[发明专利]含铜、钌和钽层的基材的化学-机械平坦化

权利要求书

1.一种化学-机械抛光组合物，其包含如下组分：

(a)至少一种类型的磨料颗粒；

(b)至少两种氧化剂；

(c)至少一种pH调节剂；和

(d)去离子水；

(e)任选包含至少一种抗氧化剂。

2.根据权利要求1的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述磨料颗粒(a)选自金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、硅化物、硼化物、陶瓷、金刚石、有机/无机杂合颗粒及其混合物。

3.根据权利要求1或2的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述磨料颗粒(a)的平均粒径为1-1000nm。

4.根据权利要求1-3中任一项的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述磨料颗粒(a)的浓度基于化学-机械抛光组合物的全部重量为0.1-10重量%。

5.根据权利要求1-4中任一项的化学-机械抛光组合物，其特征在于选择所述两种氧化剂(b)以使得一种氧化剂(b1)能够增加钽层的材料去除速度且另一氧化剂(b2)能够与钌层反应，并同时在铜表面上形成强的氧化物膜。

6.根据权利要求5的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述至少两种氧化剂(b)选自有机和无机过氧化物、过硫酸盐、碘酸盐、高碘酸和高碘酸盐、高锰酸盐、高氯酸和高氯酸盐、溴酸和溴酸盐及其混合物。

7.根据权利要求6的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述氧化剂(b1)选自过硫酸盐，所述氧化剂(b2)选自高碘酸盐。

8.根据权利要求1-7中任一项的化学-机械抛光组合物，其特征在于各氧化剂(b)的浓度基于化学-机械抛光组合物的全部重量为约0.001-10重量%。

9.根据权利要求1-8中任一项的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述pH调节剂(c)选自无机和有机酸和碱。

10.根据权利要求9的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述无机酸(c)选自强的无机矿物酸；所述有机酸(c)选自羧酸、磺酸、膦酸及其混合物；所述无机碱(c)选自碱金属氢氧化物、氢氧化铵及其混合物；所述有机碱(c)选自脂族和脂环族胺、季铵氢氧化物及其混合物。

11.根据权利要求1-10中任一项的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述抗氧化剂(e)选自含至少一个氮原子的杂环化合物。

12.根据权利要求11的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述杂环化合物(e)选自苯并三唑、1,2,4-三唑、1,2,3-三唑、苯并咪唑、5-苯基-1H-四唑及其混合物。

13.根据权利要求11或12的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述抗氧化剂(e)的浓度基于化学-机械抛光组合物的全部重量为约0.0001-1重量%。

14.根据权利要求1-13中任一项的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述化学-机械抛光组合物包含至少一种功能添加剂(f)。

15.根据权利要求14的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述功能添加剂(f)选自有机溶剂、带负电荷的聚合物和共聚物、络合剂和螯合剂、多价金属离子、表面活性剂、流变控制剂、消泡剂、杀菌剂及其混合物。

16.根据权利要求1-15中任一项的化学-机械抛光组合物，其特征在于所述化学-机械抛光组合物的pH为约4-9。

17.一种将含至少一个铜层、至少一个钌层和至少一个钽层的基材化学-机械平坦化的方法，其包括以下步骤：

(1)提供根据权利要求1-16中任一项的化学-机械抛光组合物；

(2)使待抛光的基材表面与所述化学-机械抛光组合物和抛光垫接触；和

(3)通过相对基材移动抛光垫而将基材表面化学机械抛光。

18.根据权利要求17的方法，其特征在于所述基材额外包含介电层。