專利名稱：用于拋光襯底的方法和組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從襯底上去除導(dǎo)電材料所用的組合物和方法。
背景技術(shù)：
可靠地制造亞半微米和更小線寬的特征(feature)是下一代半導(dǎo)體器件的超大規(guī)模集成電路(VLSI)和特大規(guī)模集成電路(ULSI)的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，隨著向電路技術(shù)極限的推進(jìn)，VLSI和ULSI技術(shù)中縮小的互連尺寸已對(duì)處理能力提出了額外的要求。互連的可靠形成對(duì)VLSI和ULSI的成功，以及對(duì)提高單個(gè)襯底和管芯的質(zhì)量和電路密度所作的持續(xù)努力來(lái)說(shuō)都是重要的。
利用在襯底表面上順序地沉積和去除材料的技術(shù)以在其內(nèi)形成多個(gè)特征結(jié)構(gòu)，從而形成多級(jí)互連。隨著材料層順序的沉積和去除，襯底的最上表面可能變得不平坦，并且要求在后續(xù)處理之前進(jìn)行平坦化。平坦化或“拋光”是從襯底表面除去材料以形成一般均勻、平坦表面的工藝。平坦化用來(lái)去除過(guò)量沉積的材料，去除不期望的表面形貌和表面缺陷，如表面粗糙、材料結(jié)塊、晶格破壞、劃傷和被污染的層或材料，從而為隨后的光刻和其它半導(dǎo)體工藝提供均勻的表面。
如圖1A和1B所示，通過(guò)利用化學(xué)活性以及機(jī)械活動(dòng)對(duì)層進(jìn)行平坦化的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)以高的表面平坦度對(duì)大馬士革鑲嵌(damasceneinlay)的金屬表面特別是鎢表面的進(jìn)行平坦化是極為困難的。大馬士革鑲嵌形成工藝可包括蝕刻層間電介質(zhì)(例如硅氧化物層)中的特征結(jié)構(gòu)，有時(shí)還包括特征結(jié)構(gòu)中和襯底表面上的阻擋層，以及在阻擋層和襯底表面上沉積鎢材料的厚層。為了去除襯底表面上的過(guò)量鎢而對(duì)鎢材料進(jìn)行的化學(xué)機(jī)械拋光常常導(dǎo)致鎢表面不夠平坦。而完全去除鎢材料的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)往往造成可影響襯底后續(xù)加工的形貌缺陷，例如凹陷和侵蝕。
當(dāng)層間電介質(zhì)中的特征結(jié)構(gòu)中形成的互連的鑲嵌金屬表面的部分被過(guò)度拋光時(shí)，即產(chǎn)生凹陷，形成一個(gè)和多個(gè)凹坑(可稱為凹部和凹入)。參見(jiàn)圖1A，通過(guò)在層間電介質(zhì)10(例如，二氧化硅)中形成的大馬士革開(kāi)口中沉積例如鎢(W)和鎢合金的材料，形成導(dǎo)電線11和12的大馬士革鑲嵌。盡管并未示出，用于鎢的合適材料(例如鈦和/或氮化鈦)的阻擋層可被沉積在層間電介質(zhì)10與鑲嵌金屬12之間。平坦化之后，鑲嵌金屬的部分可以以D量(稱為凹陷量)被壓下。凹陷更傾向于發(fā)生在襯底表面上的較寬或密集度較小的特征結(jié)構(gòu)中。
傳統(tǒng)的平坦化技術(shù)有時(shí)還導(dǎo)致侵蝕，表現(xiàn)為對(duì)不想去除的層(例如金屬特征結(jié)構(gòu)周圍的電介質(zhì)層)的過(guò)度拋光。參見(jiàn)圖1B，金屬線21和密集的金屬線陣列22被鑲嵌在層間電介質(zhì)20中。拋光金屬線22可導(dǎo)致金屬線22之間的電介質(zhì)20的損失或侵蝕E。在襯底表面中形成的較窄和更密的特征結(jié)構(gòu)附近觀察到侵蝕發(fā)生。對(duì)傳統(tǒng)的鎢CMP拋光技術(shù)的改進(jìn)導(dǎo)致了拋光速度達(dá)不到要求，而且拋光結(jié)果在商業(yè)上難以接受。
因此，需要用于從襯底上去除導(dǎo)電材料(例如過(guò)量的鎢材料)以使襯底在平坦化期間所形成的形貌缺陷最少的組合物和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了通過(guò)電化學(xué)拋光技術(shù)來(lái)去除導(dǎo)電材料的組合物和方法。在一個(gè)方面，提供了用于從襯底表面上去除至少鎢材料的組合物，該組合物包含約0.2vol％至約5vol％的硫酸或其衍生物、約0.2vol％至約5vol％的磷酸或其衍生物、約0.1wt％至約5wt％的檸檬酸鹽、可提供約3至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及溶劑。
本發(fā)明提供了通過(guò)電化學(xué)拋光技術(shù)來(lái)去除鎢材料的組合物和方法。在一個(gè)方面，提供了用于從襯底表面上去除至少鎢材料的組合物，該組合物包含約0.2vol％至約5vol％的硫酸或其衍生物、約0.2vol％至約5vol％的磷酸或其衍生物、約0.1wt％至約5wt％的檸檬酸鹽、約0.5wt％至約5wt％的具有一個(gè)或多個(gè)選自胺基、酰胺基及其組合的官能團(tuán)的螯合劑。
在另一個(gè)方面，所述組合物被用于加工襯底的方法中，所述方法包括將具有其上形成的鎢層的襯底布置在包括第一電極和第二電極的工藝裝置中，其中襯底與第二電極電接觸；在第一電極與襯底之間提供拋光組合物，其中拋光組合物包含硫酸及其衍生物、磷酸及其衍生物、含有機(jī)鹽的第一螯合劑、可提供約2至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及溶劑；使襯底與拋光件接觸；在襯底與拋光件之間提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)；在第一電極與第二電極之間施加偏壓；從鎢材料層上去除鎢材料。
在另一個(gè)方面，所述組合物被用于加工襯底的方法中，所述方法包括將具有其上形成的鎢層的襯底布置在包括第一電極和第二電極的工藝裝置中，其中襯底與第二電極電接觸；用包括以下步驟的方法拋光襯底以去除鎢層的第一部分在第一電極與襯底之間提供第一拋光組合物，其中拋光組合物包含硫酸及其衍生物、磷酸及其衍生物、含有機(jī)鹽的第一螯合劑、具有一個(gè)和多個(gè)選自胺基、酰胺基及其組合的官能團(tuán)的第二螯合劑、可提供約6至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及溶劑，使襯底與拋光件在襯底與拋光件之間的第一壓力下接觸，在襯底與拋光件之間提供第一相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在第一電極與第二電極之間施加第一偏壓；用包括以下步驟的方法拋光襯底以去除鎢層的第二部分在第一電極與襯底之間提供第而拋光組合物，其中拋光組合物包含硫酸及其衍生物、磷酸及其衍生物、含有機(jī)鹽的第一螯合劑、可提供約2至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及溶劑，使襯底與拋光件在襯底與拋光件之間的第二壓力下接觸，在襯底與拋光件之間提供第二相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在第一電極與第二電極之間施加第二偏壓。


為了獲得本發(fā)明的上述方面，并可以對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)理解，可以通過(guò)參考在附圖中舉例說(shuō)明的實(shí)施方式，對(duì)以上簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明的實(shí)施方式作更具體的描述。
但是，需要注意的是附圖僅舉例說(shuō)明了本發(fā)明的典型實(shí)施方式，因此不認(rèn)為是限制其范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可以包含其它等同效果的實(shí)施方式。
圖1A和1B分別為說(shuō)明凹陷和侵蝕現(xiàn)象的示意圖；圖2為電化學(xué)機(jī)械平坦化系統(tǒng)的平面圖；
圖3為圖2系統(tǒng)的第一電化學(xué)機(jī)械平坦化(ECMP)站的一種實(shí)施方式的剖面圖；圖4A為通過(guò)兩個(gè)接觸組件的第一ECMP站的部分剖面圖；圖4B-C為接觸組件的其他實(shí)施方式的剖面圖；圖4D-E為螺栓的剖面圖；圖5A和5B為接觸組件的一種實(shí)施方式的剖面圖和分解圖；圖6為接觸元件的一種實(shí)施方式；圖7為ECMP站的另一種實(shí)施方式的垂直剖面圖；圖8A-8D為根據(jù)一種實(shí)施方式在襯底上進(jìn)行拋光工藝的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
一般而言，本發(fā)明提供了用于從襯底表面去除至少鎢材料的組合物和方法。以下參照通過(guò)電化學(xué)機(jī)械拋光(ECMP)技術(shù)從襯底表面去除鎢材料的平坦化工藝，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
本文所用的詞和短語(yǔ)應(yīng)該具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的本領(lǐng)域中普通和常用的意義，除非另有定義?；瘜W(xué)拋光應(yīng)該廣義地理解為包括但不限于，利用化學(xué)活性對(duì)襯底表面進(jìn)行平坦化。電拋光應(yīng)該廣義地理解為包括但不限于，應(yīng)用電化學(xué)活性對(duì)襯底進(jìn)行平坦化。電化學(xué)機(jī)械拋光(ECMP)應(yīng)該廣義地理解為包括但不限于，應(yīng)用電化學(xué)活性、機(jī)械活動(dòng)、化學(xué)活性以從襯底表面去除材料，從而對(duì)襯底進(jìn)行平坦化。
陽(yáng)極溶解應(yīng)該廣義地理解為包括但不限于，直接或間接地對(duì)襯底施加陽(yáng)極偏壓，從而從襯底表面去除導(dǎo)電材料并使其進(jìn)入周圍的拋光組合物中。拋光組合物應(yīng)該廣義地理解為包括但不限于，一般包含稱為電解質(zhì)組分的材料，并在液體介質(zhì)中提供離子傳導(dǎo)性因而提供導(dǎo)電性的組合物。拋光組合物中每種電解質(zhì)組分的量可以以體積百分比或重量百分比來(lái)測(cè)量。體積百分比是指基于所期望的液體組分的體積除以整個(gè)組合物中的所有液體總體積的百分比。基于重量百分比的百分比是所期望組分的重量除以整個(gè)組合物中所有液體組分的總重量的百分比。
裝置圖2為具有用于電化學(xué)處理襯底的裝置的平坦化系統(tǒng)100的一種實(shí)施方式的剖面圖。示例性系統(tǒng)100通常包括工廠接口區(qū)(factory interface)102、裝載機(jī)器手104和平坦化模塊106。裝載機(jī)器手104被布置在工廠接口區(qū)102和平坦化模塊106附近以便于在其間轉(zhuǎn)移襯底122。
提供控制器108以便于控制和集成系統(tǒng)100的模塊。控制器108包括中央處理單元(CPU)110、存儲(chǔ)器112和支持電路114?？刂破?08與系統(tǒng)100的各個(gè)部件耦合(couple)以便于對(duì)例如平坦化、清潔和轉(zhuǎn)移過(guò)程進(jìn)行控制。
工廠接口區(qū)102通常包括清潔模塊116和一個(gè)或多個(gè)晶圓盒118。用接口區(qū)機(jī)器手120在晶圓盒118、清潔模塊116和輸入模塊124之間轉(zhuǎn)移襯底122。設(shè)定輸入模塊124的位置以便于通過(guò)夾持器(例如真空夾持器和機(jī)械夾鉗(未示出))在平坦化模塊106與工廠接口區(qū)102之間轉(zhuǎn)移襯底122。
平坦化模塊106至少包括第一電化學(xué)機(jī)械平坦化(ECMP)站128，其被布置在環(huán)境控制的外殼188中。可以適于本發(fā)明的平坦化模塊106的例子包括是可從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials，Inc.獲得的MIRRA、MIRRA MESATM、REFLEXION、REFLEXIONLK和REFLEXION LK ECMPTM化學(xué)機(jī)械平坦化系統(tǒng)改造而得到的。其他平坦化模塊也可改造后適用于本發(fā)明，包括那些使用加工墊、平坦化網(wǎng)(web)或其組合的平坦化模塊以及以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、線性運(yùn)動(dòng)或其他平面運(yùn)動(dòng)使襯底相對(duì)于平坦化表面運(yùn)動(dòng)的平坦化模塊。
