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CN104419326A - 用于化学机械抛光的浆液组合物 - Google Patents

用于化学机械抛光的浆液组合物 Download PDF

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CN104419326A
CN104419326A CN201410071795.5A CN201410071795A CN104419326A CN 104419326 A CN104419326 A CN 104419326A CN 201410071795 A CN201410071795 A CN 201410071795A CN 104419326 A CN104419326 A CN 104419326A
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李锡浩
宋定桓
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COWON INNOTECH Inc
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Abstract

本文揭示一种浆液组合物。所述浆液组合物包括0.1wt%到10wt%的磨料、0.01wt%到1wt%的异噻唑分散稳定剂、0.01wt%到1wt%的苯羧酸腐蚀抑制剂、0.01wt%到15wt%的氨基酸螯合剂和0.01wt%到1wt%的由丙烯酰胺和氨基甲基丙醇组成的络合剂。所述浆液组合物与典型抛光用浆液相比能够使高速CMP工艺下的凹陷和侵蚀现象最少，同时维持稳定的Cu移除速率且使Cu与Ta之间的选择性移除速率最大，由此不会在待抛光的表面上提供缺陷。

Description

用于化学机械抛光的浆液组合物
技术领域
本发明涉及用于化学机械抛光(CMP)的浆液组合物。更具体来说，本发明涉及用于CMP的浆液组合物，其包括磨料、分散剂、稳定剂、腐蚀抑制剂、螯合剂和氧化剂，所述浆液组合物能够使高速CMP工艺下的凹陷和侵蚀现象最少，同时确保稳定的Cu移除速率和经最大化的Cu与Ta之间的选择性移除速率，由此不会在待抛光的表面上造成缺陷。
背景技术
随着半导体技术的发展，线宽度不断地微小化且因此平面化的重要性增加。特别地，随着半导体集成的增加，已经引进多级互连结构。具有更短波长的光刻技术的采用已经引起景像深度(depth of field,DOF)的问题。为有效地解决此类问题，CMP的可用性进一步增加。
CMP是一种用于平面化晶片表面的工艺，其通过将抛光垫附接到在晶片表面上旋转或偏心移动的抛光台的表面上并使得在晶片的前表面处摩擦，同时供应包括磨料的浆液来实施。
更特别地，从浆液到浆液/晶片之间的边界和其性质经改良的晶片表面上的机械抛光是质量传递步骤；而且反应物到表面的吸附或晶片表面上的机械抛光是界面反应步骤。实际上，通过CMP进行抛光对应于界面反应步骤，且质量传递步骤是连续反应所必需的。
在界面反应期间，化学反应可是由于反应物吸附到晶片表面和吸附到经改良晶片表面以及晶片表面的空间的反应物之间的反应而发生。在机械移除步骤处移除在晶片表面上大量铺展的材料，此导致在界面处移除。将反应物大量供应到界面，由此使得连续反应并将反应物从浆液转移到浆液/晶片表面，此确保机械/化学抛光。
常规CMP工艺仍需要抑制凹陷和侵蚀现象，同时维持稳定的Cu移除速率并使Cu与Ta之间的选择性移除速率最大化，由此防止待抛光表面上的缺陷。
发明内容
本发明的目标是提供与此项技术中已知的CMP浆液组合物相比能够使得凹陷和侵蚀现象最小化的浆液组合物，同时维持稳定的Cu移除速率和使Cu与Ta之间的选择性移除速率最大化，由此防止待抛光表面上的缺陷。
根据本发明的一个方面，浆液组合物包括：0.1wt%到10wt%的磨料、0.01wt%到1wt%的异噻唑分散稳定剂、0.01wt%到1wt%的由苯羧酸或苯并三唑(1,2,3-苯并三唑)组成的腐蚀抑制剂、0.01wt%到15wt%的氨基酸螯合剂、0.01wt%到1wt%的由丙烯酰胺和氨基甲基丙醇组成的络合剂、氧化剂和稀释剂。
磨料可包括具有交联结构且平均粒子直径为20nm到130nm的胶质二氧化硅或氧化铝。
