類的氫氧根離子源能夠調(diào)解堿性區(qū)域的pH值。最優(yōu)選所述氫氧根離子源是氫氧化鉀。任選地，所述漿液可包含流平劑(例如氯化物，或者具體來說氯化銨)，緩沖劑，分散劑和表面活性劑。例如，所述漿液任選包含0.0001-0.1重量%的氯化銨。氯化銨提供了表面外觀的改進(jìn)，還可通過提高銅去除速率來促進(jìn)銅的去除。所述拋光組合物還可任選地包含緩沖劑，例如各種有機(jī)和無機(jī)堿或其鹽，其pKa在大于8至12的pH范圍內(nèi)。所述拋光組合物還可任選地包含消泡劑，例如非離子型表面活性劑，其包括酯、環(huán)氧乙烷、醇、乙氧基化物、硅化合物、氟化合物、醚、糖苷和它們的衍生物等。所述消泡劑還可以是兩性表面活性劑。所述拋光組合物可以任選地包含殺生物劑，例如考德克斯(Kordex)TMMLX(9.5-9.9。/o甲基-4-異噻唑啉-3-酮，89.1-89.5%水和^1.0%的相關(guān)的反應(yīng)產(chǎn)物)或卡森(Kathon)TMICPIII，其包含以下活性組份2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，它們各自通過羅門哈斯公司生產(chǎn)(考德克斯和卡森是羅門哈斯公司的商標(biāo))。較佳的是，通過將所述漿液施加于半導(dǎo)體基片，在拋光墊上施加等于或小于21千帕的向下作用力，從而對(duì)半導(dǎo)體基片進(jìn)行拋光。所述向下作用力表示拋光墊對(duì)半導(dǎo)體基片的作用力。所述拋光墊可以是圓形、帶形或織網(wǎng)構(gòu)型。這種低的向下作用力對(duì)于從半導(dǎo)體基片除去阻擋層材料、從而對(duì)半導(dǎo)體基片進(jìn)行平面化是特別有效的。最佳的是，所述拋光在小于15千帕的向下作用力下進(jìn)行。實(shí)施例下表1中顯示了與余量的去離子水混合的一系列漿液(比較漿液A-H以及實(shí)施例漿液1-8)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>CA二檸檬酸，PVP*=10K聚乙烯吡咯垸酮，PVP**=15K聚乙烯吡咯垸酮，PVP***=55K聚乙烯吡咯垸酮，多組分表面活性劑=考格尼斯化學(xué)集團(tuán)(CognisChemicalGroup)生產(chǎn)的迪斯泊尼(Disponil)FES表面活性劑，NH4C1=0.01重量％,聚丙烯酸*=索卡龍(801^1011)30，含有0.5重量％的碳酸胍，聚丙烯酸**=索卡龍250，含有0.5重量％的碳酸胍，CMC^二布拉諾思(Blanos)7LlCl羧甲基纖維素，含有0.5重量％的碳酸胍，CMC"二布拉諾思7ULC1羧甲基纖維素，含有0.5重量％的碳酸胍，BTA二苯并三唑，殺生物劑=0.005重量Q^的羅門哈斯公司生產(chǎn)的考德克斯tmMLX(9.5-9.9。/o的甲基-4-異噻唑啉-3-酮，89.1-89.5%的水和^1.0%的相關(guān)的反應(yīng)產(chǎn)物)，二氧化硅*=購自法國普提烏斯的AZ電子材料法國S.A.S公司的1501-50，一種50納米的二氧化硅，二氧化硅**=1501-35，購自法國普提烏斯的AZ電子材料法國S.A.S公司的一種35納米的二氧化硅，pH值用KOH調(diào)解。實(shí)施例1拋光測(cè)試使用來自諾威勒斯體系有限公司(NovellusSystems,Inc.)的克羅爾(Coral)tm碳摻雜氧化物(CDO)、TEOS電介質(zhì)、氮化鉭和電鍍銅的200毫米片狀晶片。使用來自羅門哈斯電子材料CMP技術(shù)公司(RohmandHaasElectronicMaterialsCMPTechnologies)的IC1010tm和凸紋泊萊特克斯tm拋光墊對(duì)片狀晶片進(jìn)行拋光而獲得形貌數(shù)據(jù)(topographicaldata)。米拉(MIRRA)tm旋轉(zhuǎn)式拋光平臺(tái)拋光所述片狀晶片。