在圖2所示的實(shí)施方式中，平坦化模塊106包括第一ECMP站128、第二ECMP站130和第三ECMP站132。沉積在襯底122上的導(dǎo)電材料的主體去除是通過(guò)電化學(xué)溶解過(guò)程在第一ECMP站128上進(jìn)行的?；蛘?，第一站128可以是用于去除例如鎢的導(dǎo)電材料的傳統(tǒng)化學(xué)機(jī)械拋光臺(tái)，而第二站130是這里所述的ECMP站。當(dāng)在第一ECMP站128上進(jìn)行主體材料去除之后，可通過(guò)多步電化學(xué)機(jī)械過(guò)程在第二ECMP站130上將剩余的導(dǎo)電材料從襯底上去除，其中設(shè)置多步過(guò)程的部分用來(lái)去除殘余的導(dǎo)電材料?？稍谥黧w去除過(guò)程在不同的站進(jìn)行之后，利用多于一個(gè)的ECMP站來(lái)進(jìn)行該多步去除過(guò)程?；蛘?，可用第一和第二ECMP站128、130中的每一個(gè)來(lái)進(jìn)行單個(gè)站上的主體和多步導(dǎo)電材料去除。還可以設(shè)置所有ECMP站(例如圖2中模塊106的3個(gè)站)通過(guò)兩步去除過(guò)程來(lái)處理導(dǎo)電層。在模塊106的一種實(shí)施方式中，在第一和第二站128和130上去除導(dǎo)電材料之后，第三站132被用來(lái)去除阻擋層材料，例如鈦、氮化鈦、鉭和氮化鉭?；蛘撸谌?32可以是用于去除阻擋材料的傳統(tǒng)化學(xué)機(jī)械拋光臺(tái)。
示例性平坦化模塊106還包括轉(zhuǎn)移站136和位于裝置底座140的頂面或第一面上的第一轉(zhuǎn)盤134。在一種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)移站136包括輸入緩沖站142、輸出緩沖站144、轉(zhuǎn)移機(jī)器手146和裝載杯組件148。輸入緩沖站142通過(guò)裝載機(jī)器手104接收來(lái)自工廠接口區(qū)102的襯底。裝載機(jī)器手104還用來(lái)將襯底從輸出緩沖站144返回至工廠接口區(qū)102。轉(zhuǎn)移機(jī)器手146用來(lái)在緩沖站142、144和裝載杯組件148之間移動(dòng)襯底。
在一種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)移機(jī)器手146包括兩個(gè)夾持組件(未示出)，其中每一個(gè)具有可在襯底邊緣夾住襯底的氣動(dòng)夾持指。轉(zhuǎn)移機(jī)器手可在將經(jīng)處理的襯底從裝載杯組件148轉(zhuǎn)移至輸出緩沖站144的同時(shí)將待處理的襯底從輸入緩沖站142轉(zhuǎn)移至裝載杯組件148。于2000年12月5日授權(quán)的Tobin的美國(guó)專利No.6156124(通過(guò)引用將其全部結(jié)合于此)中描述了可用于本發(fā)明的的轉(zhuǎn)移站的例子。
轉(zhuǎn)盤134被置于底座140的中心。轉(zhuǎn)盤134通常包括多個(gè)臂150，每個(gè)臂支撐平坦化頭組件152。臂150的兩個(gè)在圖2中以虛線示出，以使第一ECMP站128的轉(zhuǎn)移站136和平坦化表面126可見(jiàn)。轉(zhuǎn)盤134可以有索引，以使平坦化頭組件152可在平坦化站128、130、132與轉(zhuǎn)移站136之間移動(dòng)。Perlov等于1998年9月8日授權(quán)的美國(guó)專利No.5804507(通過(guò)引用將其全部結(jié)合于此)中描述了一種可用于本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤。
在底座140上每個(gè)平坦化站128、130、132相鄰位置處布置調(diào)節(jié)裝置182。調(diào)節(jié)裝置182周期性地調(diào)節(jié)位于站128、130、132中的平坦化材料以保持均勻的平坦化結(jié)果。
圖3示出了位于第一ECMP站128的一種實(shí)施方式上的一個(gè)平坦化頭組件152的剖面圖。第二和第三ECMP站130、132可以類似地設(shè)置。平坦化頭組件152通常包括連接至平坦化頭204的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)202。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)202通常為平坦化頭204提供至少旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。平坦化頭204還可被驅(qū)動(dòng)向第一ECMP站128運(yùn)動(dòng)，從而在加工期間可將夾在平坦化頭204中的襯底122壓在第一ECMP站128的平坦化表面126上?？刂破?08與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)202相耦合，向其提供信號(hào)，用于控制平坦化頭204的旋轉(zhuǎn)速度和方向。
在一種實(shí)施方式中，平坦化頭可以是Applied Materials，Inc.制造的TITAN HEADTM或TITAN PROFILERTM晶圓托架。通常，平坦化頭204包括殼體214和夾環(huán)224，夾環(huán)224有一中央凹槽，襯底122夾在其中。夾環(huán)224限定了位于平坦化頭204內(nèi)的襯底122，防止加工時(shí)襯底從平坦化頭204下面滑脫。制造夾環(huán)224的材料可以是例如聚硫苯(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等塑料材料，或例如不銹鋼、Cu、Au、Pd等導(dǎo)電材料，或其某種組合。還可以對(duì)導(dǎo)電夾環(huán)224施加電偏壓以控制ECMP期間的電場(chǎng)。導(dǎo)電或偏壓夾環(huán)往往降低襯底邊緣附近的拋光速度。也可以使用其他平坦化頭。
第一ECMP站128通常包括位于底座140上的可旋轉(zhuǎn)的臺(tái)組件230。臺(tái)組件230通過(guò)軸承238支撐在底座140上，因此臺(tái)組件230可相對(duì)于底座140旋轉(zhuǎn)。由軸承238限定的底座140的區(qū)域是開(kāi)放的，并提供用于電、機(jī)械、空氣、控制信號(hào)以及與臺(tái)組件230連接交換的管道。
提供統(tǒng)稱為旋轉(zhuǎn)連接器276的傳統(tǒng)軸承、旋轉(zhuǎn)接頭和滑環(huán)，以使電、機(jī)械、液體、氣體、控制信號(hào)和連接在底座140與旋轉(zhuǎn)臺(tái)組件230之間相耦合。臺(tái)組件230通常與為其提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)232相連。馬達(dá)232與控制器108相耦合，由其提供控制臺(tái)組件230的旋轉(zhuǎn)速度和方向的信號(hào)。
臺(tái)組件230的頂表面支撐其上的加工墊組件222?？赏ㄟ^(guò)磁吸引、真空、夾鉗、粘合劑等將加工墊組件夾持在臺(tái)組件230上。
臺(tái)裝置230中設(shè)置高壓室(plenum)206以促進(jìn)電解液均勻分布至平坦化表面126。臺(tái)組件230中形成多個(gè)通道(下文更詳細(xì)描述)以使由電解液源248提供至高壓室206的電解液均勻流過(guò)臺(tái)組件230并且在加工時(shí)與襯底122接觸。在加工的不同階段，可提供不同的電解液組合物。
加工墊組件222包括電極292和至少平坦化部分290。電極292通常由例如不銹鋼、銅、鋁、金、銀和鎢等導(dǎo)電材料制成。電極292可以是不可滲透電解液、或可滲透電解液或多孔的固體。至少一個(gè)接觸組件250在加工墊組件222上延展，并使正在加工墊組件222上加工的襯底與電源242電連接。電極292也與電源242相連接，從而在襯底與電極292之間建立電勢(shì)。
提供度量計(jì)(未示出)來(lái)檢測(cè)電化學(xué)過(guò)程的度量指示。度量計(jì)可連接在或定位于電源242與至少一個(gè)電極292或接觸組件250之間。度量計(jì)也可集成到電源242上。在一種實(shí)施方式中，設(shè)置度量計(jì)以為控制器108提供加工的度量指示，例如電荷、電流和/或電壓?？刂破?08可利用此度量來(lái)原位調(diào)整加工參數(shù)或使檢測(cè)終點(diǎn)或其他工藝階段更為容易。
提供通過(guò)墊組件222和/或臺(tái)組件230形成的窗口246，對(duì)其進(jìn)行設(shè)置以使位于墊組件222下面的傳感器254可讀出拋光操作的度量指示。例如，傳感器704可以是渦流傳感器或干涉計(jì)等。由傳感器254提供給控制器108的度量提供了可用來(lái)原位調(diào)整加工特性、終點(diǎn)檢測(cè)或電化學(xué)工藝中其他階段的檢測(cè)的信息。在一種實(shí)施方式中，傳感器254是能夠產(chǎn)生平行光束的干涉計(jì)，在加工期間光束朝向并照射在被拋光襯底122的一側(cè)。反射信號(hào)間的干涉指示出被處理的材料的導(dǎo)電層的厚度。Birang等于1999年4月13日授權(quán)的美國(guó)專利No.5893796(通過(guò)引用將其全部結(jié)合于此)中描述了一種可用于本發(fā)明的傳感器。
適于從襯底122去除導(dǎo)電材料的加工墊組件222的實(shí)施方式通?？梢园ɑ旧辖殡姷钠教够砻?26。適于從襯底122去除導(dǎo)電材料的加工墊組件222的其他實(shí)施方式通?？梢园ɑ旧蠈?dǎo)電的平坦化表面126。提供至少一個(gè)接觸組件250以使襯底與電源242相連，從而在加工期間可使襯底相對(duì)于電極292產(chǎn)生偏壓。通過(guò)平坦化層290和電極292以及位于電極下面的任何元件形成孔210，使電解液在襯底112與電極292之間建立導(dǎo)電通路。
在一種實(shí)施方式中，加工墊組件222的平坦化部分290是電介質(zhì)，例如聚氨酯。2003年6月6日提交的題為“Conductive Planarizing Article ForElectrochemical Mechanical Planarizing”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/455941和2003年6月6日提交的題為“Conductive Planarizing Article ForElectrochemical Mechanical Planarizing”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/455895(通過(guò)引用將二者全部結(jié)合于此)中描述了可以改造后適于本發(fā)明的加工墊組件的例子。
圖4A為通過(guò)兩個(gè)接觸組件250的第一ECMP站128的部分剖面圖，圖5A-5C為圖5A所示的一個(gè)接觸組件250的側(cè)視圖、分解圖和剖面圖。臺(tái)組件230包括至少一個(gè)從其上突出的接觸組件250，接觸組件250與電源242相連，電源242在加工期間對(duì)襯底122的表面施加偏壓。接觸組件250可連接至臺(tái)組件230、加工墊組件222的部分或獨(dú)立的元件。雖然圖4A中示出了兩個(gè)接觸組件250，但是可使用任意數(shù)量的接觸組件，并且這些接觸組件可相對(duì)于臺(tái)組件230的中心線以任意方式分布。
接觸組件250通常通過(guò)臺(tái)組件230與電源242電連接，并且通過(guò)在加工墊組件222中形成的各個(gè)孔368，可至少部分地移動(dòng)?？梢赃x擇接觸組件250的位置以在臺(tái)組件230上形成預(yù)定結(jié)構(gòu)。對(duì)于預(yù)定義的工藝，單獨(dú)的接觸組件250可在不同的孔368中重新定位，而對(duì)不含接觸組件的孔，可用擋塊392封堵或用噴嘴394填充(如圖4D-E所示)，其中用噴嘴394時(shí)可使電解液從高壓室206流至襯底。Butterfield等于2003年5月23日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/445239(通過(guò)引用將其全部結(jié)合于此)中描述了一種可以改造后適于本發(fā)明的接觸組件。