异噻唑分散稳定剂可包括选自由以下组成的群组中的至少一者：5-氯-2-甲基-3(2H)-异噻唑酮、5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮盐酸盐、2-氨基-5-氯-4-甲基苯并噻唑、2-氨基-7-氯-4-甲基苯并噻唑、2-氨基-4-氯甲基噻唑(7250-84-2)、10-(氯乙酰基)-2-(甲硫基)-10H-吩噻嗪、2-氯-5-氨基甲基噻唑、2-氯-4-(氯甲基)噻唑、2-氯-5-氯甲基噻唑、5-氯-2-(4-氯苯基甲基)-3(2H)-异噻唑酮、6-氯-N,N-二甲基-2-苯并噻唑胺、2-氯-4,5-二甲基-苯并噻唑、2-氯-4,6-二甲基苯并噻唑、2-氯-4,7-二甲基苯并噻唑、2-氯-N-(5,6-二甲基-2-苯并噻唑基)乙酰胺、3-氯-2,2-二甲基-n-(1,3-噻唑-2-基)丙酰胺、2-氯-5-(乙氧基甲基)噻唑、3-氯-2-乙基-1,2-苯并异噻唑鎓氯化物、5-(2-氯乙基)-4-甲基噻唑、2-(1-氯乙基)噻唑、2-氯-N-乙基-5-噻唑甲胺、2-氯-5-羟基甲基噻唑、2-氯-5-(甲氧基甲基)噻唑、7-氯-5-甲基-2H-1,4-苯并噻嗪-3(4H)-酮、5-氯-6-甲基-2-苯并噻唑胺、2-(氯甲基)-1,3-苯并噻唑、2-氯-4-甲基苯并噻唑、2-氯-5-甲基苯并噻唑、2-氯-6-甲基苯并噻唑、2-氯甲基-苯并噻唑、5-氯-2-甲基苯并噻唑、6-氯-2-甲基苯并噻唑、3-(氯甲基)-2(3H)苯并噻唑酮、7-氯-4-甲基-2(3H)-苯并噻唑酮、3-氯甲基-3H-苯并噻唑-2-硫酮、5-氯-6-甲基苯并噻唑-2-基胺、6-氯-4-甲基苯并噻唑-2-基胺、6-氯-3-甲基-3H-苯并噻唑-2-亚基胺、2-氯-6-(1-甲基乙基)苯并噻唑、5-(氯甲基)-4-乙基-2-甲基-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-乙基-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-异丙基噻唑、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮氯化钙、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、4-(氯甲基)-2-(2-甲基苯基)-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-(3-甲基苯基)-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-(4-甲基苯基)-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-甲基-1,3-噻唑、5-氯-2-甲基-6-硝基苯并噻唑、(3-氯-2-甲基-苯基)-(4,5-二氢-噻唑-2-基)-胺、3-氯-5-(4-甲基苯基)异噻唑-4-甲腈、4-(氯甲基)-2-苯基-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-丙基-1,3-噻唑、5-氯-2-甲基-3-(4-磺酸基丁基)苯并噻唑鎓盐、4-(氯甲基)-2-噻唑胺、2-(氯甲基)-噻唑、2-氯-4-甲基-噻唑、2-氯-5-甲基噻唑、4-(氯甲基)-1,3-噻唑、4-(氯甲基)噻唑、4-氯甲基噻唑、5-氯-4-甲基噻唑、5-氯甲基噻唑、2-氯-4-甲基噻唑-5-磺酰胺、2-氯-4-甲基-噻唑-5-磺酰胺、2-氯-4-甲基-噻唑-5-磺酰氯、2-氯-N-(4-甲基-1,3-噻唑-2-基)乙酰胺、2-[(氯甲基)硫基]苯并噻唑、4-(4-氯苯基)-5-乙基-1,3-噻唑-2-胺、3-(2-氯-2-苯基乙基)-2-噻唑烷亚胺、2-(4-氯苯基甲基)-3(2H)-异噻唑酮、4-(3-氯苯基)-5-甲基-1,3-噻唑-2-胺、4-(4-氯苯基)-5-甲基-1,3-噻唑-2-胺、4-(4-氯-苯基)-2-甲基-噻唑、反-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-噻唑烷酮、2-氯-4-(三氟甲基)苯并噻唑、2-氯-6-(三氟甲基)苯并噻唑、2,7-二氯-4-甲基-1,3-苯并噻唑、4,6-二氯-2-甲基-苯并噻唑、4-(2,4-二氯苯基)-5-甲基-1,3-噻唑-2-胺、3-乙氧基-5-氯甲基异噻唑和甲基氯异噻唑啉酮。
腐蚀抑制剂可由苯羧酸或苯并三唑(1,2,3-苯并三唑)组成。此处，苯羧酸可包括选自由以下组成的群组中的至少一者：5-氨基-1,3-苯二甲酸、2-氨基-1,4-苯二甲酸、3-氨基-1,2-苯二甲酸、5-氨基苯-1,3-二甲酸、3-氨基-苯噻吩-2-甲酸、1-氨基苯-2,4,5-三甲酸、1-氨基苯-2,4,6-三甲酸、1-氨基苯-3,4,5-三甲酸、5-氨基-1,2,3-苯三甲酸、2-氨基二苯甲酮-2'-甲酸、5-氨基-1-苯并噻吩-2-甲酸、4-氨基-2-氟苯甲酸、4-氨基-3-氟苯甲酸、4-氨基-2-甲氧基苯甲酸、5-氨基-2-吗啉基苯甲酸、2-(4-氨基苯氧基)苯甲酸、偶氮苯-3,3'-二甲酸、偶氮苯-4,4'-二甲酸、N-苯甲酰苯胺-4,4'-二甲酸、1,2-苯二甲酸、1,3-苯二甲酸、1,4-苯二甲酸、苯-1,3-二甲酸二烯丙基酯、1,2-苯二甲酸二癸基酯、1,