第一步銅拋光使用伊特諾(Eternal)漿液EPL2360，在平臺(tái)1和2上使用IC1010tm圓形凹槽化聚氨酯拋光墊進(jìn)行拋光，使用奇尼克(Kinik)AD3CG-181060柵格金剛石精整盤。平臺(tái)1的拋光條件為平臺(tái)轉(zhuǎn)速93rpm,支架轉(zhuǎn)速21rpm，向下作用力4psi(27.6千帕)，平臺(tái)2的條件為平臺(tái)轉(zhuǎn)速33rpm，支架轉(zhuǎn)速61rpm，向下作用力3psi(20.7kPa)。平臺(tái)3的拋光條件為向下作用力1.5psi(10.3kPa),平臺(tái)轉(zhuǎn)速93rpm，支架轉(zhuǎn)速87rpm，漿液流速200毫升/分鐘，拋光時(shí)使用Hi凸紋泊萊特克斯tm凝結(jié)聚氨酯拋光墊。通過拋光之前和之后的膜厚度計(jì)算除去速率。所有光學(xué)透明的膜都使用TencorSM300橢圓光度測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于銅設(shè)置在170X10—6Q，對(duì)于氮化鉭設(shè)置在28,000Xl(T6^。使用德克塔克維科(DektakVeeco)V200SL觸針表面光度計(jì)收集晶片形貌數(shù)據(jù)。所有報(bào)道的去除速率的單位都是埃/分鐘。缺陷數(shù)據(jù)是通過使用ATMI提供的ESC784清潔之后，由奧博特(Orbot)激光散射缺陷度測(cè)量裝置和AFM表面粗糙度測(cè)量獲得的。表2提供了由一系列拋光添加劑獲得的拋光篩選結(jié)果。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>劃痕=篩選檢測(cè)漿液造成的劃痕表2說明了迪斯泊尼TMFES表面活性劑與聚乙烯吡咯烷酮結(jié)合使用，提供了極佳的TaN去除速率以及低的CDO或碳摻雜的氧化物去除速率。具體來說，漿液除去TaN的速率至少是CDO去除速率的兩倍。另外，如劃痕測(cè)試所示，所述漿液提供了低水平的晶片缺陷。實(shí)施例2表3提供了在該實(shí)施例的條件下進(jìn)行的一系列BTA濃度和聚乙烯吡咯烷酮分子量得到的去除和劃痕結(jié)果。表3___<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>基本=缺陷總數(shù)；劃痕=篩選檢測(cè)漿液造成的劃痕。該系列說明BTA能夠極佳地控制銅去除速率，同時(shí)造成低水平的劃痕。另外，低分子量聚乙烯吡咯垸酮提供了TaN去除速率最高的增加。實(shí)施例3表4中的測(cè)試采用1.5psi(10.3kPa)的向下作用力，93rpm的平臺(tái)轉(zhuǎn)速，87rpm的支架轉(zhuǎn)速，漿液流速為200毫升/分鐘，使用該實(shí)施例的其它條件。表4提供了來自羅門哈斯電子材料CMP技術(shù)公司的澆注維申墊(VisionPad)3100和3500聚氨酯拋光墊的結(jié)果(維申墊是羅門哈斯公司或其分公司的商標(biāo))。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表4說明澆注聚氨酯拋光墊傾向于增大TaN去除速率:CDO去除速率的選擇性比。但是這種選擇性的增大會(huì)犧牲整體的TaN去除速率。權(quán)利要求1.一種可用來對(duì)包括銅互連的半導(dǎo)體基片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的水性漿液，所述漿液包含0-25重量％的氧化劑，0.1-50重量％的磨粒，0.001-5重量％的聚乙烯吡咯烷酮，0.00002-5重量％的多組分表面活性劑，0.001-10重量％的用來減少銅互連的靜態(tài)蝕刻的抑制劑，0-5重量％的用來加快銅互連去除速率的含磷化合物，0.001-10重量％的在拋光過程中形成的絡(luò)合劑，以及余量的水，所述多組分表面活性劑包含疏水性尾部、非離子型親水性部分和陰離子型親水性部分，所述疏水性尾部包含6-30個(gè)碳原子，所述非離子型親水性部分包含10-300個(gè)碳原子。