雖然下面描述的接觸組件250的實(shí)施方式在圖4A中以滾球式接觸示出，但是接觸組件250還可以包括具有適于在加工期間對(duì)襯底122施加電偏壓的導(dǎo)電上層或?qū)щ姳砻娴慕Y(jié)構(gòu)或組件。例如圖4B所示，接觸組件250可包括具有上層352的墊結(jié)構(gòu)350，其中上層352由導(dǎo)電材料或?qū)щ姀?fù)合物(即，材料整體分布導(dǎo)電成分或具有由導(dǎo)電材料組成的上表面)制成，例如具有分散于其中的導(dǎo)電微粒356的聚合物基體354或具有導(dǎo)電涂層的織物等。墊結(jié)構(gòu)350可包括一個(gè)或多個(gè)孔210，通過(guò)其將電解液輸送至墊組件的上表面。Hu等于2003年11月3日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/516680(通過(guò)引用將其全部結(jié)合于此)中描述了合適的接觸組件的其他例子。
在一種實(shí)施方式中，每個(gè)接觸組件250包括中空殼體302、接頭304、球306、接觸元件314和夾持襯套316。球306具有導(dǎo)電外表面并可移動(dòng)地置于殼體302中。球306可被置于第一位置以及至少第二位置，其中第一位置球306的至少部分伸出平坦化表面126之上，第二位置球306基本上與平坦化表面126平齊。球306也可以完全移動(dòng)至平坦化表面126的下方。球306通常適于將襯底122與電源242電連接。如圖3C所示，用于偏壓襯底的多個(gè)球306可被置于單個(gè)殼體358中。
電源242通常提供在加工期間向球306提供正電偏壓。在平坦化襯底的間隔，電源242可以可選地向球306施加負(fù)偏壓以使工藝化學(xué)品對(duì)球306的腐蝕最小化。
設(shè)置外殼302以提供用于使電解液在加工期間從源248流至襯底122的通道。殼體302是由與工藝化學(xué)品相容的電介質(zhì)材料制造的。殼體302中形成的支座326防止球306穿過(guò)殼體302的第一端308。支座326可以可選地包括一個(gè)或多個(gè)在其中形成的溝槽以使液體從球306與支座326之間流出殼體302。保持液體流過(guò)球306可使工藝化學(xué)品腐蝕球306的趨勢(shì)最小化。
接觸元件314連接夾持襯套316與接頭304。接觸元件314通常被設(shè)置成在殼體302內(nèi)的基本全部或全部球位置上與接頭304和球306電連接。在一種實(shí)施方式中，接觸元件314可被設(shè)置成彈簧形式。
在圖4A-E和5A-C所示以及圖6詳述的實(shí)施方式中，接觸元件314包括具有多個(gè)以環(huán)狀陣列方式從其上伸出的折片344的環(huán)形基座324。折片344通常由適于與工藝化學(xué)品一起使用的彈性和導(dǎo)電材料制造。在一種實(shí)施方式中，折片344由鍍金的鈹銅制造。
參見(jiàn)圖4A和圖5A-B，夾持襯套316包括具有從其上延伸的螺紋柱426的擴(kuò)口端424。夾持襯套316可由電介質(zhì)或?qū)щ姴牧匣蚱浣M合制造，在一種實(shí)施方式中，是由與殼體302相同的材料制造的。擴(kuò)口端424保持折片344與接觸組件250的中心線成銳角，以使接觸元件314的折片344遍布球306的表面，從而防止折片344在裝配接觸組件250時(shí)和在球306的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彎曲、粘合和/或損壞。
球306可以是實(shí)心或中空的，并且通常由導(dǎo)電材料制造。例如，球306可由金屬、導(dǎo)電聚合物或以導(dǎo)電材料填充的聚合材料制造，例如金屬、導(dǎo)電碳或石墨及其他導(dǎo)電材料?；蛘撸?06可由涂覆導(dǎo)電材料的實(shí)心或中空的芯制造。該芯可以是不導(dǎo)電的，并且至少部分涂覆導(dǎo)電涂層。
球306通常通過(guò)彈簧、浮力或流體力而朝向平坦化表面126驅(qū)動(dòng)。在圖5所示的實(shí)施方式中，在加工期間，從電解液源248流過(guò)由接頭304和夾持襯套316以及臺(tái)組件230形成的通道的流體推動(dòng)球306，使其與襯底接觸。
圖7為第二ECMP站130的一種實(shí)施方式的剖面圖。第一和第三ECMP站128、132可以類似方式設(shè)置。第二ECMP站130通常包括支撐整個(gè)導(dǎo)電加工墊組件604的臺(tái)602。臺(tái)602可被設(shè)置成與上述臺(tái)組件230類似，從而通過(guò)加工墊組件604輸送電解液，或者，臺(tái)602可具有與其相鄰的液體輸送臂(未示出)，用來(lái)將電解液供給至加工墊組件604的平坦化表面上。臺(tái)組件602包括至少一個(gè)度量計(jì)或傳感器254(如圖3所示)以便于檢測(cè)終點(diǎn)。
在一種實(shí)施方式中，加工墊組件604包括夾在導(dǎo)電墊610與電極614之間的插墊612。導(dǎo)電墊610在其頂部加工表面上基本上導(dǎo)電，并且通常由導(dǎo)電材料或?qū)щ姀?fù)合物(即，整體分布導(dǎo)電成分或包含組成平坦化表面的材料)制造，例如導(dǎo)電微粒分散其中的聚合物基體或具有導(dǎo)電涂層的織物等。導(dǎo)電墊610、插墊612和電極614可被制成可更換的單個(gè)組件。加工墊組件604通常是可滲透的或多孔的，以使電解液可從電極614與導(dǎo)電墊310之間流過(guò)。在圖7所示的實(shí)施方式中，加工墊組件604具有孔622以使電解液從其中流過(guò)。在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)電墊610由導(dǎo)電纖維上的聚合物基體上的導(dǎo)電材料組成，例如，覆銅聚合物織物上的聚合物基體中的錫微粒。導(dǎo)電墊610也可用于圖3所示的實(shí)施方式中的接觸組件250。
可在導(dǎo)電墊610與子墊612之間另外布置導(dǎo)電箔片616。箔片616與電源242相連，并提供由電源242在整個(gè)導(dǎo)電墊610上施加的均勻分布的電壓。在不包括導(dǎo)電箔片616的實(shí)施方式中，導(dǎo)電墊610可例如通過(guò)集成在墊610上的終端直接與電源242相連。而且，墊組件604可包括插墊618，與箔片616一起為上方的導(dǎo)電墊610提供機(jī)械強(qiáng)度。合適的墊組件的例子在前面引入的美國(guó)專利申請(qǐng)10/455941和10/455895中有所描述。
拋光組合物和工藝在一個(gè)方面，提供了可平坦化例如鎢的金屬的拋光組合物。通常，拋光組合物包含一種或更多種酸基電解液系統(tǒng)、含有機(jī)鹽的第一螯合劑、可提供約2至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及溶劑。拋光組合物還可包含具有一個(gè)或多個(gè)選自胺基、酰胺基及其組合的官能團(tuán)的第二螯合劑。一種或更多種酸基電解液系統(tǒng)優(yōu)選包含兩種酸基電解液系統(tǒng)，例如，硫酸基電解液系統(tǒng)和磷酸基電解液系統(tǒng)。拋光組合物的實(shí)施方式可用于拋光主體和/或殘余材料。拋光組合物可以可選地包含一種或更多種腐蝕抑制劑或拋光增強(qiáng)材料，例如研磨微粒。盡管本文此處所述的組合物是不含氧化劑的組合物，本發(fā)明也可使用氧化劑作為拋光增強(qiáng)材料，其可與研磨材料一起使用?？梢哉J(rèn)為，本文所述的拋光組合物提高了ECMP時(shí)從襯底表面去除例如鎢的材料的有效去除速度，而減少了平坦化類型缺陷且得到更光滑的襯底表面。組合物的實(shí)施方式可用于單步或兩步拋光工藝。
盡管拋光組合物特別適用于去除鎢，但是可以認(rèn)為拋光組合物還可去除其他材料，例如鋁、鉑、銅、鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭、鈷、金、銀、釕及其組合。例如由與導(dǎo)電墊203和/或研磨劑接觸形成的機(jī)械研磨和/或施加電偏壓導(dǎo)致的陽(yáng)極溶解，可被用來(lái)提高平坦度和提高這些導(dǎo)電材料的去除速度。
硫酸基電解液系統(tǒng)包括例如具有硫酸根(SO42-)(例如硫酸(H2SO4))和/或其衍生鹽(包括例如硫酸氫銨(NH4HSO4)、硫酸銨、硫酸鉀、硫酸鎢或其組合)的電解液和化合物，其中硫酸優(yōu)選的。衍生鹽可包括銨(NH4+)鹽、鈉(Na+)鹽、四甲基銨(Me4N-)鹽、鉀(K+)鹽或其組合，等等。
磷酸基電解液系統(tǒng)包括例如具有硫酸根(PO43-)(例如磷酸)和/或其衍生鹽的電解液和化合物，其中衍生鹽包括例如磷酸鹽(MxH(3-x)PO4)(x＝1，2，3)(其中M包括銨(NH4+)、鈉(Na+)、四甲基銨(Me4N+)或鉀(K+)或其組合)、磷酸鎢、磷酸二氫銨((NH4)H2PO4)、磷酸氫二銨((NH4)2HPO4)及其組合，其中磷酸是優(yōu)選的。或者，可用乙酸基電解液(包括乙酸和/或其衍生鹽)或水楊酸基電解液(包括水楊酸和/或其衍生鹽)來(lái)替代磷酸基電解液系統(tǒng)。本文所述的酸基電解液系統(tǒng)還可對(duì)組合物進(jìn)行緩沖，從而為加工襯底保持所需pH水平。本發(fā)明還可使用已知和未知的傳統(tǒng)電解液通過(guò)本文所述的工藝來(lái)形成本文所述的組合物。
硫酸基電解液系統(tǒng)和磷酸基電解液系統(tǒng)可分別包含約0.1至約30的重量百分比(wt％)或體積百分比(vol％)的總組合物溶液，從而為實(shí)施本文所述的工藝提供合適的導(dǎo)電性。組合物中所用的酸電解液的濃度為約0.2vol％至約5vol％，例如約0.5vol％至約3vol％，例如約1vol％至約3vol％。酸電解液在不同的拋光組合物中的含量可以變化。例如，在第一組合物中，酸電解液可包含約1.5vol％至約3vol％的硫酸和2vol％至約3vol％的磷酸用于去除主體金屬，而在第二組合物中，酸電解液可包含約1vol％至約2vol％的硫酸和1.5vol％至約2vol％的磷酸用于去除殘余金屬。本發(fā)明還包括所含硫酸和/或磷酸濃度小于第一組合物的第二組合物的本發(fā)明的一個(gè)方面或部分是用一種或更多種螯合劑來(lái)與襯底表面結(jié)合以增強(qiáng)電化學(xué)溶劑過(guò)程。在本文所述的任意實(shí)施方式中，螯合劑可以與導(dǎo)電材料離子例如鎢離子結(jié)合，而提高金屬材料的去除速度和/或改善拋光性能。螯合劑還可被用來(lái)緩沖拋光組合物，從而為加工襯底保持所需pH水平。
一類合適的螯合劑包括無(wú)機(jī)或有機(jī)酸鹽?？赡芎线m的其他無(wú)機(jī)酸鹽是具有一個(gè)或多個(gè)選自羧酸根、二羧酸根、三羧酸根、羥基與羧酸根的混合物及其組合的官能團(tuán)的化合物的鹽。在與官能團(tuán)結(jié)合之前、期間或之后，待去除的金屬材料(例如鎢)可以處于任何氧化態(tài)。官能團(tuán)可在加工期間與襯底表面上形成的金屬材料結(jié)合，并從襯底表面去除該金屬材料。
合適的無(wú)機(jī)或有機(jī)酸鹽的例子包括有機(jī)酸的銨鹽和鉀鹽，例如草酸銨、檸檬酸銨、琥珀酸銨、一元檸檬酸鉀、二元檸檬酸鉀、三元檸檬酸鉀、酒石酸鉀、酒石酸銨、琥珀酸鉀、草酸鉀，及其組合。用于形成具有一個(gè)或多個(gè)羧酸根的螯合劑的鹽的合適的酸的例子包括檸檬酸、酒石酸、琥珀酸、草酸、乙酸、己二酸、丁酸、癸酸、己酸、辛酸、戊二酸、乙醇酸、蟻酸、富馬酸、乳酸、月桂酸、蘋果酸、馬來(lái)酸、丙二酸、肉豆蔻酸、棕櫚(plamitic)酸、酞酸、丙酸、丙酮酸、硬脂酸、戊酸，及其組合。
拋光組合物可包含一種或更多種無(wú)機(jī)或有機(jī)鹽，其濃度為組合物體積或重量的約0.1％至約15％，例如，約0.2％至約5％(體積或重量)，例如約1％至約3％(體積或重量)。例如，在拋光組合物中可使用約0.5％至約2％(重量)的檸檬酸銨。
或者，組合物中可使用具有一個(gè)或多個(gè)選自胺基、酰胺基、羥基及其組合的官能團(tuán)的第二螯合劑。優(yōu)選的官能團(tuán)選自由胺基、酰胺基、羥基及其組合組成的組，且不具有例如羧酸根、二羧酸根、三羧酸根及其組合的酸性官能團(tuán)。拋光組合物可包含一種或更多種具有一個(gè)或多個(gè)選自胺基、酰胺基、羥基及其組合的官能團(tuán)的螯合劑，其濃度為約0.1％至約5％(體積或重量)，優(yōu)選約1％至約3％(體積或重量)，例如約2％(體積或重量)。例如，可用約2vol％至約3vol％的乙二胺作為螯合劑。合適的螯合劑的其他例子包括具有一個(gè)或多個(gè)胺或酰胺官能團(tuán)的化合物，例如乙二胺及其衍生物(包括二亞乙基三胺)、己二胺、氨基酸、乙二胺四乙酸、甲基甲酰胺，或其組合。
