抛光组合物及其使用方法与流程

抛光组合物及其使用方法
1.相关申请的交叉参考
2.本技术主张2020年2月13日申请的美国临时申请第62/975,829号的优先权，其内容以全文引用方式并入本文中。


背景技术：

3.通过程序、材料及整合创新进一步使装置微小化不断驱使半导体产业改良芯片效能。早期材料创新包括取代互连结构中的铝作为传导材料的铜的引用；以及作为扩散阻挡层以将非传导/绝缘体介电材料与该铜传导材料隔离的钽(ta)/氮化钽(tan)的使用。铜(cu)被选为互连材料因为其低电阻率及优异的电迁移抗性。
4.然而，当较新世代芯片的形貌体缩小时，多层cu/阻挡层/介电质堆栈体需变得更薄及更共形以在后段制程(beol)中维持有效的互连电阻率。较薄的铜与ta/tan阻挡膜方案于沉积时出现电阻率及可挠性的问题。举例而言，随着较小的尺寸与先进的制造节点，电阻率会持续呈指数级恶化，而且晶体管电路速度(于前段制程(feol))的改善会被来自传导cu/阻挡层布线(beol)的延迟而缩减一半。钌(ru)作为作衬里材料、阻挡层、以及导电层的主要候选材料出现了。钌不仅对介电层具有优异的抗cu扩散作用，也能有利于在未使用铜晶种层下于小尺寸沟槽中进行直接电填充铜。此外，钌也作为via用材料而被研究，以取代传统的钨(w)金属。


技术实现要素：

5.提供本发明概要以介绍在下文的实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明概要不意欲用以确定所要求保护的关键或必要特征，也并不意欲用作辅助限制所要求保护的范围。
6.如本文所界定，除非另行指明，否则所表述的所有百分比应理解为相对于抛光组合物的总重量的重量百分比。
7.在一方面中，本文所公开的实施例涉及一种抛光组合物，其包括磨料；ph调整剂；阻挡膜移除速率增强剂；低k移除速率抑制剂；含唑腐蚀抑制剂；以及钌移除速率增强剂。
8.在另一方面中，本文所公开的实施例涉及一种抛光组合物，其包括磨料；ph调整剂；有机酸或其盐类；非离子型表面活性剂；含唑腐蚀抑制剂；以及化合物，该化合物选自于由铵盐、硫氰酸盐、卤盐类、硝酸盐、硝酸、或其混合物所组成的组。
9.在又另一方面中，本文所公开的实施例涉及一种抛光基材(例如包括钌的基材)的方法，包括下列步骤：施加本文所述的抛光组合物至基材的表面，其中该表面包含钌或硬掩膜材料；以及使衬垫与该基材的表面接触，并相对于该基材移动衬垫。
10.所要求的其他方面及优点将会从以下描述与所附权利要求而清楚显知。
具体实施方式
11.本文所公开的实施例大体涉及组合物及使用所述组合物来抛光基材的方法，该基
材包括至少钌部分及/或硬掩膜部分(例如钨、碳化物、氮化陶瓷(例如tin)、及其掺杂衍生物)，以及更具体地可包括至少钌、硬掩膜、及铜部分。本文所公开的组合物可有效地移除钌及/或硬掩膜材料，并同时使铜腐蚀最小化(例如，使表面粗糙度最小化)。举例而言，本文所公开的组合物可对抛光先进节点膜特别地有用，该抛光先进节点膜包括铜、钌衬里、硬掩膜材料(例如钛及掺钛衍生物、钨及掺钨衍生物(例如wb4)、碳化物(例如bc、b4c、tic、sic、及wc)、含硼材料(例如b6o、bc2n、及almgb
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)、及氮化陶瓷材料(例如sin、tin、bn)、阻挡层材料(例如ta、tan)，以及介电材料(例如teos、低k、超低k等)。
12.许多目前可用的cmp浆料经特定设计来移除较普遍在旧型芯片中的材料，诸如前述的铜与钨。然而，在半导体产业的后段制程(beol)应用中，钌因其具有良好的导电性、沉积性质，并且对cu扩散有阻抗性正被用作衬里材料。有别于一些诸如钴与铜等的其他材料，钌相对化学稳定故不会劣化，而且在抛光期间难以移除。此外，钌系常用于与作为导电层的铜连接使用。如以上所提及，铜是相对柔软的材料，因此容易移除。铜对许多半导体装置的功能是必要的，因此如果使用太容易剥除或损坏铜层或嵌体的cmp浆料，可能会对装置成品的效能有负面影响。旧型cmp浆料可能无法在未对铜造成危害性及不可接受的缺陷下有效地移除钌，因为铜更易受化学腐蚀所影响。因此，较不先进的浆料会出现不可接受的腐蚀、晶圆形貌、及/或针对待抛光的多组分基材中一或更种多组分的移除速率选择性。此外，更复杂的整合方案可使用硬掩膜作为蚀刻掩膜连同ru衬里及cu导电层连接，这出现了该抛光浆料须能有效移除的另一材料。