2-苯二甲酸二壬基酯、1,2-苯二甲酸二戊基酯、苯六甲酸、苯六甲酸六甲基酯、苯五甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸-d、苯-1,2,3,4-四甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯-d3-三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、苯-1,2,4-三甲酸、苯-1,3,5-三甲酸、1,2,3-苯三甲酸2-水合物、1-二苯甲基氮杂环丁烷-3-甲酸、1-二苯甲基氮杂环丁烷-2-甲酸、1-二苯甲基氮杂环丁烷-3-甲酸、(1H)-苯并咪唑-7-甲酸、1H-苯并咪唑-2-甲酸、1H-苯并咪唑-4-甲酸、1H-苯并咪唑-5-甲酸、1H-苯并咪唑-7-甲酸、2-苯并咪唑甲酸、5-苯并咪唑甲酸、苯并咪唑-5-甲酸、苯并咪唑-5,6-二甲酸、2,1-苯并异噻唑-3-甲酸、2,1-苯并异噁唑-3-甲酸、1-苯并环丁烯甲酸、(R)-1,4-苯并二噁烷-2-甲酸、1,4-苯并二噁烷-2-甲酸、1,4-苯并二噁烷-5-甲酸、(R)-1,4-苯并二噁烷-2-甲酸、(S)-1,4-苯并二噁烷-2-甲酸、1,4-苯并二噁烷-2-甲酸、1,4-苯并二噁烷-6-甲酸、1,3-苯并二氧杂环戊烯-2-甲酸、1,3-苯并二氧杂环戊烯-4-甲酸、苯并[1,3]二氧杂环戊烯-2-甲酸、1-苯并呋喃-3-甲酸、1-苯并呋喃-5-甲酸、2,3-苯并呋喃-2-甲酸、2-苯并呋喃甲酸、苯并(b)呋喃-2-甲酸、苯并呋喃-2-甲酸、苯并呋喃-3-甲酸、苯并呋喃-4-甲酸、苯并呋喃-6-甲酸、苯并呋喃-7-甲酸、2,3-苯并呋喃二甲酸、苯并呋咱-5-甲酸、苯并氧化呋咱-5-甲酸、3H-苯并[e]吲哚-2-甲酸、苯并[d]异噁唑-3-甲酸、苯并[d]噁唑-6-甲酸、苯并噁唑-2-甲酸、二苯甲酮-2-甲酸、二苯甲酮-4,4'-二甲酸、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸、二苯甲酮四甲酸、二苯甲酮-3,3',4,4'-四甲酸、苯并[b]碲吩-2-甲酸、1,2,3-苯并噻唑-5-甲酸、1,3-苯并噻唑-6-甲酸、苯并[d]噻唑-7-甲酸、苯并噻唑-2-甲酸、苯并噻唑-5-甲酸、苯并噻唑-6-甲酸、1-苯并噻吩-3-甲酸、1-苯并噻吩-5-甲酸、苯并[b]噻吩-2-甲酸、苯并[b]噻吩-3-甲酸、苯并[b]噻吩-7-甲酸、苯并[b]噻吩-7-甲酸、苯并噻吩-2-甲酸、1H-苯并三唑-5-甲酸、苯并三唑-4-甲酸、5-苯并噁唑甲酸、3-(苯甲酰基氨基)-2-噻吩甲酸、1-苯甲酰基-3-氮杂环丁烷甲酸、2-苯甲酰基环己烷甲酸、顺-2-苯甲酰基环己烷-1-甲酸、2-苯甲酰基-1H-吲哚-3-甲酸、1-苯甲酰基哌啶-2-甲酸、1-苯甲酰基哌啶-4-甲酸、2-苯甲酰基-3-吡啶甲酸、3-苯甲酰基吡啶-2-甲酸、1-苯甲酰基吡咯烷-2-甲酸、3-苯甲酰基-4-喹啉甲酸、3-苯甲酰基喹啉-4-甲酸、3-苯甲酰基-2-噻吩甲酸、1-(苄基)氮杂环丁烷-2-甲酸、1-苄基-2-氮杂环丁烷甲酸、1-苄基-氮杂环丁烷-3-甲酸、1-苄基-氮杂环丁烷-3-甲酸、1-苄基氮杂环丁烷-2-甲酸酰胺、1-苄基-4-boc-哌嗪-2-甲酸、1-苄基环丁烷-1-甲酸、1-苄基环丁烷甲酸、1-苄基环丁烷甲酸、1-苄基环己烷甲酸、1-苄基环戊烷甲酸、1-苄基环丙烷甲酸、1-苄基-1H-吲唑-3-甲酸、1-苄基吲唑基-3-甲酸、1-苄基吲哚-3-甲酸、2-苄基异吲哚啉-4-甲酸、4-苄基-吗啉-2-甲酸、4-苄基-吗啉-3-甲酸、4-苄基吗啉-3-甲酸、3-苄基-2-噁唑烷甲酸、3-苄基氧基-环丁烷甲酸、4-苄基氧基吲哚-2-甲酸、5-苄基氧基-2-吲哚甲酸、5-苄基氧基吲哚-2-甲酸、6-苄基氧基-1H-吲哚-2-甲酸、6-苄基氧基-1H-吲哚-3-甲酸、7-苄基氧基-1H-吲哚-3-甲酸、6-(苄基氧基)吡啶-2-甲酸、8-(苄基氧基)喹啉-7-甲酸、(R)-4-苄基哌嗪-2-甲酸、1-苄基-1,3-哌嗪二甲酸、1-苄基-2-哌啶甲酸、1-苄基哌啶-3-甲酸、1-苄基哌啶-4-甲酸、1-苄基-吡咯烷-3-甲酸、N-苄基-3-吡咯烷甲酸、2-(苄基硫基)苯甲酸、2-苄基-噻唑烷-4-甲酸、2-联苄基甲酸、5-溴苯甲酸、4-溴-1,3-苯二甲酸、4-溴苯-1,2-二甲酸、5-溴-1,3-苯二甲酸、7-溴苯并呋喃-2-甲酸、5-溴-1-苯并呋喃-2-甲酸、3-溴苯并噻吩-2-甲酸、4-溴-1-苯并噻吩-2-甲酸、5-溴-1-苯并噻吩-2-甲酸、5-溴苯并[b]噻吩-3-甲酸、6-溴-1-苯并噻吩-2-甲酸、7-溴-1-苯并噻吩-2-甲酸、5-溴-2-苯并噁唑甲酸、3-(叔丁氧基)苯甲酸、5