技术特征：
1.一种铜化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其包含：磨料颗粒，其选自气相二氧化硅、胶体二氧化硅、高纯度胶体二氧化硅、气相氧化铝、胶体氧化铝、氧化铈、二氧化钛、氧化锆、表面改性的或晶格掺杂的无机氧化物颗粒、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、云母、水合硅酸铝及其组合；至少两种氨基酸，氧化剂，腐蚀抑制剂，和液体载体，其中所述制剂具有2至12的ph；以及所述磨料颗粒具有3nm至50nm、3nm至40nm、4nm至30nm或5nm至20nm的平均粒度。2.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述磨料颗粒的范围为0.0001至2.5重量％、0.0005至1.0重量％、0.001至0.5重量％、0.005至0.5重量％或0.01至0.25重量％。3.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述磨料颗粒具有≤40nm、≤30nm或≤20nm的平均粒度。4.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述磨料颗粒的范围为0.005至0.5重量％或0.01至0.25重量％。5.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述至少两种氨基酸各自独立地选自氨基乙酸(甘氨酸)、丝氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、l-丙氨酸、dl-丙氨酸、β-丙氨酸、亚氨基乙酸、天冬酰胺、天冬氨酸、缬氨酸、肌氨酸、二羟乙基甘氨酸、三(羟甲基)甲基甘氨酸、脯氨酸及其组合；并且浆料中使用的一种氨基酸与另一种氨基酸的重量浓度比为1:99至99:1；10:90至90:10，20:80至80:20，25:75至75:25，30:70至70:30，40:60至60:40，或50:50。6.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述至少两种氨基酸中的每种氨基酸的范围为0.01重量％至20.0重量％；0.1重量％至15.0重量％，或0.5重量％至10.0重量％。7.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述氧化剂选自过氧化氢、重铬酸铵、高氯酸铵、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、溴酸盐、次氯酸钙、硫酸铈、氯酸盐、三氧化铬、三氧化二铁、氯化铁、碘酸盐、碘、高氯酸镁、二氧化镁、硝酸盐、高碘酸、高锰酸、重铬酸钾、铁氰化钾、高锰酸钾、过硫酸钾、铋酸钠、亚氯酸钠、重铬酸钠、亚硝酸钠、过硼酸钠、硫酸盐、过乙酸、脲-过氧化氢、高氯酸、二叔丁基过氧化物、单过硫酸盐、二过硫酸盐及其组合；并且所述氧化剂的范围为0.1重量％至20重量％，或0.25重量％至5重量％。8.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述腐蚀抑制剂选自含氮环状化合物，该含氮环状化合物选自1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、1,2,3-苯并三唑、5-甲基苯并三唑、苯并三唑、1-羟基苯并三唑、4-羟基苯并三唑、4-氨基-4h-1,2,4-三唑、苯并咪唑；5-氨基三唑、苯并噻唑、三嗪硫醇、三嗪二硫醇和三嗪三硫醇；异氰脲酸酯及其组合。
9.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述氧化剂的范围按重量计为0.1ppm至20,000ppm，按重量计20ppm至10,000ppm，或按重量计50ppm至1000ppm。10.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其进一步包含5-1000ppm、10-500ppm或10-100ppm的平面化效率增强剂，该平面化效率增强剂选自胆碱盐、有机胺及其组合。11.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其进一步包含5-1000ppm、10-500ppm或10-100ppm的平面化效率增强剂，所述平面化效率增强剂选自2-(羟乙基)三甲基碳酸氢铵、氢氧化胆碱、对甲苯磺酸胆碱、重酒石酸胆碱、乙二胺、丙二胺及其组合。