13.随着在半导体制造中多组分整合方案的用途增加及尺寸缩小，存在对cmp浆料的市场需求，该浆料可有效地抛光包括钌、铜、及硬掩膜材料的基材，并具有最小限度铜腐蚀且对所有其他成分有良好移除速率与选择性。
14.在一个或更多个实施例中，本文所述的抛光组合物包括磨料；ph调整剂；阻挡膜移除速率增强剂；低k移除速率抑制剂；含唑腐蚀抑制剂；以及钌移除速率增强剂。在一个或更多个实施例中，该抛光组合物还可包括螯合剂及/或氧化剂。在一个或更多个实施例中，根据本发明内容的抛光组合物可包括约0.1重量％至约50重量％的磨料、约0.01重量％至约10重量％的ph调整剂、约0.002重量％至约4重量％的阻挡膜移除速率增强剂、约0.0005重量％至约5重量％的低k移除速率抑制剂、约0.0001重量％至约重量1％的含唑腐蚀抑制剂、约0.0001重量％至约5重量％的钌移除速率增强剂、以及剩余重量百分比(例如约20重量％至约99重量％)的溶剂(例如去离子水)。在一个更多个实施例中，该抛光组合物可进一步包括约0.001重量％至约1重量％的螯合剂及/或约0.001重量％至约5重量％的氧化剂。
15.在一个或更多个实施例中，本发明内容提供浓缩的抛光组合物，其可在使用之前用水稀释直到两倍、或直到四倍、或直到六倍、或直到八倍、或直到十倍。在其他实施例中，本发明内容提供一种用于含钌基材的使用点(pou)抛光组合物，其包含上述抛光组合物、水、及任选地氧化剂。
16.在一个或更多个实施例中，pou抛光组合物可包括约0.1重量％至约12重量％的磨料、约0.01重量％至约5重量％的ph调整剂、约0.002重量％至约2重量％的阻挡膜移除速率增强剂、约0.0005重量％至约0.5重量％的低k移除速率抑制剂、约0.0001重量％至约0.1重量％的含唑腐蚀抑制剂、约0.0001重量％至约0.5重量％的钌移除速率增强剂、可任选地约0.001重量％至约5重量％的氧化剂、以及约80重量％至约99重量％的溶剂(例如，去离子
水)。在一个或更多个实施例中，该pou抛光组合物可进一步包括0.001重量％至0.1重量％的螯合剂。
17.在一个或更多个实施例中，浓缩抛光组合物可包括约1重量％至约50重量％的磨料、约0.1重量％至约10重量％的ph调整剂、约0.02重量％至约4重量％的阻挡膜移除速率增强剂、约0.005重量％至约5重量％的低k移除速率抑制剂、约0.001重量％至约1重量％的含唑腐蚀抑制剂、约0.001重量％至约5重量％的钌移除速率增强剂、以及剩余重量百分比(例如，约20重量％至约98.5重量％)的溶剂(例如，去离子水)。在一个或更多个实施例中，该抛光组合物可进一步包括约0.01重量％至约1重量％的螯合剂及/或约0.01重量％至约5重量％的氧化剂。
18.在一个或更多个实施例中，本文所述的抛光组合物可包括至少一种(例如两种或三种)磨料。在一些实施例中，该至少磨料选自于由阳离子型磨料、基本上中性磨料、以及阴离子型磨料所组成的组。在一个或更多个实施例中，该至少磨料选自于由氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化铈、氧化锆、其共形成产物(即氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化铈、或氧化锆的共形成产物)、涂布磨料、表面修饰磨料、以及其混合物所组成的组。在一些实施例中，该至少磨料并不包括氧化铈。在一些实施例中，该至少磨料是高纯度的，且可具有小于约100ppm的醇、小于约100ppm的氨、以及小于约100十亿分率(ppb)的碱金属阳离子诸如钠离子。基于该pou抛光组合物的总重量计，该磨料的含量可在约0.1％至约12％或者其任何子范围(例如，约0.5％至约10％)。