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、2-氯苯并呋喃-5-甲酸、3-氯苯并呋喃-5-甲酸、5-氯苯并呋喃-2-甲酸、4'-氯二苯甲酮-2-甲酸、3-氯苯并[b]-2-噻吩甲酸、3-氯苯并[b]噻吩-2-甲酸、4-氯-1-苯并噻吩-2-甲酸、5-氯-1-苯并噻吩-2-甲酸、5-氯苯并[b]噻吩-3-甲酸、6-氯-1-苯并噻吩-2-甲酸、7-氯-1-苯并噻吩-2-甲酸、7-氯苯并[b]噻吩-2-甲酸、5-氯-2-苯并噁唑甲酸、2-氯-5-羟基苯甲酸、2-氯-4-吗啉基苯甲酸、二苯并呋喃-3-甲酸、二苯并呋喃-4-甲酸、1,4-二苄基哌嗪-2-甲酸、3,5-二溴-2-甲氧基苯甲酸、2,5-二氟-4-硝基苯甲酸、4,5-二氟-2-硝基苯甲酸、2,3-二氢苯并呋喃-7-甲酸、3,4-二硝基-1,2-苯二甲酸、4,6-二硝基-1,3-苯二甲酸、2,5-二苯基苯-1,4-二甲酸、7-乙氧基苯并呋喃-2-甲酸、4-氟苯-1,3-二甲酸、6-氟-1,3-苯并二氧杂环己烯-8-甲酸、4-氟-1-苯并噻吩-2-甲酸、5-氟-1-苯并噻吩-2-甲酸、7-氟-1-苯并噻吩-2-甲酸、2-氟-4-硝基苯甲酸、3-氟-4-硝基苯甲酸、2-羟基苯硫代甲酸、4-羟基-1,2-苯二甲酸、5-羟基苯-1,2,4-三甲酸、4-羟基苯并呋喃-3-甲酸、4'-羟基二苯甲酮-2-甲酸、4-(2-羟基乙氧基)苯甲酸、3-碘苯-1,2-二甲酸、4-碘-1,2-苯二甲酸、4-碘-苯并[b]噻吩-2-甲酸、4-(异戊氧基)苯甲酸、5-甲氧基苯并呋喃-2-甲酸、7-甲氧基苯并呋喃-2-甲酸、2-(4-甲氧基苯甲酰基)苯甲酸、2-甲基-1,4-苯二甲酸、5-甲基苯-1,3-二甲酸、2-甲基苯并呋喃-7-甲酸、3-甲基苯并呋喃-2-甲酸、3-甲基苯并呋喃-5-甲酸、6-甲基-苯并呋喃-2-甲酸、2-甲基苯并[b]噻吩-7-甲酸、3-甲基苯并噻吩-2-甲酸、5-甲基-1-苯并噻吩-2-甲酸、6-甲基苯并[b]噻吩-2-甲酸、2-甲基-5-苯并噁唑甲酸、5-吗啉基-2-硝基苯甲酸、(R)-N-苄基-哌啶-2-甲酸、(S)-N-苄基-哌啶-2-甲酸、3-硝基-1,2-苯二甲酸、4-硝基-1,3-苯二甲酸、1-硝基苯-3,4,5-三甲酸、5-硝基-1,2,3-苯三甲酸、5-硝基苯并呋喃-2-甲酸、5-硝基-1-苯并噻吩-2-甲酸、2-(4-硝基苯氧基)苯甲酸、3-氧代-3H-苯并[f]色烯-2-甲酸、2-(2-丙炔基氧基)苯甲酸、4-(2-嘧啶基氧基)苯甲酸、5-磺基-1,2,4-苯三甲酸和四氟苯-1,4-二甲酸。
苯并三唑可包括选自由以下组成的群组中的至少一者：1-烯丙基苯并三唑、1-氨基苯并三唑、2-氨基苯并三唑、5-氨基苯并三唑、2-氨基三唑、氨基三唑、双乙基己氧基苯酚甲氧基苯三嗪(bemotrizinol)、苯噻硫氰、苯并咪唑、2,1-苯并异噻唑、苄硝唑、苯佐巴比妥、苯雌酚、苯并呋喃醇、苯甲腈、苯频哪醇、2-苯并噻唑胺、苯并噻唑、苯并噻唑-d、苯并噻唑啉、4-苯并噻唑醇、5-苯并噻唑醇、2-苯并噻唑酮、1H-1,2,3-苯并三唑、1H-苯并三唑、苯并三唑、苯并三唑-d4、三氯甲苯、三氟甲苯、苯并噁唑、苯并噁唑酮、苯酰甲硝唑、2-苯甲酰基噻唑、苯噻隆(benzthiazuron)、4-苄基异噻唑、倍他唑(betazole)、叶枯唑(bismerthiazol)、比索曲唑(bisoctrizole)、5-溴苯并三唑、布美三唑(bumetrizole)、丁基苯并三唑、5-羧基苯并三唑、1-氯苯并三唑、5-氯苯并三唑、克霉唑(clotrimazole)、迪美唑(demetridazole)、二甲硝唑、依替沙唑(etisazole)、土菌灵(etridiazole)、氟美唑(fluotrimazole)、麦穗宁(fuberidazole)、1-羟基苯并三唑、4-羟基苯并三唑、羟基苯并三唑、2-碘苯并噻唑、拉贝洛尔(labetalol)、甲硝唑、奈康唑(neticonazole)、5-硝基苯并三唑、奥克三唑(octrizole)、1-氧基苯并三唑、5-甲基-1H-噻唑并[4,5-d]-1,2,3-三唑、四唑、甲基苯并三唑和三唑仑(triazolam)。
氨基酸螯合剂可包括选自由以下组成的群组中的至少一者：Ac-甘氨酸、甘氨酸、甘氨酸-13C、甘氨酸-2,2-d、甘氨酸-N,N,O-d、甘氨酸-d、L-甘氨酸、N-甘氨酸、Z-甘氨酸、Z-甘氨酸酰胺、甘氨酸酐、甘氨酸苄基酯、甘氨酸-1-13C、甘氨酸-2-13C、甘氨酸柠檬酸盐、甘氨酸钴盐、甘氨酸甲酚红、甘氨酸乙基酯、甘氨酸-d2-N-fmoc、甘氨酸富马酸盐、大豆、甘氨酸-1-13C-15N、甘氨酸-13C2-15N、甘氨酸-15N、医药级甘氨酸、甘氨酸磷酸盐、试剂级甘氨酸、甘氨酸钠盐、甘氨酸硫酸盐、甘氨酸百里酚蓝、甘氨酸二甲基苯酰胺-d、甘氨酸二甲苯胺、甘氨酸锌盐、Boc-甘氨酸、DNP-甘氨酸、甘油、甘氨酰胺、甘氨酸盐、黄豆黄苷、糖基、葡萄糖胺、山柑子碱、MTH-甘氨酸、聚甘氨酸、PTH-甘氨酸、TNP-甘氨酸和三甘氨酸。