2.如權(quán)利要求1所述的水性漿液，其特征在于，所述聚乙烯吡咯垸酮的重均分子量為l,OOO-l，OOO，OOO。3.如權(quán)利要求1所述的水性漿液，其特征在于，所述漿液包含二氧化硅磨粒。4.一種可用來對(duì)具有銅互連的半導(dǎo)體基片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的水性漿液，該漿液包含0.01-15重量％的氧化劑，0.1-40重量％的二氧化硅磨粒,0.002-3重量％的聚乙烯吡咯烷酮，0.00005-2重量％的多組分表面活性劑,0.002-5重量％的用來減少銅互連的靜態(tài)蝕刻的吡咯抑制劑，0-3重量％的用來加快銅互連去除速率的含磷化合物，0.01-5重量％的在拋光過程中形成的有機(jī)酸絡(luò)合劑，以及余量的水，所述多組分表面活性劑包含疏水性尾部、非離子型親水性部分和陰離子型親水性部分，所述疏水性尾部包含8-20個(gè)碳原子，所述非離子型親水性部分包含20-200個(gè)碳原子；所述水性漿液的pH值為8-12。5.如權(quán)利要求4所述的水性漿液，其特征在于，所述聚乙烯吡咯垸酮的重均分子量為1,000-500,000。6.如權(quán)利要求4所述的水性漿液，其特征在于，所述漿液包含平均粒度小于100納米的二氧化硅磨粒。7.如權(quán)利要求4所述的水性漿液，其特征在于，所述漿液包含選自以下的含磷化合物磷酸銨、磷酸鉀和磷酸氫二鉀。8.—種可用來對(duì)包括銅互連的半導(dǎo)體基片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的水性漿液，所述漿液包含0.1-10重量％的氧化劑，0.25-35重量％的二氧化硅磨粒,0.01-2重量％的聚乙烯吡咯垸酮，0.0001-1重量％的多組分表面活性劑,0.005-2重量％的用來減少銅互連的靜態(tài)蝕刻的苯并三唑抑制劑，0.001-2重量％的用來加快銅互連去除速率的含磷化合物，0.01-5重量％的在拋光過程中形成的有機(jī)酸絡(luò)合劑，以及余量的水，所述多組分表面活性劑包含疏水性尾部、非離子型親水性部分和陰離子型親水性部分，所述疏水性尾部包含12-16個(gè)碳原子，所述非離子型親水性部分包含25-150個(gè)碳原子；所述水性槳液的pH值為9-11.5。9.如權(quán)利要求8所述的水性漿液，其特征在于，所述絡(luò)合劑是檸檬酸。10.如權(quán)利要求8所述的水性漿液，其特征在于，所述含磷化合物選自磷酸銨、磷酸鉀和磷酸氫二鉀。全文摘要一種水性漿液，可用于對(duì)包含銅互連的半導(dǎo)體基片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光。所述漿液包含0-25重量％的氧化劑，0.1-50重量％的磨粒，0.001-5重量％的聚乙烯吡咯烷酮，0.00002-5重量％的多組分表面活性劑，0.001-10重量％的用來減少銅互連的靜態(tài)蝕刻的抑制劑，0-5重量％的用來加快銅互連去除速率的含磷化合物，0.001-10重量％的在拋光過程中形成的絡(luò)合劑，以及余量的水，所述多組分表面活性劑包含疏水性尾部、非離子型親水性部分和陰離子型親水性部分，所述疏水性尾部包含6-30個(gè)碳原子，所述非離子型親水性部分包含10-300個(gè)碳原子。文檔編號(hào)H01L21/304GK101358109SQ20081013129公開日2009年2月4日申請(qǐng)日期2008年8月4日優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日發(fā)明者卞錦儒,葉倩萩申請(qǐng)人:羅門哈斯電子材料Cmp控股股份有限公司