19.在一些实施例中，该至少一种磨料的含量为本文所述抛光组合物的至少约0.1重量％(例如，至少约0.5％、至少约1％、至少约2％、至少约4％、至少约5％、至少约10％、至少约12％、至少约15％、或至少约20％)至至多约50重量％(例如，至多约45％、至多约40％、至多约35％、至多约30％、至多约25％、至多约20％、至多约15％、至多约12％、至多约10％、或至多约5％)。
20.在一个或更多个实施例中，本文所述的抛光组合物可包括至少一种(例如两种或三种)ph调整剂。在一些实施例中，该至少一种ph调整剂选自于由氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、四丁基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、乙基三甲基氢氧化铵、二乙基二甲基氢氧化铵、二甲基二丙基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵、三(2-羟乙基)甲基氢氧化铵、氢氧化胆碱、及其任何组合物所组成的组。
21.在一些实施例中，该至少一种ph调整剂的含量为本文所述抛光组合物的至少约0.01重量％(例如至少约0.05％、至少约0.1％、至少约0.5％、至少约1％、至少约2％、至少约4％、至少约5％、至少约6％、或至少约8％)至至多约10重量％(例如至多约9％、至多约8％、至多约7％、至多约6％、至多约5％、至多约4％、至多约3％、至多约2％、至多约1％、至多约0.5％、至多约0.2％、或至多约0.1％)。
22.在一些实施例中，该抛光组合物的ph值的范围可为至少约7(例如至少约7.5、至少约8、至少约8.5、至少约9、至少约9.5、至少约10、至少约10.5、至少约11、至少约11.5、或至少约12)至至多约14(例如至多约13.5、至多约13、至多约12.5、至多约12、至多约11.5、至多约11、至多约10.5、至多约10、至多约9.5、或至多约9)。在不期望受理论束缚的情况下，一般相信，具有低于7的ph的抛光组合物会显著地增加铜移除速率及腐蚀；而具有高于14的ph的
抛光组合物会影响悬浮磨料的稳定性，并会显著地增加粗糙度且降低由此组合物抛光的膜的整体质量。为了得到所需ph，可调整在本文所述抛光组合物中成分的相对浓度。
23.在一个或更多个实施例，本文所述的抛光组合物可包括至少一种(例如两种或三种)阻挡膜移除速率增强剂。在一些实施例中，该至少一种阻挡膜移除速率增强剂为有机酸(诸如羧酸、氨基酸、磺酸、或膦酸)或其盐类。在一些实施例中，该阻挡膜移除速率增强剂可为选自于由葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、羟基乙酸、丙二酸、甲酸、乙二酸、乙酸、丙酸、过乙酸、琥珀酸、乳酸、氨基乙酸、苯氧基乙酸、二甘氨酸、二甘醇酸、甘油酸、甲基甘氨酸、丙氨酸、组氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨基酸、精氨酸、赖氨酸、酪氨酸、苯甲酸、其盐类、及其混合物所组成的组的有机酸或其盐类。在不期望受理论束缚的情况下，一般相信有机酸或其盐类(诸如以上所述者)可在本文所述抛光组合物中被用来作为有效的阻挡膜移除速率增强剂以在半导体基材中改良阻挡膜(例如ta或tan膜)的移除速率。
24.在一些实施例中，该阻挡膜移除速率增强剂的含量为本文所述抛光组合物的至少约0.002重量％(例如，至少约0.005％、至少约0.01％、至少约0.05％、至少约0.1％、至少约0.15％、至少约0.2％、至少约0.5％、至少约1％、至少约1.5％、或至少约2％)至至多约4重量％(例如，至多约3.5％、至多约3％、至多约2.5％、至多约2％、至多约1.5％、或至多约1％)。