由丙烯酰胺和氨基甲基丙醇组成的络合剂可包括选自由以下组成的群组中的至少一者：2-丙烯酸、丙-2-烯酸、2-丙烯酸酐、2-丙烯酸乙基酯均聚物、2-丙烯酸均聚物、2-丙烯酸均聚物钠、2-丙烯酸2-异氰酸基乙基酯、2-丙烯酸异癸基酯、2-丙烯酸2-甲基壬基酯、2-丙烯酸1,1'-(1,9-壬烷二基)酯、2-丙烯酸1,1'-(1,3-亚苯基)酯、2-丙烯酸-3-苯基-(3Z)-3-己烯基酯、2-丙烯酸与2-丙烯醛的聚合物、2-丙烯酸与丙烯醛的聚合物、L-2-氨基丙酸、2-溴丙酸、2-环丙基苯甲酸、2,2-二丙基戊酸、3-乙氧基-2-丙烯酸、2-氟丙烯酸、3-(2-呋喃基)-丙烯酸、3-吲哚丙烯酸、2-异丙氧基苯甲酸、2-异丙基苯甲酸、3-异丙基苯甲酸、4-异丙基苯甲酸、2-甲氧基丙酸、2-氧代丙酸、3-氧代丙酸、3-苯基-2-丙烯酸、丙酸、丙炔酸、丙酸、2-丙酰基苯甲酸、4-丙酰基苯甲酸、2-正丙氧基苯甲酸、4-正丙氧基苯甲酸、对丙氧基苯甲酸、丙酸、4-丙基苯甲酸、4-正丙基苯甲酸、2-丙基庚酸、3-丙基庚酸、2-丙基己酸、2-丙基丙二酸、2-丙基辛酸、2-丙基戊酸、2-丙基戊-d15酸、2-丙基-2-戊烯酸、2-(丙硫基)苯甲酸、2-丙基戊酸、2-丙炔磺酸、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酰胺丙烯酸)、聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)、聚丙烯酰胺絮凝剂、聚丙烯酰胺(线性)、聚丙烯酰胺(PAM)、丙烯酰胺、N-烯丙基丙烯酰胺、二丙烯酰胺、咪唑双酰胺、格列环脲(glycyclamide)、N-辛基丙烯酰胺、聚酰胺、1-氨基-2-甲基丙-2-醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基丙-1-醇、2-氨基-2-甲基丙醇-d、2-氨基-2-甲基丙醇8-溴茶碱、2-氨基-2-甲基-1-丙醇盐酸盐、3-氨基-2,2-二甲基-1-丙醇、3-氨基-2,2-二甲基丙醇、氨基甲基环丙烷、1-(氨基甲基)环丙醇、1-氨基-2-甲基丙烷、2-氨基-2-甲基丙烷和1-氨基-2-甲基丙烷-2-硫醇。
氧化剂可为过氧化氢，且稀释剂可为去离子水。
如上文所陈述，根据本发明的用于CMP的浆液组合物与此项技术中已知的用于CMP的浆液相比能够使凹陷和侵蚀现象最小化，同时维持稳定的Cu移除速率并使Cu与Ta之间的选择性移除速率最大化，由此防止待抛光表面上的缺陷。
具体实施方式
在下文中，将更详细的描述本发明的实施例。
尽管将参照实施例更详细的描述本发明，但应了解这些实施例仅出于说明目的而提供且不能以任何方式解释为限制本发明。
通过各个实施例和实例将看出，由以下组份形成的本发明的浆液组合物与此项技术中已知用于CMP的浆液相比可使凹陷和侵蚀现象最小化，同时维持稳定的Cu移除速率并使Cu与Ta之间的选择性移除速率最大化，由此防止待抛光表面上的缺陷。
本发明的浆液组合物可包括0.1wt%到10wt%的磨料、0.01wt%到1wt%的异噻唑分散稳定剂、0.01wt%到1wt%的苯羧酸腐蚀抑制剂、0.01wt%到15wt%的氨基酸螯合剂和0.01wt%到1wt%的由丙烯酰胺和氨基甲基丙醇组成的络合剂。本发明的浆液组合物进一步包括氧化剂和稀释剂。
另外，腐蚀抑制剂可通过将苯并三唑添加到苯羧酸来制备。
而且，磨料可包含具有交联结构且平均粒子直径为20nm到130nm的胶质二氧化硅或氧化铝。
而且，在本发明的浆液组合物中，异噻唑分散稳定剂、由苯羧酸或苯并三唑(1,2,3-苯并三唑)组成的腐蚀抑制剂、氨基酸螯合剂和由丙烯酰胺和氨基甲基丙醇组成的络合剂可选自由两种或两种以上衍生物组成的群组中的至少一者。
实例1
将包含1wt%的胶质二氧化硅磨料、0.1wt%的异噻唑分散稳定剂、0.5wt%的苯羧酸(1,2,3,4-丁烷四甲酸)腐蚀抑制剂、12wt%的氨基酸螯合剂、1wt%的由丙烯酰胺和氨基甲基丙醇组成的络合剂和1wt%的氧化剂的浆液用稀释剂(DI水)稀释，并在以下条件下进行评价。
表1
<抛光条件：瑞弗莱克申(Reflexion)LK,BKM配方(现场，氧化剂1wt%)>
实例2
将包含1wt%的胶质二氧化硅磨料、0.1wt%的异噻唑分散稳定剂、1wt%的由0.4wt%的苯羧酸(1,2,3,4-丁烷四甲酸)和0.6wt%的苯并三唑(6-氯-1-甲氧基-苯并三唑)组成的腐蚀抑制剂、12wt%的氨基酸螯合剂、1wt%的由丙烯酰胺和氨基甲基丙醇组成的络合剂和1wt%的氧化剂的浆液用稀释剂(DI水)稀释，并在以下条件下进行评价。将结果与实例1的结果相比较。
表2
<抛光条件：瑞弗莱克申LK,BKM配方(现场，氧化剂1wt%)>