溶液可包含一種或更多種pH調(diào)節(jié)劑以得到約2至約10的pH。在不同的配制方法中，pH調(diào)節(jié)劑的量可隨著其他組分的濃度變化而改變，然而一般來(lái)講，全部溶液所含的一種或更多種pH調(diào)節(jié)劑至多為約70wt％，但優(yōu)選約0.2wt％至約25wt％。在給定的濃度下，不同的化合物可提供不同的pH水平，例如，組合物可包含約0.1wt％至約10wt％的堿(例如氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨、四甲基氫氧化銨(TMAH)或其組合)以提供所需的pH水平。一種或更多種pH調(diào)節(jié)劑可選自一類有機(jī)酸，例如羧酸(例如乙酸、檸檬酸、草酸)、含磷酸根的組分(包括磷酸、磷酸銨、磷酸鉀及其組合)，或其組合。拋光組合物中還可使用包括鹽酸、硫酸和磷酸的無(wú)機(jī)酸。
通常，拋光組合物中pH調(diào)節(jié)劑的量會(huì)依賴于用于各種拋光工藝的具有不同組成的組分的所需pH范圍而改變。例如，在主體鎢拋光工藝中，可調(diào)節(jié)pH調(diào)節(jié)劑的量以提供約6至約10的pH。在一種實(shí)施方式中，主體鎢去除組合物具有約7至約9的中性或堿性pH，例如，pH大于7且小于或等于9(例如約8至約9)的堿性溶液。
在殘余鎢拋光工藝阿實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)pH調(diào)節(jié)劑的量以提供約2至約8的pH水平。在一種實(shí)施方式中，殘余鎢去除組合物具有約6至約7的中性或酸性pH，例如，具有大于6且小于7(例如約6.4至約6.8)的酸性pH。
本文所述的組合物可包含約1vol％至約5vol％的硫酸、約1vol％至約5vol％的磷酸、約1wt％至約5wt％的檸檬酸銨、約0.5wt％至約5wt％的乙二胺、可提供約6至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及去離子水，例如包含約1vol％至約3vol％的硫酸、約1vol％至約3vol％的磷酸、約1wt％至約3wt％的檸檬酸銨、約1wt％至約3wt％的乙二胺、可提供約7至約9的pH的氫氧化鉀以及去離子水。組合物的另一種實(shí)施方式可包含約0.2vol％至約5vol％的硫酸、約0.2vol％至約5vol％的磷酸、約0.1wt％至約5wt％的檸檬酸銨、可提供約2至約8(例如約3至約8)的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及去離子水。組合物的另一種實(shí)施方式可包含約0.5vol％至約2vol％的硫酸、約0.5vol％至約2vol％的磷酸、約0.5wt％至約2wt％的檸檬酸銨、可提供約6至約7的pH的氫氧化鉀以及去離子水。
在本文所述的任何實(shí)施方式中，本文所述的拋光組合物優(yōu)選為不含氧化劑的組合物，例如，不含氧化劑和氧化作用劑的組合物。氧化劑和氧化作用劑的例子包括但不限于，過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸銨、碘酸鉀、高錳酸鉀以及鈰化合物，包括硝酸鈰、硝酸銨鈰、溴酸鹽、氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸，等等。
或者，拋光組合物可包含氧化劑化合物。合適的氧化劑化合物的例子除了以上所列還可以是硝酸鹽化合物，包括硝酸鐵、硝酸和硝酸鉀。在本文所述的組合物的另一種實(shí)施方式中，可用硝酸基電解液系統(tǒng)取代硫酸基電解液，其中硝酸基電解液系統(tǒng)例如是具有硝酸根(NO31-)的電解液和化合物，例如硝酸(HNO3)和/或其衍生鹽(包括硝酸鐵(Fe(NO3)3)。
在本文所述的任何實(shí)施方式中，可添加蝕刻抑制劑(例如，腐蝕抑制劑)，通過(guò)化學(xué)或電學(xué)方式來(lái)減少金屬表面的氧化或腐蝕，例如通過(guò)形成材料層以使襯底表面與周圍電解液的化學(xué)相互作用最小化。通過(guò)抑制劑形成的材料層可抑制或減小襯底表面上的電化學(xué)流，從而限制電化學(xué)沉積和/或溶解。
鎢的蝕刻抑制劑抑制了固態(tài)鎢轉(zhuǎn)化成可溶性鎢化合物，而同時(shí)使組合物將鎢轉(zhuǎn)化成可通過(guò)磨損而被均勻去除的柔軟的氧化膜。合適的用于鎢的蝕刻抑制劑包括具有含氮的官能團(tuán)的化合物，例如含氮雜環(huán)、烷基銨離子、氨基烷基、氨基酸。蝕刻抑制劑包括腐蝕抑制劑，例如含氮雜環(huán)官能團(tuán)的化合物，例如2，3，5-三甲基吡嗪、2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、喹喔啉、乙?；量?、噠嗪、組氨酸、吡嗪、苯并咪唑及其混合物。
本文所用術(shù)語(yǔ)“烷基銨離子”是指具有可在水溶液中生成烷基銨離子的官能團(tuán)的含氮化合物。在包含具有含氮官能團(tuán)的化合物的水溶液中生成的烷基銨離子的水平是溶液pH以及所選的一種或多種化合物的函數(shù)。具有含氮官能團(tuán)的腐蝕抑制劑可在pH小于9.0的水溶液中生成抑制量的烷基銨離子官能團(tuán)，該腐蝕抑制劑的例子包括，isostearylethylimididonium、十六烷基三甲基氫氧化銨、alkaterge E(2-十七烯基-4-乙基-2-唑啉-4-甲醇)、aliquat 336(三辛基甲基氯化銨)、nuospet 101(4，4-二甲基惡唑烷)、四丁基氫氧化銨、十二烷基胺、四甲基氫氧化銨，其衍生物及其混合物。
可用的氨烷基腐蝕抑制劑包括例如氨丙基硅烷醇、氨丙基硅氧烷、十二烷基胺及其混合物，以及合成和天然的氨基酸包括例如賴氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸和甘氨酸。
優(yōu)選的用于鎢的含烷基銨離子官能團(tuán)的蝕刻抑制劑是OSI Specialties，Inc.制造的SILQUEST A-1106硅烷。SILQUEST A-1106硅烷是由約60wt％的水、約30wt％的氨丙基硅氧烷和約10wt％的氨丙基硅烷醇組成的混合物。氨丙基硅氧烷和氨丙基硅烷醇各自在小于約7的pH下形成抑制量的相應(yīng)烷基銨離子。最優(yōu)選的氨烷基腐蝕抑制劑是甘氨酸(氨基乙酸)。
合適的用于鎢的蝕刻抑制劑的例子包括烷基銨離子的鹵素衍生物(例如十二烷基三甲基溴化銨)、亞胺(例如聚乙烯亞胺)、羧酸衍生物(例如乙酸鈣)、有機(jī)硅化合物(例如二(巰基丙基)二甲氧基硅烷)以及聚丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸酯)。
本發(fā)明的組合物中存在的用于鎢的蝕刻抑制劑的量應(yīng)為約0.001w％至約2.0wt％，優(yōu)選約0.005w％至約1.0wt％，最優(yōu)選約0.01w％至約0.10wt％。
用于鎢的蝕刻抑制劑在pH至多為約9.0的組合物中是有效的。本發(fā)明的組合物的pH優(yōu)選小于約7，最優(yōu)選小于約6.5。
其他抑制劑可包含約0.001wt％至約5.0wt％的由一個(gè)和多個(gè)唑基(azole group)形成的有機(jī)化合物。一般的優(yōu)選范圍在約0.2wt％與約0.4wt％之間。具有唑基的有機(jī)化合物的例子包括苯并三唑、巰基苯并三唑、5-甲基-苯并三唑及其組合。其他合適的腐蝕抑制劑包括為環(huán)狀化合物的成膜劑，例如咪唑、苯并咪唑、三唑及其組合。具有羥基、氨基、亞氨基、羧基、巰基、硝基和烷基取代基的苯并三唑、咪唑、苯并咪唑和三唑的衍生物也可用作腐蝕抑制劑。其他腐蝕抑制劑包括脲和硫脲等。
或者，聚合抑制劑，非限制性的例如聚烷基芳基醚磷酸酯或壬基酚乙氧化硫酸銨可用來(lái)替代含唑的腐蝕抑制劑或與其一起使用，它的用量為組合物體積或重量的約0.002％與約1.0％之間。
盡管上述拋光組合物不含氧化劑(無(wú)氧化劑)和/或研磨劑微粒(無(wú)研磨劑)，但拋光組合物可包含一種或更多種表面拋光增強(qiáng)材料和/或去除速度增強(qiáng)材料，這些材料可包含研磨劑微粒、一種或更多種氧化劑，及其組合。拋光組合物中可使用一種或更多種表面活性劑來(lái)加快材料(例如金屬以及金屬離子或者加工期間生成的副產(chǎn)物)的溶解或提高溶解度、降低拋光組合物中研磨劑微粒結(jié)塊的可能性、改善化學(xué)穩(wěn)定性并且減少拋光組合物組分的分解。合適的氧化劑和研磨劑在2004年2月26日提交的待審美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/378097中有所描述，通過(guò)引用將其與本發(fā)明的權(quán)利要求和公開(kāi)內(nèi)容一致的部分結(jié)合于此。
或者，拋光組合物還可包含抑制劑、增強(qiáng)劑、均化劑、光亮劑、穩(wěn)定劑和剝色劑，以提高拋光組合物在拋光襯底表面中的有效性。例如，某些添加劑可以降低金屬原子的離子化速率，從而抑制溶解過(guò)程，而另一些添加劑可提供光潔、光亮的襯底表面。拋光組合物中存在的添加劑的濃度可以高達(dá)約15％(重量或體積)，并可以基于所期望的拋光結(jié)果而變化。
拋光組合物中其他添加劑的例子更全面地描述在2002年5月7日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/141459中，通過(guò)引用將其與本發(fā)明的權(quán)利要求和公開(kāi)內(nèi)容一致的部分包含于此。
上述拋光組合物中的不足量或余量是溶劑，例如極性溶劑(包括水)，優(yōu)選去離子水。其他溶劑可包括例如有機(jī)溶劑(例如醇或二醇)，在某些實(shí)施方式中可與水一起使用?？捎萌軇┑牧縼?lái)控制組合物中各種組分的濃度。例如，電解液可被濃縮至本文所述的濃度的3倍，然后在本文所述的加工站上使用之前，用溶劑對(duì)濃縮的電解液進(jìn)行稀釋。
通常，ECMP溶液具有遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)CMP溶液的導(dǎo)電性。ECMP溶液的電導(dǎo)率約為10毫西門子(mS)或更大，而傳統(tǒng)CMP溶液的電導(dǎo)率約為3mS至約5mS。ECMP溶液的導(dǎo)電性顯著影響ECMP工藝進(jìn)行的速率，即溶液導(dǎo)電性越強(qiáng)，材料去除速率越快。對(duì)于去除主體材料，ECMP溶液的電導(dǎo)率約為10mS或更大，優(yōu)選在約40mS至約80mS的范圍內(nèi)，例如，約50mS至約70mS，例如約60mS至約64mS。對(duì)于殘余材料，ECMP溶液的電導(dǎo)率約為10mS或更大，優(yōu)選在約30mS至約60mS的范圍內(nèi)，例如，約40mS至約55mS，例如約49mS。
已發(fā)現(xiàn)，用本文所述的組合物加工的襯底具有改善的襯底光潔度(包括減少的表面缺陷(如凹坑)、減少的侵蝕(去除金屬特征結(jié)構(gòu)周圍的電介質(zhì)材料)和劃傷、以及改善的平坦度。可通過(guò)如下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本文所述的組合物。
電化學(xué)機(jī)械加工利用化學(xué)活性、機(jī)械活動(dòng)和電活性的組合來(lái)去除鎢材料和平坦化襯底表面的電化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)可如下進(jìn)行。鎢材料包括鎢、氮化鎢、氮化硅鎢等。盡管以下工藝針對(duì)鎢來(lái)描述，但是本發(fā)明除了去除鎢之外還可以去除其他材料，包括鋁、鉑、鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭、鉆、金、銀、釕及其組合。
可在一個(gè)和多個(gè)加工步驟中進(jìn)行過(guò)量鎢的去除，例如，單個(gè)鎢去除步驟或者主體鎢去除步驟與殘余鎢去除步驟。主體材料在此被廣義定義為沉積在襯底上的、其量大于足以充分填充在襯底表面上形成的特征結(jié)構(gòu)的任何材料。殘余材料被廣義定義為在一個(gè)或多個(gè)主體或殘余拋光工藝步驟之后殘余的任何材料。通常，主體去除在第一ECMP工藝期間去除了導(dǎo)電層的至少約50％，優(yōu)選至少約70％，更優(yōu)選至少約80％，例如至少約90％。殘余去除在第二ECMP工藝期間去除了如果不是所有的話，也是大部分的在阻擋層上的殘余導(dǎo)電材料，以留下填充的插栓(plug)。
主體去除ECMP工藝可在第一拋光臺(tái)上進(jìn)行，殘余去除ECMP工藝可在與第一臺(tái)相同或不同的第二拋光臺(tái)上進(jìn)行。在另一種實(shí)施方式中，殘余去除ECMP工藝可在進(jìn)行主體去除工藝的第一臺(tái)上進(jìn)行?？稍诹硗獾膯为?dú)的臺(tái)上去除阻擋材料，例如圖2所示裝置中的第三臺(tái)。例如，按照這里所述工藝的上述裝置可包括三個(gè)去除鎢材料的臺(tái)，例如去除主體材料的第一臺(tái)、去除殘余材料的第二臺(tái)和去除阻擋材料的第三臺(tái)，其中主體去除和殘余去除是ECMP工藝，阻擋去除是CMP工藝或另一個(gè)ECMP工藝。在另一實(shí)施方式中，使用三個(gè)ECMP臺(tái)來(lái)去除主體材料、殘余材料和阻擋材料。