25.在一个或更多个实施例中，本文所述的抛光组合物可包括至少一种(例如两种或三种)低k移除速率抑制剂。在一些实施例中，该至少一种低k移除速率抑制剂是非离子型表面活性剂。在一个或更多个实施例中，该非离子型表面活性剂选自于由烷氧化醇、烷氧化烷基酚、烷氧化三苯乙烯基酚、烷氧化山梨醇酯、聚烷氧化物、聚氧化亚烯嵌段共聚物、四羟基寡聚物、烷氧化二胺、及其混合物所组成的组。在一个或更多个实施例中，该非离子型表面活性剂是具有下述数量平均分子量的聚合物：至少约500g/mol、或至少约1,000g/mol、或至少约2,500g/mol、或至少约5,000g/mol、或至少约7,500g/mol、或至少约10,000g/mol。在一个或更多个实施例中，该非离子型表面活性剂是具有下述数量平均分子量的聚合物：至多约1,000,000g/mol、或至多约750,000g/mol、或至多约500,000g/mol、或至多约250,000g/mol、或至多100,000g/mol。在一个或更多个实施例中，烷氧化非离子型表面活性剂的烷氧化基基团是乙氧化基、丙氧化基、或乙氧化基与丙氧化基基团的组合。在不期望受理论束缚的情况下，出乎意料的是非离子型表面活性剂(诸如以上所述者)可在本文所述抛光组合物中被用来作为低k移除速率抑制剂，以在半导体基材中降低或最小化低k膜(例如掺碳硅氧化物膜)的移除速率。
26.在一些实施例中，该低k速率抑制剂的含量为本文所述抛光组合物的至少约0.0005重量％(例如，至少约0.001％、至少约0.005％、至少约0.01％、至少约0.05％、至少约0.1％、至少约0.5％、至少约1％、至少约1.5％、至少约2％、或至少约3％)至至多约5重量％(例如，至多约4.5％、至多约4％、至多约3.5％、至多约3％、至多约2.5％、至多约2％、至多约1.5％、至多约1％、至多约0.5％、或至多约0.1％)。
27.在一个或更多个实施例中，本文所述的抛光组合物可包括至少一种(例如两种或三种)含唑腐蚀抑制剂。在一些实施例中，该至少一含唑腐蚀抑制剂选自于由经取代或未经取代的三唑、经取代或未经取代的四唑、经取代或未经取代的苯并三唑、经取代或未经取代
的吡唑、经取代或未经取代的咪唑所组成的组。在一个或更多个实施例中，该含唑腐蚀抑制剂可选自于由1,2,4-三唑、1,2,3-三唑、四唑、苯并三唑、甲苯基三唑、甲基苯并三唑(例如1-甲基苯并三唑、4-甲基苯并三唑、及5-甲基苯并三唑)、乙基苯并三唑(例如1-乙基苯并三唑)、丙基苯并三唑(例如1-丙基苯并三唑)、丁基苯并三唑(例如1-丁基苯并三唑与5-丁基苯并三唑)、戊基苯并三唑(例如1-戊基苯并三唑)、己基苯并三唑(例如1-己基苯并三唑与5-己基苯并三唑)、二甲基苯并三唑(例如5,6-二甲基苯并三唑)、氯苯并三唑(例如5-氯苯并三唑)、二氯苯并三唑(例如5,6-二氯苯并三唑)、氯甲基苯并三唑(例如1-(氯甲基)-1-氢-苯并三唑)、氯乙基苯并三唑、苯基苯并三唑、苄基苯并三唑、氨基三唑、氨基苯并咪唑、氨基四唑、及其混合物所组成的组。在一个或更多个实施例中，该组合物可包括苯并三唑及苯并三唑衍生物(例如经取代的苯并三唑)。在不期望受理论束缚的情况下，一般相信，含唑腐蚀抑制剂(诸如以上所述者)可显著地减少或最小化半导体基材中的铜的移除速率。
28.在一些实施例中，该含唑腐蚀抑制剂的含量为本文所述抛光组合物的至少约0.0001重量％(例如至少约0.0002％、至少约0.0005％、至少约0.001％、至少约0.002％、至少约0.005％、至少约0.01％、至少约0.02％、至少约0.05％、至少约0.1％、至少约0.2％、或至少约0.5％)至至多约1重量％(例如至多约0.8％、至多约0.6％、至多约0.5％、至多约0.4％、至多约0.2％、至多约0.1％、至多约0.05％、至多约0.02％、至多约0.01％、或至多约0.005％)。