如以上结果中所示，可看出实例1的浆液组合物在Cu移除速率、选择性(Cu:Ta)和凹陷方面展示比实例2好的能力。可看出，苯羧酸单独使用提供比此项技术中通常使用的苯并三唑腐蚀抑制剂更好的效果，且苯羧酸(1,2,3,4-丁烷四甲酸或1,3,5-苯三甲酸)作为磨料的辅助功能增加Cu移除速率，同时作为替代络合剂的功能增强选择性(Cu:Ta)和凹陷性能。
实例3
以与实例2中相同的方式制备浆液，只是1wt%的由0.4wt%的苯羧酸(1,2,3,4-丁烷四甲酸)和0.6wt%的苯并三唑(6-氯-1-甲氧基-苯并三唑)组成的腐蚀抑制剂由2,2'-[(1H-苯并三唑-1-基甲基)亚氨基]双乙醇来代替作为苯并三唑组份。在以下条件下评价浆液。
表3
<抛光条件：瑞弗莱克申LK,BKM配方(现场，氧化剂1wt%)>
如从以上结果可看出，实例2在Cu移除速率、选择性(Cu:Ta)和凹陷方面展示比实例3好的能力。
实例4
以与实例1中相同的方式制备浆液，只是使用由丙烯酰胺组成的络合剂。在以下条件下评价浆液。
表4
<抛光条件：瑞弗莱克申LK,BKM配方(现场，氧化剂1wt%)>
如从以上结果可看出，实例1在Cu移除速率和选择性(Cu:Ta)方面展示比实例4好的能力。可看出，本发明中所用的丙烯酰胺和氨基甲基丙醇的混合物与通常用于增加选择性的丙烯酰胺相比增强选择性。
实例5
以与实例1中相同的方式制备浆液，只是1,2,3,4-丁烷四甲酸由1,3,5-苯三甲酸来代替。在以下条件下评价浆液。
表5
<抛光条件：瑞弗莱克申LK,BKM配方(现场，氧化剂1wt%)>
如从以上结果可看出，实例1在Cu移除速率和凹陷方面展示比实例5好的能力。这是因为，即使相同类型的苯羧酸作为磨料的辅助功能和代替络合剂的功能也展现不同的Cu移除速率(此取决于其结构)，此又可改良磨料的凹陷效应。
实例6
以与实例1中相同的方式制备浆液，只是螯合剂(甘氨酸)由EDTA(乙二胺四乙酸)来代替。在以下条件下评价浆液。
表6
<抛光条件：瑞弗莱克申LK,BKM配方(现场，氧化剂1.0wt%)>
如从以上结果可看出，实例1在凹陷方面展示比实例6好的能力。这是因为，即使具有相同Cu移除速率的相同类型的螯合剂可由于当Cu移除时的不均匀抛光而展现劣化的凹陷性能，此取决于其作为螯合剂的能力。
如上文所陈述，在图示和说明书中揭示一些实施例。另外，尽管本文揭示一些特定术语，但应了解，这些术语仅以说明方式提供且不应以任何方式解释为限制本发明。因此，所属领域的技术人员应了解，在不背离本发明的精神和范围的情况下可做出各种修改、变化和改变。因此，本发明的范围将只受所附权利要求书和其等效内容的限制。

Claims (10)

1.一种浆液组合物，其包含：
0.1wt%到10wt%的磨料，
0.01wt%到1wt%的异噻唑分散稳定剂，
0.01wt%到1wt%的苯羧酸腐蚀抑制剂，
0.01wt%到15wt%的氨基酸螯合剂，以及
0.01wt%到1wt%的由丙烯酰胺和氨基甲基丙醇组成的络合剂。
2.根据权利要求1所述的浆液组合物，其中所述磨料包含具有交联结构和20nm到130nm的平均粒子直径的胶质二氧化硅或氧化铝。
3.根据权利要求1所述的浆液组合物，其中所述异噻唑分散稳定剂包含选自由以下组成的群组中的至少一者：5-氯-2-甲基-3(2H)-异噻唑酮、5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮盐酸盐、2-氨基-5-氯-4-甲基苯并噻唑、2-氨基-7-氯-4-甲基苯并噻唑、2-氨基-4-氯甲基噻唑(7250-84-2)、10-(氯乙酰基)-2-(甲硫基)-10H-吩噻嗪、2-氯-5-氨基甲基噻唑、2-氯-4-(氯甲基)噻唑、2-氯-5-氯甲基噻唑、5-氯-2-(4-氯苯基甲基)-3(2H)-异噻唑酮、6-氯,N,N-二甲基-2-苯并噻唑胺、2-氯-4,5-二甲基-苯并噻唑、2-氯-4,6-二甲基苯并噻唑、2-氯-4,7-二甲基苯并噻唑、2-氯-N-(5,6-二甲基-2-苯并噻唑基)乙酰胺、3-氯-2,2-二甲基-n-(1,3-噻唑-2-基)丙酰胺、2-氯-5-(乙氧基甲基)噻唑、3-氯-2-乙基-1,2-苯并异噻唑鎓氯化物、5-(2-氯乙基)-4-甲基噻唑、2-(1-氯乙基)噻唑、2-氯-N-乙基-5-噻唑甲胺、2-氯-5-羟基甲基噻唑、2-氯-5-(甲氧基甲基)噻唑、7-氯-5-甲基-2H-1,4-苯并噻嗪-3(4H)-酮、5-氯-6-甲基-2-苯并噻唑胺、2-(氯甲基)-1,3-苯并噻唑、2-氯-4-甲基苯并噻唑、2-氯-5-甲基苯并噻唑、2-氯-6-甲基苯并噻唑、2-氯甲基-苯并噻唑、5-氯-2-甲基苯并噻唑、6-氯-2-甲基苯并噻唑、3-(氯甲基)-2(3H)苯并噻唑酮、7-氯-4-甲基-2(3H)-苯并噻唑酮、3-氯甲基-3H-苯并噻唑-2-硫酮、5-氯-6-甲基苯并噻唑-2-基胺、6-氯-4-甲基苯并噻唑-2-基胺、6-氯-