圖8A-8D為根據(jù)這里所述的平坦化襯底表面的一種實(shí)施方式在襯底上進(jìn)行的拋光工藝的剖面示意圖。如圖8A所示，第一ECMP工藝可被用來(lái)從襯底表面去除主體鎢材料，然后如圖8B-8C所示，用第二ECMP工藝來(lái)去除殘余鎢材料。圖8D示出了用于產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的后續(xù)工藝，例如阻擋去除和緩沖。第一ECMP工藝去除鎢層的速度快，而第二ECMP工藝需要精確去除殘余的鎢材料，形成平整的襯底表面而且使表面特征結(jié)構(gòu)的凹坑和侵蝕減少或最少。
圖8A為用于去除主體鎢材料的第一電化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)的一種實(shí)施方式的剖面示意圖。襯底被置于接受器，例如含第一電極的盆或臺(tái)。襯底800具有以窄特征結(jié)構(gòu)820和寬特征結(jié)構(gòu)830圖案化的電介質(zhì)層810。特征結(jié)構(gòu)820和特征結(jié)構(gòu)830上具有阻擋材料840(例如，鈦和/或氮化鈦)，之后填充導(dǎo)電材料860(例如，鎢)。過(guò)量材料的沉積結(jié)構(gòu)包括形成在窄特征結(jié)構(gòu)820上的高過(guò)載870(也稱為坡或峰)和形成在寬特征結(jié)構(gòu)830上的最少過(guò)載880(也稱為谷)。
向襯底表面提供本文所述的拋光組合物850?？梢砸约s100至約400mL/min(例如約300mL/min)的流速將拋光組合物提供至襯底表面。用于主體去除步驟的拋光組合物的例子包含約1vol％至約5vol％的硫酸、約1vol％至約5vol％的磷酸、約1wt％至約5wt％的檸檬酸銨、約0.5wt％至約5wt％的乙二胺、可提供約6至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及去離子水。拋光組合物的另一個(gè)例子包含約2vol％的硫酸、約2vol％的磷酸、約2wt％的檸檬酸銨、約2wt％的乙二胺、可提供約8.4至約8.9的pH的氫氧化鉀以及去離子水。組合物的電導(dǎo)率為約60至約64毫西門子(mS)。本文所述的主體拋光組合物具有例如硫酸的強(qiáng)蝕刻劑以及更能溶解鎢的堿性pH，以使去除速度大于本文所述的殘余拋光組合物。
然后，與含第二電極的拋光件組件相連的拋光件通過(guò)導(dǎo)電拋光件與襯底物理接觸和/或電連接。襯底表面與拋光件在小于約2磅/平方英寸(lb/in2或psi)(13.8kPa)的壓力下接觸。進(jìn)行導(dǎo)電材料860的去除的工藝壓力可在約1psi(6.9kPa)或更低，例如約0.01psi(69Pa)至約1psi(6.9kPa)，例如約0.1psi(0.7kPa)至約0.8psi(5.5kPa)或約0.1psi(0.7kPa)至小于約0.5psi(3.4kPa)。在本工藝的一方面，使用約0.3psi(2.1kPa)或更低的壓力。
這里所用的拋光壓力減小了對(duì)含有低k介電材料的襯底有害的剪切力和摩擦力或使其達(dá)到最小。被減小或最小化的力可以減少或最小化由于拋光引起的變形和特征結(jié)構(gòu)的缺陷形成。此外已發(fā)現(xiàn)，較低的剪切力和摩擦力減少或最小化了拋光期間的形貌缺陷(例如電介質(zhì)材料的侵蝕和導(dǎo)電材料材料的凹坑)的形成以及減少層離。襯底與導(dǎo)電拋光件之間的接觸還通過(guò)在拋光件接觸襯底時(shí)將其與電源連接而使電源與襯底之間形成電接觸。
在襯底表面與導(dǎo)電墊組件222之間提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。以約7rpm至約50rpm(例如，約28rpm)的臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)位于臺(tái)上的導(dǎo)電墊組件222，以約7rpm至約70rpm(例如，約37rpm)的托架頭旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)位于托架頭中的襯底。當(dāng)拋光件與襯底接觸時(shí)，臺(tái)和托架頭的旋轉(zhuǎn)分別減小了剪切力和摩擦力。托架頭旋轉(zhuǎn)速度和臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度均可為約7rpm至約小于40rpm。在本發(fā)明的一個(gè)方面，可在托架頭旋轉(zhuǎn)速度大于臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度的條件下進(jìn)行本文的工藝以去除鎢材料，托架頭旋轉(zhuǎn)速度與臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度的比大于約1∶1，例如托架頭旋轉(zhuǎn)速度與臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度的比為約1.5∶1至12∶1，例如約1.5∶1至3∶1。
通過(guò)電源224在兩個(gè)電極之間施加偏壓。偏壓可從導(dǎo)電墊和/或拋光件組件222中的電極傳至襯底208。該過(guò)程也可在約20℃至約60℃的溫度下進(jìn)行。
通常在最高約100mA/cm2的電流密度下提供偏壓(對(duì)應(yīng)于施加的電流約為40安培)以加工直徑最大約300mm的襯底。例如，直徑200mm的襯底可具有約0.01mA/cm2至約50mA/cm2的電流密度，這對(duì)應(yīng)于所施加的電流為約0.01A至約20A。本發(fā)明也可以以伏特、安培和瓦特的方式來(lái)施加和監(jiān)測(cè)偏壓。例如，在一種實(shí)施方式中，電源施加的功率為約0W至100W、電壓為約0V至約10V，電流為約0.01A至約10A之間。在一個(gè)實(shí)施例中，在將本文所述的主體拋光組合物施加在襯底上時(shí)，施加約2.5V至約4.5V(例如約3V)的電壓。襯底通常暴露于拋光組合物和功率施加中的時(shí)間足夠主體去除其上過(guò)載的鎢。
根據(jù)從襯底表面去除材料的用戶需求，可以改變偏壓的功率和施加。例如，已觀察到增大施加的功率導(dǎo)致陽(yáng)極溶解的增加。偏壓也可以通過(guò)電脈沖調(diào)制技術(shù)來(lái)施加。脈沖調(diào)制技術(shù)可以有變化，但是通常包括如下循環(huán)在第一時(shí)期施加恒定的電流密度或電壓，然后在第二時(shí)期不施加電流密度或電壓或施加恒定的反向電流密度或電壓。然后重復(fù)該過(guò)程一個(gè)或多個(gè)循環(huán)，這些循環(huán)可具有不同的功率水平和持續(xù)時(shí)間。功率水平、持續(xù)時(shí)間(“接通”循環(huán))和無(wú)功率(“斷開(kāi)”循環(huán))和循環(huán)的頻率可以基于去除速率、待去除的材料和拋光工藝的程度而調(diào)整。例如，已觀察到增大功率水平和增加施加功率的持續(xù)時(shí)間，會(huì)增加陽(yáng)極溶解。
在電化學(xué)機(jī)械拋光的一個(gè)脈沖調(diào)制過(guò)程中，脈沖調(diào)制過(guò)程包括功率施加期“接通”之后接著無(wú)功率施加期“斷開(kāi)”的接通/斷開(kāi)功率技術(shù)。接通/斷開(kāi)循環(huán)可在拋光工藝中重復(fù)一次或多次?！敖油ā逼谑贡┞兜膶?dǎo)電材料從襯底表面得以去除，“斷開(kāi)”期使拋光組合物組分和“接通”期的副產(chǎn)物(如金屬離子)擴(kuò)散至表面并與導(dǎo)電材料絡(luò)合。在脈沖調(diào)制技術(shù)過(guò)程中，金屬離子被認(rèn)為發(fā)生遷移并通過(guò)附著到未受機(jī)械擾動(dòng)區(qū)域的鈍化層而與腐蝕抑制劑和/或螯合劑發(fā)生相互作用。因此，該過(guò)程在“接通”期使未被鈍化層覆蓋的電化學(xué)活性區(qū)得到蝕刻，然后在脈沖調(diào)制技術(shù)的“斷開(kāi)”期使鈍化層在某些區(qū)域重新成形并去除其它區(qū)域的過(guò)量材料。因而，控制脈沖調(diào)制技術(shù)可以控制從襯底表面去除材料的速度和量。
每個(gè)“接通”/“斷開(kāi)”期可在約1秒與約60秒之間，例如在約2秒與約25秒之間，并且本發(fā)明認(rèn)為使用脈沖技術(shù)的“接通”和“斷開(kāi)”期可以比這里所述的時(shí)期更長(zhǎng)或更短。在脈沖調(diào)制技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，施加的陽(yáng)極溶解功率在每個(gè)循環(huán)的約16％與約66％之間。
這里所述的用于電化學(xué)機(jī)械拋光材料的有接通/斷開(kāi)循環(huán)的脈沖調(diào)制技術(shù)的非限制性例子包括施加功率(“接通”)約5秒至約10秒，然后不施加功率(“斷開(kāi)”)約2秒至約25秒；施加功率約10秒和不施加功率5秒，或施加功率10秒和不施加功率2秒，或施加功率5秒和不施加功率25秒，以提供所期望的拋光結(jié)果。對(duì)每一選定的過(guò)程，按需要重復(fù)該循環(huán)。脈沖調(diào)制過(guò)程的一個(gè)例子描述在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No.6379223中，通過(guò)引用將其中與本發(fā)明的權(quán)利要求和公開(kāi)內(nèi)容一致的部分包含于此。脈沖調(diào)制過(guò)程的另外的例子描述在2003年6月30日提交的題為“Effective Method To Improve Surface Finish In Electrochemically AssistedChemical Mechanical Polishing”的待審美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.10/611805中，通過(guò)引用將其中與本發(fā)明的權(quán)利要求和公開(kāi)內(nèi)容一致的部分包含于此。
通過(guò)這里所述的方法可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)約15000/min的導(dǎo)電材料去除速度。通常，高的去除速度是所期望的，但由于要使工藝一致性達(dá)到最大和其他工藝參數(shù)(例如，陽(yáng)極和陰極的反應(yīng)動(dòng)力學(xué))，一般將溶解速度控制在約100/min至約15000/min。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，在待去除的主體鎢材料厚度小于5000的情況下，可施加電壓(或電流)以提供約100/min至約5000/min的去除速度，例如約2000/min至約5000/min。殘余材料的去除速度小于主體材料的去除速度，通過(guò)這里所述的工藝，可以以約400/min至約1500/min的速度去除殘余材料。
第二ECMP工藝速度較慢以防止過(guò)量金屬去除形成形貌缺陷，例如圖1A所示的稱為凹陷D的凹坑或凹部和圖1B所示的侵蝕E。因此，大部分的導(dǎo)電層860以較快的速度在第一ECMP工藝期間被去除，其速度大于剩余或殘余的導(dǎo)電層860在第二ECMP工藝期間的去除速率。兩步ECMP工藝提高了加工襯底的總處理量，并且同時(shí)得到了無(wú)缺陷或缺陷很少的光滑表面。
圖8B示出了在第一ECMP工藝的主體去除之后，至少約50％(例如90％)的導(dǎo)電材料860被去除后的第二ECMP拋光步驟。在第一ECMP工藝之后，導(dǎo)電材料860仍可能包括高過(guò)載870(峰)和/或最少過(guò)載880(谷)，但是其尺寸比例減小。然而，導(dǎo)電材料860在整個(gè)襯底表面上也可能相當(dāng)平整(未示出)。