29.在一个或更多个实施例中，本文所述的抛光组合物可包括至少一种(例如两种或三种)钌移除速率增强剂。在一些实施例中，该至少一种钌移除速率增强剂可包括铵盐、硫氰酸盐、硝酸或其盐、以及卤盐。在一些实施例中，该至少一种钌移除速率增强剂选自于由氢氧化铵、氯化铵、氟化铵、溴化铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、磷酸铵、醋酸铵、硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硝酸、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铷、硝酸铯、氟化钠、氟化钾、氟化铷、氟化铯、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、及其混合物所组成的组。
30.在一些实施例中，该钌移除速率增强剂的含量可为所述组合物的约0.0001重量％至约5重量％。在一个或更多个实施例中，该钌移除速率增强剂为本文所述抛光组合物的至少约0.0001重量％(例如至少约0.0002％、至少约0.0005％、至少约0.001％、至少约0.002％、至少约0.005％、至少约0.01％、至少约0.02％、至少约0.05％、至少约0.1％、至少约0.2％、或至少约0.5％)至至多约5重量％(例如至多约4％、至多约3％、至多约2％、至多约1％、至多约0.8％、至多约0.6％、至多约0.5％、至多约0.4％、至多约0.2％、至多约0.1％、至多约0.05％、至多约0.02％、至多约0.01％、或至多约0.005％)。
31.在一个或更多个实施例中，本文所述的抛光组合物可任选地包括至少一种(例如两种或三种)螯合剂。在一些实施例中，该至少一种任选的螯合剂可为含氨基的羧酸(例如多氨基多羧酸)或膦酸。在一些实施例中，该螯合剂选自于由乙二胺四乙酸、亚氨基二乙酸、n-羟乙基-乙二胺三乙酸、氮基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、环己二胺四乙酸、氮基三甲基膦酸、乙二胺四(亚甲基膦酸)、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、及其组合所组成的组。在不期望受理论束缚的情况下，一般相信将螯合剂(诸如以上所述者)含纳于本文所述抛光组合物中可显著地减少或最小化半导体基材上可观察到的缺陷(诸如在铜晶圆的表面上的缺陷)。
32.在一些实施例中，该螯合剂的含量为本文所述抛光组合物的至少约0.001重量％
(例如，至少约0.002％、至少约0.005％、至少约0.01％、至少约0.02％、至少约0.05％、至少约0.1％、至少约0.2％、或至少约0.5％)至至多约1重量％(例如，至多约0.8％、至多约0.6％、至多约0.5％、至多约0.4％、至多约0.2％、至多约0.1％、至多约0.05％、至多约0.02％、至多约0.01％、或至多约0.005％)。
33.当稀释浓缩浆料以形成pou浆料时，可添加任选的氧化剂(或氧化试剂)。该氧化剂选自于由过氧化氢、原高碘酸、偏过碘酸、二中过碘酸、二正过碘酸、过碘酸铵、过碘酸钾、过碘酸钠、过硫酸铵、碘酸、碘酸盐、过氯酸、高氯酸盐、羟胺、羟胺盐、及其任意组合所组成的组。在一个或更多个实施例中，该氧化剂可为过氧化氢。
34.在一些实施例中，该氧化剂的含量为本文所述抛光组合物的至少约0.001重量％(例如至少约0.002％、至少约0.004％、至少约0.005％、至少约0.01％、至少约0.025％、至少约0.05％、至少约0.075％、至少约0.1％、至少约0.5％、至少约1％、或至少约2％)至至多约5重量％(例如至多约4.5％、至多约4％、至多约3.5％、至多约3％、至多约2.5％、至多约2％、至多约1.5％、至多约1％、至多约0.5％、或至多约0.1％)。在一些实施例中，在不期望受理论束缚的情况下，一般相信氧化剂可助于移除含有硬掩膜基材中的硬掩膜材料。