3-甲基-3H-苯并噻唑-2-亚基胺、2-氯-6-(1-甲基乙基)苯并噻唑、5-(氯甲基)-4-乙基-2-甲基-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-乙基-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-异丙基噻唑、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮氯化钙、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、4-(氯甲基)-2-(2-甲基苯基)-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-(3-甲基苯基)-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-(4-甲基苯基)-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-甲基-1,3-噻唑、5-氯-2-甲基-6-硝基苯并噻唑、(3-氯-2-甲基-苯基)-(4,5-二氢-噻唑-2-基)-胺、3-氯-5-(4-甲基苯基)异噻唑-4-甲腈、4-(氯甲基)-2-苯基-1,3-噻唑、4-(氯甲基)-2-丙基-1,3-噻唑、5-氯-2-甲基-3-(4-磺酸根基丁基)苯并噻唑鎓盐、4-(氯甲基)-2-噻唑胺、2-(氯甲基)-噻唑、2-氯-4-甲基-噻唑、2-氯-5-甲基噻唑、4-(氯甲基)-1,3-噻唑、4-(氯甲基)噻唑、4-氯甲基噻唑、5-氯-4-甲基噻唑、5-氯甲基噻唑、2-氯-4-甲基噻唑-5-磺酰胺、2-氯-4-甲基-噻唑-5-磺酰胺、2-氯-4-甲基-噻唑-5-磺酰氯、2-氯-N-(4-甲基-1,3-噻唑-2-基)乙酰胺、2-[(氯甲基)硫基]苯并噻唑、4-(4-氯苯基)-5-乙基-1,3-噻唑-2-胺、3-(2-氯-2-苯基乙基)-2-噻唑烷亚胺、2-(4-氯苯基甲基)-3(2H)-异噻唑酮、4-(3-氯苯基)-5-甲基-1,3-噻唑-2-胺、4-(4-氯苯基)-5-甲基-1,3-噻唑-2-胺、4-(4-氯-苯基)-2-甲基-噻唑、反-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-噻唑烷酮、2-氯-4-(三氟甲基)苯并噻唑、2-氯-6-(三氟甲基)苯并噻唑、2,7-二氯-4-甲基-1,3-苯并噻唑、4,6-二氯-2-甲基-苯并噻唑、4-(2,4-二氯苯基)-5-甲基-1,3-噻唑-2-胺、3-乙氧基-5-氯甲基异噻唑以及甲基氯异噻唑啉酮。
4.根据权利要求1所述的浆液组合物，其中所述苯羧酸腐蚀抑制剂包含1,2,3,4-丁烷四甲酸或1,3,5-苯三甲酸。
5.根据权利要求1所述的浆液组合物，其中所述苯羧酸腐蚀抑制剂包含选自由以下组成的群组中的至少一者：1,2,3,4-丁烷四甲酸、1,2,3,4-丁烷四甲酸二酐、1-氨基环丁烷-1-甲酸、1-氨基环丁烷甲酸、3-氨基环丁烷甲酸、1-苄基环丁烷甲酸、1-溴环丁烷甲酸、1,4-丁烷二甲酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三甲酸(PBTC)、1,2,4-丁烷三甲酸、3-氯环丁烷甲酸、1-氰基环丁烷甲酸、环丁烷甲酸、(1R,2S)-环丁烷-1,2-二甲酸、1,1-环丁烷二甲酸、1,3-环丁烷二甲酸、反-1,3-环丁烷二甲酸、1,2,3,4-环丁烷四甲酸、环丁烷-1,1,3,3-四甲酸、3,3-二氯环丁烷甲酸、3,3-二氟环丁烷甲酸、(-)-2,3-二甲基丁烷-1,2,3-三甲酸、3,3-二甲基环丁烷甲酸、3-氟环丁烷甲酸、3-羟基环丁烷甲酸、内消旋-丁烷-1,2,3,4-四甲酸、3-甲氧基环丁烷甲酸、1-甲基环丁烷甲酸、3-甲基环丁烷甲酸、3-亚甲基环丁烷甲酸、3-氧代-环丁烷甲酸、1-苯基环丁烷甲酸、1,3-丙酮二甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸-d6、苯-1,2,3,4-四甲酸、苯-1,2,4,5-四甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4,5,6-环己烷六甲酸、1,3,5-环己烷三甲酸、1,2,4-环戊烷-3-甲基-四甲酸、1,2,3,4-环戊烷四甲酸、顺,顺,顺-1,2,3,4-环戊烷四甲酸、乙烷三甲酸、2,4-呋喃二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、1,4,5,8-萘四甲酸、1,8-辛烷二甲酸、3-氧杂环丁烷甲酸、1,2,3,4,5-戊烷五甲酸、1,3,5-戊烷三甲酸、1,2,3-丙烷三甲酸、吡嗪四甲酸、1,2,3,4-四氢哈尔满-3-甲酸、1-四氢化萘-甲酸、2-四氢化萘-甲酸、1,2,4-三嗪-3-甲酸、1,2,3-三唑-4-甲酸和1,2,4-三唑-3-甲酸。