向襯底表面提供本文所述的用于殘余材料去除的第二拋光組合物?？梢砸约s100至約400mL/min(例如約300mL/min)的流速將拋光組合物提供至襯底表面。用于殘余去除步驟的拋光組合物的例子包含約0.2vol％至約5vol％的硫酸、約0.2vol％至約5vol％的磷酸、約0.1wt％至約5wt％的檸檬酸銨、約0.5wt％至約5wt％的乙二胺、可提供約3至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及去離子水，例如包含約1vol％的硫酸、約1.5vol％的磷酸、約0.5wt％的檸檬酸銨、可提供約6.4至約6.8的pH的氫氧化鉀以及去離子水。殘余去除組合物的電導(dǎo)率為約49毫西門子(mS)。
這里所述的殘余拋光組合物被認(rèn)為在暴露的鎢材料表面上形成了聚鎢層(polytungsten)890。聚鎢層是通過(guò)檸檬酸銨和磷酸與暴露的鎢材料之間的化學(xué)相互作用而形成的。聚鎢層比鎢材料更穩(wěn)定，且去除速度小于鎢材料。聚鎢層也可與襯底表面上的材料化學(xué)隔離和/或電絕緣。還認(rèn)為，增大拋光組合物的酸性pH可促進(jìn)聚鎢材料在襯底表面上形成。與更具堿性的主體去除組合物相比，使用更具酸性的殘余拋光組合物。在所述的主體拋光工藝的工藝條件和拋光組合物下，也可能形成聚鎢層。
聚鎢層的厚度和密度可指示化學(xué)反應(yīng)程度和/或陽(yáng)極溶解量。例如，已發(fā)現(xiàn)，與較薄且密度較小的鈍化層相比，較厚或較密的聚鎢層使陽(yáng)極溶解較少。以此，通過(guò)控制組合物的pH、磷酸和/或螯合劑，可控制從襯底表面去除材料的去除速度和去除量。與主體拋光組合物相比減小的去除速度減少了或最小化了拋光期間的形貌缺陷(例如電介質(zhì)材料的侵蝕和導(dǎo)電材料材料的凹坑)的形成并減少了層離。
上述殘余去除工藝中的機(jī)械研磨是在小于約2磅/平方英寸(lb/in2或psi)(13.8kPa)的拋光墊與襯底之間的壓力下進(jìn)行的。去除導(dǎo)電材料860的工藝壓力可在約1psi(6.9kPa)或更低，例如約0.01psi(69Pa)至約1psi(6.9kPa)，例如約0.1psi(0.7kPa)至約0.8psi(5.5kPa)。在本工藝的一方面，使用約0.3psi(2.1kPa)或更低的壓力。襯底與導(dǎo)電拋光件之間的接觸還通過(guò)在拋光件接觸襯底時(shí)將其與電源連接而使電源與襯底之間形成電接觸。
在襯底表面與導(dǎo)電墊組件222之間提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。以約7rpm至約50rpm(例如，約28rpm)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)位于臺(tái)上的導(dǎo)電墊組件222，以約7rpm至約70rpm(例如，約37rpm)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)位于托架頭中的襯底。當(dāng)拋光件與襯底接觸時(shí)，臺(tái)和托架頭的旋轉(zhuǎn)速度分別減小了剪切力和摩擦力。
通過(guò)導(dǎo)電拋光件的機(jī)械研磨去除了隔離或抑制陽(yáng)極溶解電流的聚鎢層890，以致與最少過(guò)載區(qū)相比，高過(guò)載區(qū)優(yōu)先被去除，因?yàn)榫坻u層890保留在與導(dǎo)電墊組件222接觸最小或不接觸的區(qū)域。被聚鎢層890所覆蓋的導(dǎo)電材料860的去除速率小于無(wú)聚鎢層890的導(dǎo)電材料的去除速率。同樣，在窄特征結(jié)構(gòu)820和襯底區(qū)域850上的過(guò)量材料的去除速率大于在寬特征結(jié)構(gòu)830上的仍被聚鎢層890覆蓋的過(guò)量材料的去除速率。
通過(guò)電源224在兩個(gè)電極之間施加偏壓。偏壓可從導(dǎo)電墊和/或拋光件組件222中的電極傳至襯底208。以上述針對(duì)主體拋光工藝的方式施加偏壓，該偏壓通常采用的功率水平小于或等于主體拋光工藝的功率水平。例如，對(duì)于殘余去除工藝，功率施加的電壓為約1.8V至約2.5V，例如2V。襯底通常暴露于拋光組合物和功率施加中的時(shí)間足夠去除其上的所期望去除的材料的至少一部分或全部。此過(guò)程也可在約20℃至約60℃的溫度下進(jìn)行。
參見(jiàn)圖8C，通過(guò)包括本文所述的第二ECMP拋光組合物的第二(殘余)ECMP工藝去除大部分(如果不是全部)導(dǎo)電層860以暴露阻擋層840和導(dǎo)電溝槽865。導(dǎo)電溝槽865是由剩余的導(dǎo)電材料860形成的。然后可通過(guò)第三拋光步驟對(duì)任何殘余的導(dǎo)電材料和阻擋層材料進(jìn)行拋光以提供含導(dǎo)電溝槽875的平整襯底表面，如圖8D所示。第三拋光工藝可以是第三ECMP工藝或CMP工藝。阻擋材料拋光工藝的例子公開(kāi)在2002年7月11日提交的題為“Dual Reduced Agents For Barrier Removal In ChemicalMechanical Polishing”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/193810(美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)20030013306)中，通過(guò)引用將其與本發(fā)明的權(quán)利要求和公開(kāi)內(nèi)容一致的部分包含于此。阻擋材料拋光工藝的另一個(gè)例子公開(kāi)在2004年5月17日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.60/572183中，通過(guò)引用將其與本發(fā)明的權(quán)利要求和公開(kāi)內(nèi)容一致的部分包含于此。
在導(dǎo)電材料和阻擋材料去除加工步驟之后，可以打磨(buff)襯底以使表面缺陷最少。打磨可以用軟拋光件在例如約2psi或更小的低拋光壓力下進(jìn)行，該軟拋光件在總部位于賓夕法尼亞州費(fèi)城的American Society forTesting and Materials(ASTM)所描述和測(cè)定的Shore D硬度標(biāo)準(zhǔn)下，其硬度為約40或更低。
可選地，可以在每一個(gè)拋光工藝后對(duì)襯底施加清潔液，從而去除來(lái)自拋光工藝的微粒物質(zhì)和廢料，并使拋光件上沉積的金屬殘余和襯底表面上形成的缺陷最少。合適的清潔液的例子是可從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials，Inc.購(gòu)得的ELECTRA CLEANTM。
最后，可以對(duì)襯底進(jìn)行拋光后清潔工藝，以減少在拋光或襯底處理期間所形成的缺陷。這樣的工藝可以使襯底表面上形成的銅特征結(jié)構(gòu)中不期望的氧化或其它缺陷達(dá)到最少。這種拋光后清潔工藝的例子是應(yīng)用可從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials，Inc.購(gòu)得的ELECTRA CLEANTM。
已觀察到，通過(guò)這里所述的方法被平坦化的襯底已呈現(xiàn)出減少的形貌缺陷(例如凹坑和侵蝕)、減少的殘余物、提高的平坦度以及提高的襯底光潔度。
為進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施方式而提供以下的非限定性的例子。然而，這些例子并不完全，也非意在限制本發(fā)明的范圍。
拋光組合物實(shí)施例以下提供用于拋光主體鎢材料和殘余鎢材料的拋光組合物的例子。主體鎢拋光組合物可包含例#1約2vol％的硫酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8.4至約8.9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#2約4vol％的硫酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#3約1.5vol％的硫酸；約2.5vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；
可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#4約1vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#5約2vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8.4至約8.9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#6約2vol％的硫酸；約2vol％的水楊酸；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#7約2vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；可提供約8.7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#8約2vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8.7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#9約2vol％的硫酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#10約2vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#11約4vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#12約2vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8.4至約8.9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#13約2vol％的硝酸；約2vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8.4至約8.9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#14約2vol％的硝酸；約2vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8.5的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#15約4vol％的硝酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#16約1.5vol％的硫酸；約2.5vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8.5的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
殘余鎢拋光組合物可包含例#1約1vol％的硫酸；約1wt％的檸檬酸銨；可提供約6至約7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#2約1vol％的硫酸；約1.5vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供大于6且小于7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#3約4vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供約6至約7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#4約1vol％的硫酸；約1.5vol％的磷酸；約1wt％的水楊酸；可提供約6至約7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#5約2vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供大于6且小于7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#6約2vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；可提供約6至約7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#7約1vol％的硫酸；約1.5vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供約6.4至約6.8的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#8約1vol％的硝酸；約1.5vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供約6.4至約6.8的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#9約2vol％的硝酸；約2vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供大約6至小于7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