35.在一些实施例中，本文所述的抛光组合物可包括溶剂(例如主要溶剂)，诸如水。在一些实施例中，该溶剂(例如水)的含量为本文所述抛光组合物的至少约20重量％(例如至少约25％、至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约85％、至少约90％、至少约92％、至少约94％、至少约95％、或至少约97％)至至多约99重量％(例如至多约98％、至多约96％、至多约94％、至多约92％、至多约90％、至多约85％、至多约80％、至多约75％、至多约70％、或至多约65％)。
36.在一个或更多个实施例中，任选的辅助溶剂(例如一有机溶剂)可被用在本发明内容的抛光组合物(例如pou或浓缩抛光组合物)中，可助于含唑腐蚀抑制剂的溶解。在一个或更多个实施例中，该辅助溶剂可为一种或更多种醇、烷撑二醇、或烷撑二醇醚。在一个或更多个实施例中，该辅助溶剂包括选自于由乙醇、1-丙醇、2-丙醇、正丁醇、丙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇丙醚、二甲基亚砜、及乙二醇所组成的组的一种或更多种溶剂。
37.在一些实施例中，该辅助溶剂的含量为本文所述抛光组合物的至少约0.0025重量％(例如至少约0.005％、至少约0.01％、至少约0.02％、至少约0.05％、至少约0.1％、至少约0.2％、至少约0.4％、至少约0.6％、至少约0.8％、或至少约1％)至至多约5重量％(例如至多约4％、至多约3％、至多约2％、至多约1％、至多约0.8％、至多约0.6％、至多约0.5％、或至多约0.1％)。
38.在一个或更多个实施例中，本文所述的抛光组合物可基本上不含一种或更多种特定组分，诸如有机溶剂、ph调整剂、季铵化合物(例如盐类或氢氧化物)、胺类、碱金属盐类(诸如碱金属氢氧化物)、含氟化合物、含硅化合物诸如硅烷(例如烷氧基硅烷)、亚胺类(例如脒类，诸如1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(dbu)与1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(dbn))、盐类(例如卤盐类或金属盐类)、聚合物(例如阳离子型或阴离子型聚合物)、表面活性剂(例如阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、或非离子型表面活性剂)、塑化剂、氧化剂(例如高碘酸)、腐蚀抑制剂(例如唑或非唑腐蚀抑制剂)、及/或特定磨料(例如氧化铈磨料、非离子型磨料、表面修饰磨料、或带负/正电荷磨料)。可自该抛光组合物中排除
的该卤盐类包括碱金属卤化物(例如卤化钠或卤化钾)或卤化铵(例如氯化铵)，且可为氟化物、氯化物、溴化物、或碘化物。于本文使用时，「基本上不含」于抛光组合物中的成分意指并未刻意加入该抛光组合物中的成分。在一些实施例中，本文所述的抛光组合物可具有至多约1000ppm(例如至多约500ppm、至多约250ppm、至多约100ppm、至多约50ppm、至多约10ppm、或至多约1ppm)的该抛光组合物基本上不含有的一种或更多种上述成分。在一些实施例中，本文所述的抛光组合物可完全不含一种或更多种以上成分。
[0039]
本发明内容还预期一种使用任何上述抛光组合物(例如浓缩物或pou浆料)的方法。对于该浓缩物，该方法可包含下述步骤：稀释该浓缩物以形成pou浆料(例如至少两倍)，然后将至少部分包含钌及/或硬掩膜材料的表面与该pou浆料接触。在一些实施例中，氧化剂可在稀释前、后或期间被添加至浆料。对于该pou浆料，该方法包含使至少部分包含钌及/或硬掩膜材料的表面与该浆料接触的步骤。
[0040]