6.根据权利要求1所述的浆液组合物，其中所述氨基酸螯合剂包含选自由以下组成的群组中的至少一者：Ac-甘氨酸、甘氨酸、甘氨酸-13C、甘氨酸-2,2-d、甘氨酸-N,N,O-d、甘氨酸-d、L-甘氨酸、N-甘氨酸、Z-甘氨酸、Z-甘氨酸酰胺、甘氨酸酐、甘氨酸苄基酯、甘氨酸-1-13C、甘氨酸-2-13C、甘氨酸柠檬酸盐、甘氨酸钴盐、甘氨酸甲酚红、甘氨酸乙基酯、甘氨酸-d2-N-fmoc、甘氨酸富马酸盐、大豆、甘氨酸-1-13C-15N、甘氨酸-13C2-15N、甘氨酸-15N、医药级甘氨酸、甘氨酸磷酸盐、试剂级甘氨酸、甘氨酸钠盐、甘氨酸硫酸盐、甘氨酸百里酚蓝、甘氨酸二甲基苯酰胺-d、甘氨酸二甲苯胺、甘氨酸锌盐、Boc-甘氨酸、DNP-甘氨酸、甘油、甘氨酰胺、甘氨酸盐、黄豆黄苷、糖基、葡萄糖胺、山柑子碱、MTH-甘氨酸、聚甘氨酸、PTH-甘氨酸、TNP-甘氨酸和三甘氨酸。
7.根据权利要求1所述的浆液组合物，其中所述络合剂包含选自由以下组成的群组中的至少一者：2-丙烯酸、丙-2-烯酸、2-丙烯酸酐、2-丙烯酸乙基酯均聚物、2-丙烯酸均聚物、2-丙烯酸均聚物钠、2-丙烯酸2-异氰酸酯基乙基酯、2-丙烯酸异癸基酯、2-丙烯酸2-甲基壬基酯、2-丙烯酸1,1'-(1,9-壬烷二基)酯、2-丙烯酸1,1'-(1,3-亚苯基)酯、2-丙烯酸-3-苯基-(3Z)-3-己烯基酯、2-丙烯酸与2-丙烯醛的聚合物、2-丙烯酸与丙烯醛的聚合物、L-2-氨基丙酸、2-溴丙酸、2-环丙基苯甲酸、2,2-二丙基戊酸、3-乙氧基-2-丙烯酸、2-氟丙烯酸、3-(2-呋喃基)-丙烯酸、3-吲哚丙烯酸、2-异丙氧基苯甲酸、2-异丙基苯甲酸、3-异丙基苯甲酸、4-异丙基苯甲酸、2-甲氧基丙酸、2-氧代丙酸、3-氧代丙酸、3-苯基-2-丙烯酸、丙酸、丙炔酸、丙酸、2-丙酰基苯甲酸、4-丙酰基苯甲酸、2-正丙氧基苯甲酸、4-正丙氧基苯甲酸、对丙氧基苯甲酸、丙酸、4-丙基苯甲酸、4-正丙基苯甲酸、2-丙基庚酸、3-丙基庚酸、2-丙基己酸、2-丙基丙二酸、2-丙基辛酸、2-丙基戊酸、2-丙基戊-d15酸、2-丙基-2-戊烯酸、2-(丙硫基)苯甲酸、2-丙基戊酸、2-丙炔磺酸、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酰胺丙烯酸)、聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)、聚丙烯酰胺絮凝剂、聚丙烯酰胺(线性)、聚丙烯酰胺(PAM)、丙烯酰胺、N-烯丙基丙烯酰胺、二丙烯酰胺、咪唑双酰胺、格列环脲、N-辛基丙烯酰胺、聚酰胺、1-氨基-2-甲基丙-2-醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基丙-1-醇、2-氨基-2-甲基丙醇-d、2-氨基-2-甲基丙醇8-溴茶碱、2-氨基-2-甲基-1-丙醇盐酸盐、3-氨基-2,2-二甲基-1-丙醇、3-氨基-2,2-二甲基丙醇、氨基甲基环丙烷、1-(氨基甲基)环丙醇、1-氨基-2-甲基丙烷、2-氨基-2-甲基丙烷和1-氨基-2-甲基丙烷-2-硫醇。
8.根据权利要求1所述的浆液组合物，其进一步包含：氧化剂和稀释剂，其中所述氧化剂是过氧化氢且所述稀释剂是去离子水。
9.根据权利要求1所述的浆液组合物，其中所述腐蚀抑制剂是通过将苯并三唑腐蚀抑制剂添加到所述苯羧酸腐蚀抑制剂中来制备。
10.根据权利要求9所述的浆液组合物，其中所述苯并三唑包含选自由以下组成的群组中的至少一者：6-氯-1-甲氧基-苯并三唑、1-烯丙基苯并三唑、1-氨基苯并三唑、2-氨基苯并三唑、5-氨基苯并三唑、2-氨基三唑、氨基三唑、双乙基己氧基苯酚甲氧基苯三嗪、苯噻硫氰、苯并咪唑、2,1-苯并异噻唑、苄硝唑、苯佐巴比妥、苯雌酚、苯并呋喃醇、苯甲腈、苯频哪醇、2-苯并噻唑胺、苯并噻唑、苯并噻唑-d、苯并噻唑啉、4-苯并噻唑醇、5-苯并噻唑醇、2-苯并噻唑酮、1H-1,2,3-苯并三唑、1H-苯并三唑、苯并三唑、苯并三唑-d4、三氯甲苯、三氟甲苯、苯并噁唑、苯并噁唑酮、苯酰甲硝唑、2-苯甲酰基噻唑、苯噻隆、4-苄基异噻唑、倍他唑、叶枯唑、比索曲唑、5-溴苯并三唑、布美三唑、丁基苯并三唑、5-羧基苯并三唑、1-氯苯并三唑、5-氯苯并三唑、克霉唑、迪美唑、二甲硝唑、依替沙唑、土菌灵、氟美唑、麦穗宁、1-羟基苯并三唑、4-羟基苯并三唑、羟基苯并三唑、2-碘苯并噻唑、拉贝洛尔、甲硝唑、奈康唑、5-硝基苯并三唑、奥克三唑、1-氧基苯并三唑、5-甲基-1H-噻唑并[4,5-d]-1,2,3-三唑、四唑、甲基苯并三唑和三唑仑。
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