例#10約1vol％的硫酸；約1.5vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供約6.5的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
拋光工藝實(shí)施例例1在從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials，Inc.購(gòu)得的REFLEXION系統(tǒng)上的改進(jìn)單元中，用下面的拋光組合物對(duì)直徑為300mm的鍍鎢襯底進(jìn)行拋光和平坦化。將表面鎢層厚度約4000的襯底放置在裝置中托架頭上，該裝置具有其上布置第一拋光件的第一臺(tái)。以約250mL/min的速度將第一拋光組合物供給至該臺(tái)上，第一拋光組合物包含
約2vol％至約3vol％的硫酸；約2vol％至約4vol％的磷酸；約2wt％至約2.8wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第一拋光件以約0.3psi的第一接觸壓力接觸，第一臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為20rpm，第一托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為39rpm，施加的第一偏壓約為2.9伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。鎢層厚度減至約1000。
將襯底轉(zhuǎn)移至其上具有第二拋光件的第二臺(tái)上。以約300mL/min的速度將第二拋光組合物供給至該臺(tái)上，第二拋光組合物包含約1vol％至約2vol％的硫酸；約1.5vol％至約2.5vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供大于6且小于7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第二拋光件以約0.3psi的第二接觸壓力接觸，第二臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為14rpm，第二托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為29rpm，施加的第二偏壓約為2.4伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。襯底表面原有的過(guò)量鎢層被去除而留下阻擋層和鎢溝槽。
例2在從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials，Inc.購(gòu)得的REFLEXION系統(tǒng)上的改進(jìn)單元中，用下面的拋光組合物對(duì)直徑為300mm的鍍鎢襯底進(jìn)行拋光和平坦化。將表面鎢層厚度約4000的襯底放置在裝置中托架頭上，該裝置具有其上布置第一拋光件的第一臺(tái)。以約250mL/min的速度將第一拋光組合物供給至該臺(tái)上，第一拋光組合物包含
約3vol％的硫酸；約4vol％的磷酸；約2.8wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第一拋光件以約0.3psi的第一接觸壓力接觸，第一臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為20rpm，第一托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為39rpm，施加的第一偏壓約為2.9伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。鎢層厚度減至約1000。
將襯底轉(zhuǎn)移至其上具有第二拋光件的第二臺(tái)上。以約300mL/min的速度將第二拋光組合物供給至該臺(tái)上，第二拋光組合物包含約2vol％的硫酸；約2.5vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供大于6且小于7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第二拋光件以約0.3psi的第二接觸壓力接觸，第二臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為14rpm，第二托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為29rpm，施加的第二偏壓約為2.4伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。襯底表面原有的過(guò)量鎢層被去除而留下阻擋層和鎢溝槽。
例3在從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials，Inc.購(gòu)得的REFLEXION系統(tǒng)上的改進(jìn)單元中，用下面的拋光組合物對(duì)直徑為300mm的鍍鎢襯底進(jìn)行拋光和平坦化。將表面鎢層厚度約4000的襯底放置在裝置中托架頭上，該裝置具有其上布置第一拋光件的第一臺(tái)。以約250mL/min的速度將第一拋光組合物供給至該臺(tái)上，第一拋光組合物包含約2.5vol％的硫酸；
約3vol％的磷酸；約2.4wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第一拋光件以約0.3psi的第一接觸壓力接觸，第一臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為20rpm，第一托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為39rpm，施加的第一偏壓約為2.9伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。鎢層厚度減至約1000。
將襯底轉(zhuǎn)移至其上具有第二拋光件的第二臺(tái)上。以約300mL/min的速度將第二拋光組合物供給至該臺(tái)上，第二拋光組合物包含約1.5vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供約6.4至約6.8的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第二拋光件以約0.3psi的第二接觸壓力接觸，第二臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為14rpm，第二托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為29rpm，施加的第二偏壓約為2.4伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。襯底表面原有的過(guò)量鎢層被去除而留下阻擋層和鎢溝槽。
例4在從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials，Inc.購(gòu)得的REFLEXION系統(tǒng)上的改進(jìn)單元中，用下面的拋光組合物對(duì)直徑為300mm的鍍鎢襯底進(jìn)行拋光和平坦化。將表面鎢層厚度約4000的襯底放置在裝置中托架頭上，該裝置具有其上布置第一拋光件的第一臺(tái)。以約250mL/min的速度將第一拋光組合物供給至該臺(tái)上，第一拋光組合物包含約3vol％的硫酸；約3vol％的磷酸；
約2wt％的檸檬酸銨；約2wt％的乙二胺；可提供約8至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第一拋光件以約0.3psi的第一接觸壓力接觸，第一臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為20rpm，第一托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為39rpm，施加的第一偏壓約為2.9伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。鎢層厚度減至約1000。
將襯底轉(zhuǎn)移至其上具有第二拋光件的第二臺(tái)上。以約300mL/min的速度將第二拋光組合物供給至該臺(tái)上，第二拋光組合物包含約2vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供約6.4至約6.8的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第二拋光件以約0.3psi的第二接觸壓力接觸，第二臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為14rpm，第二托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為29rpm，施加的第二偏壓約為2.4伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。襯底表面原有的過(guò)量鎢層被去除而留下阻擋層和鎢溝槽。
例5在從加利福尼亞圣克拉拉的Applied Materials，Inc.購(gòu)得的REFLEXION系統(tǒng)上的改進(jìn)單元中，用下面的拋光組合物對(duì)直徑為300mm的鍍鎢襯底進(jìn)行拋光和平坦化。將表面鎢層厚度約4000的襯底放置在裝置中托架頭上，該裝置具有其上布置第一拋光件的第一臺(tái)。以約250mL/min的速度將第一拋光組合物供給至該臺(tái)上，第一拋光組合物包含約2vol％的硫酸；約2vol％的磷酸；約2wt％的檸檬酸銨；
約2wt％的乙二胺；可提供約8.4至約8.9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第一拋光件以約0.3psi的第一接觸壓力接觸，第一臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為20rpm，第一托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為39rpm，施加的第一偏壓約為2.9伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。鎢層厚度減至約1000。
將襯底轉(zhuǎn)移至其上具有第二拋光件的第二臺(tái)上。以約300mL/min的速度將第二拋光組合物供給至該臺(tái)上，第二拋光組合物包含約1vol％的硫酸；約1.5vol％的磷酸；約0.5wt％的檸檬酸銨；可提供約6.4至約6.8的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
在該工藝中，襯底與第二拋光件以約0.3psi的第二接觸壓力接觸，第二臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度約為14rpm，第二托架頭的旋轉(zhuǎn)速度約為29rpm，施加的第二偏壓約為2.4伏特。對(duì)襯底進(jìn)行拋光和檢驗(yàn)。襯底表面原有的過(guò)量鎢層被去除而留下阻擋層和鎢溝槽。
盡管前面部分涉及本發(fā)明的實(shí)施方式，但是在不脫離本發(fā)明基本范圍的情況下，可以設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他或另外的實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.用于從襯底表面去除至少鎢材料的組合物，包含約0.2vol％至約5vol％的硫酸或其衍生物；約0.2vol％至約5vol％的磷酸或其衍生物；約0.1wt％至約5wt％的檸檬酸鹽；可提供約3至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑。
2.如權(quán)利要求1的組合物，其中所述檸檬酸鹽包含檸檬酸銨，所述pH調(diào)節(jié)劑包含氫氧化鉀及其組合。