在一个或更多个实施例中，本发明内容以一种抛光方法为特征，其可包括：将根据本发明内容的抛光组合物施加至基材的表面上具有至少钌及/或硬掩膜材料的基材(例如晶圆)；以及使衬垫与该基材的表面接触，并相对于该基材移动该衬垫。在一些实施例中，当该基材包括至少一种或更多种硅氧化物、钌、铜、硬掩膜材料、及/或阻挡层材料(例如ta、tan)时，以上方法可有效地抛光该基材且无显著腐蚀或非所需移除速率选择性。在一个或更多个实施例中，铜移除速率小于约或小于约或小于约或小于约或小于约或小于约或小于约或小于约或小于约或小于约在一个或更多个实施例中，根据本发明内容在45℃下与抛光组合物孵育5分钟的2cm x 2cm铜试料的静态蚀刻速率(ser)小于约或小于约或小于约或小于约或小于约或小于约或小于约或小于约在一个或更多个实施例中，钌移除速率为至少约或至少约或至少约或至少约或至少约或至少约或至少约在一个或更多个实施例中，铜抛光速率对钌抛光速率(cu:ru)的比例为至多约35:1、或至多约30:1、或至多约25:1、或至多约20:1、或至多约15:1、或至多约10:1、或至多约5:1、或至多约4:1、或至多约3:1、或至多约2.5:1、或至多约2:1、或至多约1.5:1、或至多约1:1。
[0041]
应注意的是本文所述的术语「硅氧化物」在表达上意欲包括未掺杂及经掺杂两种型式的硅氧化物。举例而言，在一个或更多个实施例中，该硅氧化物可与选自下述的至少一种掺杂剂掺杂：碳、氮(硅氧化物用)、氧、氢、或者任何其他已知的硅氧化物用掺杂剂。硅氧化物的一些实例包括teos(四乙基正硅酸盐)、sioc、siocn、sioch、sioh及sion。
[0042]
在一些实施例中，使用本文所述的抛光组合物的方法可进一步包括通过一个或更多个步骤由经该抛光组合物处理过的基材来生产半导体装置。举例而言，经本文所述的抛光组合物处理过的基材可使用光蚀刻、离子注入、干式/湿式蚀刻、等离子蚀刻、沉积作用(例如pvd、cvd、ald、ecd)、晶圆安装、模切、封装以及测试来生产半导体装置。
[0043]
以下具体实例应被解释为仅是例示性的，无论以任何方式对本发明内容的其余部
分均无限制性。无需进一步详细阐述，据悉本领域技术人员可基于本文中的描述而最大程度地利用本发明。
[0044]
实施例
[0045]
在这些实施例中，在两个抛光系统中执行抛光。一个抛光系统使用ebara cmp抛光机、fujibo软衬垫、105hpa的下压力、以及100至500ml/min的浆料流动速率在300mm晶圆上执行抛光。第二个抛光系统使用amat mirra cmp抛光机、fujibo软衬垫、1.5psi的下压力、以及100至400ml/min的浆料流动速率在200mm晶圆上执行抛光。
[0046]
以下实例中所使用的一般组合物显示于下表1中。经测试的组合物的差异的具体细节将在讨论各自实例时进一步详细解释。
[0047]
表1
[0048][0049][0050]
实施例1
[0051]
下表2显示当使用组合物1-6抛光时，针对ru、cu、及黑钻石1(bd-1)空白晶圆的移除速率。除了下文及表2中所确定的差异之外，组合物1-6含有相同浓度的相同组分。该bd-1空白晶圆为硅晶圆上涂覆的低k介电材料(即掺碳的硅氧化物)。
[0052]
组合物1包括cu移除速率抑制剂(cu rri)，其为含唑腐蚀抑制剂。组合物2-5各包括不同浓度的钌移除速率增强剂(ru rre)，如表2所示。组合物6与7包括该ru rre及两个cu移除速率抑制剂(即cu rri-1与cu rri-2)，其两者均为含唑腐蚀抑制剂。组合物8包括该ru rre及仅一个cu rri。
[0053]
此结果出乎意料地显示该ru rre的添加提高ru移除速率至约30埃/min的可接受性范围。此外，cu移除速率，随ru rre的添加而提高，可通过第二cu rri的添加而被适当控制。此外，此结果显示bd-1的移除速率并未因ru rre与cu-rri-2的添加而被显著地影响。
[0054]
表2
[0055][0056]
rr＝移除速率，ser＝静态蚀刻速率
[0057]
虽然仅有数个示范实施例详述于上文中，本领域技术人员将易于理解，在基本上不脱离本发明的情况下，示范实施例中诸多修改均为可能。因此，所有此类修改意欲包含于如以下权利要求所限定的本发明内容的范畴内。