12.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其进一步包含0.0001-1.0重量％、0.0005-0.5重量％或0.001-0.3重量％的表面活性剂，该表面活性剂含有选自苯基乙氧基化物、炔属二醇、硫酸盐、磺酸盐、甘油丙氧基化物、甘油乙氧基化物、聚山梨醇酯表面活性剂、非离子烷基乙氧基化物、甘油丙氧基化物-嵌段-乙氧基化物、氧化胺、乙醇酸乙氧基化物油基醚、聚乙二醇、聚环氧乙烷、乙氧基化醇、乙氧基化物-丙氧基化物、聚醚消泡分散体及其组合中的一种。13.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其进一步包含0.0001至1.0重量％、0.0005至0.5重量％或0.001至0.3重量％的表面活性剂，所述表面活性剂含有选自苯基乙氧基化物、炔属二醇、乙氧基化物-丙氧基化物、聚醚、硫酸盐或磺酸盐及其组合中的一种，所述硫酸盐或磺酸盐选自十二烷基硫酸铵、癸基硫酸钠、十四烷基硫酸钠盐、直链烷基苯硫酸盐。14.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，进一步包含选自ph调节剂、杀生物剂、分散剂和润湿剂中的至少一种。15.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述cmp抛光制剂包含0.001至0.5重量％、0.005至0.5重量％或0.01至0.25重量％的具有mps≤30nm或≤20nm的胶体二氧化硅；至少两种氨基酸，且各自选自氨基乙酸(甘氨酸)、丙氨酸、二羟乙基甘氨酸和肌氨酸；过氧化氢；1,2,4-三唑或5-氨基三唑；水；并且所述ph为4至9或6至8。16.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述cmp抛光制剂包含0.001至0.5重量％、0.005至0.5重量％或0.01至0.25重量％的具有mps≤30nm或≤20nm的胶体二氧化硅；至少两种氨基酸，且各自选自氨基乙酸(甘氨酸)、丙氨酸、二羟乙基甘氨酸和肌氨酸；过氧化氢；1,2,4-三唑或5-氨基三唑；10至500ppm或10至100ppm的乙二胺、(2-羟乙基)三甲基碳酸氢铵或其组合；水；并且所述ph为4至9或6至8。17.根据权利要求1所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂，其中所述cmp抛光制剂包含0.001至0.5重量％、0.005至0.5重量％或0.01至0.25重量％的具有mps≤30nm或≤20nm的胶体二氧化硅；至少两种氨基酸，且各自选自氨基乙酸(甘氨酸)、丙氨酸、二羟乙基甘氨酸和肌氨酸；过氧化氢；1,2,4-三唑或5-氨基三唑；10至500ppm或10至100ppm的乙二胺、(2-羟乙基)三甲基碳酸氢铵或其组合；0.0005至0.5重量％、0.001至0.3重量％的表面活性剂，所述表面活性剂含有选自苯基乙氧基化物、炔属二醇、乙氧基化物-丙氧基化物、聚醚、硫酸盐或磺酸盐及其组合中的一种，所述硫酸盐或磺酸盐选自十二烷基硫酸铵、癸基硫酸钠、十四烷基硫酸钠盐、直链烷基苯硫酸盐；水；并且所述ph为4至9或6至8。18.一种化学机械平面化抛光含铜半导体衬底的方法，包括以下步骤：
提供具有含铜表面的所述半导体衬底；提供抛光垫；提供根据权利要求1至17中任一项所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂；使所述半导体衬底的所述表面与所述抛光垫和所述化学机械平面化(cmp)抛光制剂接触；以及抛光所述半导体的表面；其中所述含铜表面的至少一部分与所述抛光垫和所述化学机械平面化(cmp)抛光制剂两者接触。19.一种化学机械平面化抛光系统，包括：具有含铜表面的半导体衬底；提供抛光垫；提供根据权利要求1至17中任一项所述的化学机械平面化(cmp)抛光制剂；其中所述含铜表面的至少一部分与所述抛光垫和所述化学机械平面化(cmp)抛光制剂两者接触。
技术总结
公开了铜化学机械平面化(CMP)抛光制剂、方法和系统。该CMP抛光制剂包含特定形态和平均粒度(≤100nm、≤50nm、≤40nm、≤30nm或≤20nm)的磨料颗粒、至少两种或更多种氨基酸、氧化剂、腐蚀抑制剂和水。腐蚀抑制剂和水。
技术研发人员：K-Y
受保护的技术使用者：弗萨姆材料美国有限责任公司
技术研发日：2020.09.28
技术公布日：2022/5/10