3.如權(quán)利要求1的組合物，其中所述組合物包含約0.5vol％至約2vo1％的硫酸；約0.5vol％至約2vol％的磷酸；約0.5wt％至約2wt％的檸檬酸銨；可提供約6至約7的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑。
4.用于從襯底表面去除至少鎢材料的組合物，包含約0.2vol％至約5vol％的硫酸或其衍生物；約0.2vol％至約5vol％的磷酸或其衍生物；約0.1wt％至約5wt％的檸檬酸鹽；約0.5wt％至約5wt％的具有一個(gè)或多個(gè)選自胺基、酰胺基及其組合的官能團(tuán)的螯合劑；可提供約6至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑。
5.如權(quán)利要求4的組合物，其中所述螯合劑選自由乙二胺、二亞乙基三胺、其衍生物及其組合組成的組。
6.如權(quán)利要求4的組合物，其中所述組合物包含約1vol％至約5vol％的硫酸；約1vol％至約5vol％的磷酸；約1wt％至約5wt％的檸檬酸銨；約0.5wt％至約5wt％的乙二胺；可提供約6至約10的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
7.如權(quán)利要求6的組合物，其中所述組合物包含約1vol％至約3vol％的硫酸；約1vol％至約3vol％的磷酸；約1wt％至約3wt％的檸檬酸銨；約1wt％至約3wt％的乙二胺；可提供約7至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
8.如權(quán)利要求4的組合物，其中所述組合物還包含蝕刻抑制劑。
9.加工襯底的方法，包括將具有其上形成的鎢層的襯底置于包括第一電極和第二電極的工藝裝置中，其中所述襯底與所述第二電極電接觸；在所述第一電極與所述襯底之間提供拋光組合物，其中所述拋光組合物包含硫酸或其衍生物；磷酸或其衍生物；含有機(jī)鹽的第一螯合劑；可提供約2至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑；使所述襯底與拋光件接觸；在所述襯底與所述拋光件之間提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)；在所述第一電極與所述第二電極之間施加偏壓；和從所述鎢材料層去除鎢材料。
10.如權(quán)利要求9的方法，其中所述使所述襯底與拋光件接觸的步驟包括在所述襯底與所述拋光件之間施加約1psi或更小的壓力。
11.如權(quán)利要求9的方法，其中所述拋光組合物是以約100mL/min至約400mL/min的流速提供的。
12.如權(quán)利要求9的方法，其中所述提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)的步驟包括以約7rpm至約50rpm旋轉(zhuǎn)所述拋光件并且以約7rpm至約70rpm旋轉(zhuǎn)所述襯底。
13.如權(quán)利要求9的方法，其中所述施加偏壓的步驟包括在所述第一和第二電極之間施加約1.8伏特至約4.5伏特的偏壓。
14.如權(quán)利要求9的方法，其中所述有機(jī)鹽選自由檸檬酸銨、檸檬酸鉀、其衍生物及其組合組成的組，pH調(diào)節(jié)劑選自由氫氧化鉀、氫氧化銨及其組合組成的組。
15.如權(quán)利要求9的方法，其中所述拋光組合物包含約0.2vol％至約5vol％的所述硫酸或其衍生物；約0.2vol％至約5vol％的所述磷酸或其衍生物；約0.1wt％至約5wt％的含有機(jī)鹽的第一螯合劑；可提供約2至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中所述硫酸或其衍生物包含硫酸；所述磷酸或其衍生物包含磷酸；所述第一螯合劑包含檸檬酸銨；所述pH調(diào)節(jié)劑包含氫氧化鉀；以及去離子水。
17.如權(quán)利要求15的方法，其中所述拋光組合物包含約0.5vol％至約2vol％的硫酸；約0.5vol％至約2vol％的磷酸；約0.5wt％至約2wt％的檸檬酸銨；可提供約6至約7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
18.如權(quán)利要求9的方法，還包含具有一個(gè)或多個(gè)選自胺基、酰胺基及其組合的官能團(tuán)的第二螯合劑。
19.如權(quán)利要求18的方法，其中所述第二螯合劑選自由乙二胺、二亞乙基三胺、其衍生物及其組合組成的組。
20.如權(quán)利要求18的方法，其中所述拋光組合物包含約1vol％至約5vol％的所述硫酸或其衍生物；約1vol％至約5vol％的所述磷酸或其衍生物；約1wt％至約5wt％的第一螯合劑；約0.5wt％至約5wt％的第二螯合劑；可提供約6至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中所述硫酸或其衍生物包含硫酸；所述磷酸或其衍生物包含磷酸；所述第一螯合劑包含檸檬酸銨；所述第二螯合劑包含乙二胺所述pH調(diào)節(jié)劑包含氫氧化鉀；以及去離子水。
22.如權(quán)利要求20的方法，其中所述拋光組合物包含約1vol％至約3vol％的硫酸；約1vol％至約3vol％的磷酸；約1wt％至約3wt％的檸檬酸銨；約1wt％至約3wt％的乙二胺；可提供約7至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
23.如權(quán)利要求9的方法，其中所述組合物還包含蝕刻抑制劑。
24.加工襯底的方法，包括將具有其上形成的鎢層的襯底置于包括第一電極和第二電極的工藝裝置中，其中所述襯底與所述第二電極電接觸；通過(guò)以下工藝拋光所述襯底以去除所述鎢層的第一部分在所述第一電極與所述襯底之間提供第一拋光組合物，其中所述第一拋光組合物包含硫酸或其衍生物；磷酸或其衍生物；含有機(jī)鹽的第一螯合劑；具有一個(gè)或多個(gè)選自胺基、酰胺基及其組合的官能團(tuán)的第二螯合劑；可提供約6至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑；使所述襯底與拋光件在所述襯底與所述拋光件之間的第一壓力下接觸；在所述襯底與所述拋光件之間提供第一相對(duì)運(yùn)動(dòng)；以及在所述第一電極與所述第二電極之間施加第一偏壓；和通過(guò)以下工藝拋光所述襯底以去除所述鎢層的第二部分在所述第一電極與所述襯底之間提供第二拋光組合物，其中所述第二拋光組合物包含硫酸或其衍生物；磷酸或其衍生物；含有機(jī)鹽的第一螯合劑；可提供約2至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑；使所述襯底與拋光件在所述襯底與所述拋光件之間的第二壓力下接觸；在所述襯底與所述拋光件之間提供第二相對(duì)運(yùn)動(dòng)；以及在所述第一電極與所述第二電極之間施加第二偏壓；
25.如權(quán)利要求24的方法，其中所述第一和第二壓力包括約1psi或更小的壓力。
26.如權(quán)利要求24的方法，其中所述第一和第二拋光組合物是以約100mL/min至約400mL/min的流速提供的。
27.如權(quán)利要求24的方法，其中所述提供所述第一和第二相對(duì)運(yùn)動(dòng)的步驟包括以約7rpm至約50rpm旋轉(zhuǎn)所述拋光件并且以約7rpm至約70rpm旋轉(zhuǎn)所述襯底。
28.如權(quán)利要求24的方法，其中在所述第一和第二電極之間的所述第一偏壓為約2.5伏特至約4.5伏特，在所述第一和第二電極之間的所述第二偏壓為約1.8伏特至約2.5伏特。
29.如權(quán)利要求24的方法，其中所述有機(jī)鹽選自由檸檬酸銨、檸檬酸鉀、其衍生物及其組合組成的組，pH調(diào)節(jié)劑選自由氫氧化鉀、氫氧化銨及其組合組成的組。
30.如權(quán)利要求24的方法，其中所述第一組合物包含約1vol％至約5vol％的硫酸；約1vol％至約5vol％的磷酸；約1wt％至約5wt％的檸檬酸銨；約0.5wt％至約5wt％的乙二胺；可提供約6至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和去離子水。
31.如權(quán)利要求24的方法，其中所述第一組合物包含約1vol％至約3vol％的硫酸；約1vol％至約3vol％的磷酸；約1wt％至約3wt％的檸檬酸銨；約1wt％至約3wt％的乙二胺；可提供約7至約9的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
32.如權(quán)利要求24的方法，其中所述第二組合物包含約0.2vol％至約5vol％的硫酸；約0.2vol％至約5vol％的磷酸；約0.1wt％至約5wt％的檸檬酸銨；可提供約2至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和去離子水。
33.如權(quán)利要求24的方法，其中所述第二組合物包含約0.5vol％至約2vol％的硫酸；約0.5vol％至約2vol％的磷酸；約0.5wt％至約2wt％的檸檬酸銨；可提供約6至約7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
34.如權(quán)利要求24的方法，其中所述第一組合物還包含蝕刻抑制劑。
35.如權(quán)利要求24的方法，其中所述第二組合物還包含蝕刻抑制劑。
36.加工襯底的方法，包括將具有其上形成的鎢材料層的襯底置于包括第一電極和第二電極的工藝裝置中，其中所述襯底與所述第二電極電接觸；在所述第一電極與所述襯底之間提供拋光組合物，其中所述拋光組合物包含硫酸或其衍生物；磷酸或其衍生物；含有機(jī)鹽的第一螯合劑；可提供約3至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和溶劑；在所述襯底表面上形成聚鎢層；使所述襯底與拋光件在所述襯底與所述拋光件之間的接觸壓力下接觸；在所述襯底與所述拋光件之間提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)；以及在所述第一電極與所述第二電極之間施加偏壓。
37.如權(quán)利要求36的方法，其中以比去除所述鎢材料更慢的去除速度去除所述聚鎢層。
38.如權(quán)利要求36的方法，其中所述接觸壓力為約0.01psi至約1psi。
39.如權(quán)利要求36的方法，其中所述拋光組合物是以約100mL/min至約400mL/min的流速提供的。
40.如權(quán)利要求36的方法，其中所述提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)的步驟包括以約7rpm至約50rpm旋轉(zhuǎn)所述拋光件并且以約7rpm至約70rpm旋轉(zhuǎn)所述襯底。
41.如權(quán)利要求36的方法，其中在所述第一和第二電極之間的所述偏壓為約1.8伏特至約2.5伏特。
42.如權(quán)利要求36的方法，其中所述組合物包含約0.2vol％至約5vol％的硫酸；約0.2vol％至約5vol％的磷酸；約0.1wt％至約5wt％的檸檬酸銨；可提供約3至約8的pH的pH調(diào)節(jié)劑；和去離子水。
43.如權(quán)利要求36的方法，其中所述組合物包含約0.5vol％至約2vol％的硫酸；約0.5vol％至約2vol％的磷酸；約0.5wt％至約2wt％的檸檬酸銨；可提供約6至約7的pH的氫氧化鉀；和去離子水。
44.如權(quán)利要求36的方法，其中所述組合物還包含蝕刻抑制劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于從襯底表面去除導(dǎo)電材料的拋光組合物和方法。在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于從襯底表面上去除至少導(dǎo)電材料的組合物，所述組合物包含硫酸或其衍生物、磷酸或其衍生物、含有機(jī)鹽的第一螯合劑、可提供約2至約10的pH的pH調(diào)節(jié)劑以及溶劑。所述組合物還包含第二螯合劑。所述組合物可用于單步或兩步電化學(xué)機(jī)械平坦化工藝中。本發(fā)明的組合物和方法提高了從襯底表面去除材料(例如鎢)的有效速度，并且減少了平坦化類型缺陷。
文檔編號(hào)C25F3/16GK1906333SQ200480041087
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月29日
發(fā)明者豐·Q·劉, 斯坦·D·蔡, 馬丁·S·沃勒特, 元·A·田, 賈仁和, 胡永崎, 陳梁韻 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司