在化學機械拋光應用中的可調選擇性的漿料的製作方法

2023-10-05 18:49:54 1

專利名稱：：在化學機械拋光應用中的可調選擇性的漿料的製作方法
技術領域：
：組合物拋光基板的方法<該化學-機械拋光
背景技術：
：集成電路由形成在基板上或基板中的數百萬個有源器件構成，該基板例如矽晶片。所述有源器件以化學和物理方式連接到基板中且通過使用多層互連而互聯形成功能電路。典型的多層互連包含第一金屬層、層間介電層、及第二和某些情況下的後續的金屬層。當各材料層相繼沉積於基板上並從其上移除時，可能需要移除該基板最上表面的一些部分。對表面進行平坦化或對表面進行"拋光"是其中自基板表面移除材料以形成通常平滑、平坦表面的工藝。平坦化有助於移除不期望的表面形貌及表面缺陷，例如粗糙表面、團聚材料、晶格損傷、刮痕及受汙染的層或材料。通過移除過量的用以填充特徵(feature)且為後續各層的金屬化和加工提供平坦表面的沉積材料，平坦化也可用於在基板上形成特徵。CMP使用化學組合物(通常為漿料或其他流體介質)以自基板移除材料。在常規的CMP技術中，在CMP裝置中，將基板載體(carrier)或拋光頭安裝在載體組件上，且將其定位成與拋光墊接觸。該載體組件提供對基板的可控壓力，迫使基板抵靠在拋光墊上。該墊通過外部驅動力相對於基板移動。該墊與基板之間的相對移動用於研磨該基板表面以從基板表面移除一部分材料，從而拋光該基板。通過墊與基板的相對移動來拋光基板通常進一步藉助於拋光組合物的化學活性和/或懸浮於拋光組合物中的研磨劑的機械活性。該拋光組合物可顯示出對正在被拋光工藝移除的特定層或材料的或高或低的選擇性。當用具有高選擇性的拋光組合物實施CMP時，所選定的材料的移除速率明顯高於在正拋光的基板表面處暴露的其他材料的移除速率。相反，當以具有低選擇性的拋光組合物實施CMP時，在正拋光的基板表面5上所存在的各種材料均以基本相同的速率移除。與選擇性漿料相比，非選擇性漿料可對更寬範圍的表面特徵或圖案進行形貌的有利改良，即，減少凹陷及侵蝕。除了拋光組合物以外，CMP裝置及基板上的表面圖案影響拋光步驟期間的選擇性。然而，上述因素對最終使用者(即，器件製造者)而言是獨特的。擇性。例如，經設計對含金屬層及介電層的基板無選擇性的拋光組合物在拋光實際基板期間可能不顯示出1:1的選4奪性，這導致了不期望的侵蝕。因此，需要具有可調選擇性的拋光組合物，該拋光組合物可以使最終使用者針對特定基板及/或裝置容易地最優化拋光性能。具體地說，需要能夠由最終使用者調節成在單一CMP拋光步驟期間以幾乎相等的拋光速率來無選擇地移除金屬層和介電層的拋光組合物。本發明提供了製備可調拋光組合物的方法。從本文提供的對本發明的描述，本發明的這些和其它優點以及額外的發明特徵將變得明晰。
發明內容本發明提供一種製備化學-機械拋光組合物的方法，該組合物用於拋光至少具有第一層及第二層的基板，該方法包括(a)提供包含研磨劑的第一化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有第一層對第二層的第一選擇性；(b)提供包含研磨劑的第二化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有該第一層對該第二層的第二選擇性，其中該第二化學-機械拋光組合物在該第一化學-機械拋光組合物的存在下是穩定的，且其中該第一選擇性不同於該第二選擇性，及(c)將該第一及第二化學-機械拋光組合物以獲得該第一層對該第二層的最終選擇性的比例混合。本發明進一步提供一種化學-機械拋光基板的方法，該方法包括(a)提供至少具有第一層和第二層的基板；(b)製備最終的化學-機械拋光組合物，該製備包括下列步驟(i)提供包含研磨劑的第一化學-機械拋光組合物'該研磨劑具有第一層對第二層的第一選擇性；(ii)提供包含研磨劑的第二化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有該第一層對該第二層的第二選擇性，其中該第二化學-機械拋光組合物在該第一化學-機械拋光組合物的存在下是穩定的'且其中該第一選擇性不同於該第二選擇性'及(iii)將該第一及第二化學-機械拋6光組合物以獲得具有該第一層對該第二層的最終選擇性的最終化學-機械拋光組合物的比例混合；(c)使該基板接觸該最終化學-機械拋光組合物；(d)相對於該基板移動該拋光墊，其間具有該最終化學-機械拋光組合物，及(e)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。圖1為鴒(W)移除速率、氧化物移除速率、及W:氧化物的選擇性隨最終化學-機械拋光組合物中的第一與第二化學-機械拋光組合物之比而變化的圖。具體實施例方式本發明涉及一種製備化學-機械拋光組合物的方法，該組合物用於拋光至少具有第一層及第二層的基板。該方法允許製備一種在第一層與第二層材料間具有所需最終選擇性(即，相對移除速率)的化學-機械拋光組合物。該第一層及第二層不同且包含不同材料。該第一及第二層可包含任何適宜材料，尤其是任何適於設計及製造集成電路的材料。優選地，該第一層包含金屬層，且該第二層包含介電層。所述金屬層可包含鋁、銅、鎳、鐵、鎢、鉭、銥、鉿、鈥、釕、柏、金、銀、其氧化物、其氮化物、其合金、及其混合物。優選地，該金屬層包含鎢。介電層可包含基於矽的介電材料(例如二氧化矽、經摻雜的二氧化矽、及氧氮化矽)及低K電介質。優選地，該介電層包含二氧化矽、經摻雜的二氧化矽、或氧氮化矽。該第一層對該第二層的所需最終選擇性是通過將第一化學-機械拋光組合物與第二化學-機械拋光組合物以特定比例混合以形成"最終"化學-機械拋光組合物而獲得。該第一化學-機械拋光組合物具有該第一層對該第二層的第一選擇性，且該第二化學-機械拋光組合物具有該第一層對該第二層的第二選擇性。因此，為獲得具有所需最終選擇性的最終化學-機械拋光組合物而必需的第一拋光組合物與第二拋光組合物的量的比可容易地確定。值得注意的是，通過調節第一及第二拋光組合物的量的比，可容易地調節最終化學-機械拋光組合物的最終選擇性以滿足最終使用者(即器件製造者)的各種而安。該第一拋光組合物可具有任何適宜的第一層對第二層的選擇性。通常，該第一選擇性為25:1至1:1(例如，20:1至1:1、10:1至1:1、5:1至1:1、2:1至l:l、1.8:1至1:1、1.5:1至1:1、及1.2:1至1:1)。該第二拋光組合物可具有任何適宜的第一層對第二層的選擇性。通常，該第二選擇性為0.04:1至1:1(侈寸^口，0.1:1至1:1、0.2:1至1:1、0.5:1至1:1、0.6:1至1:1、0.8:1至1:1)。該第一選擇性不同於第二選擇性。該第一選擇性及第二選擇性不可二者皆低(即，1:1)。該第二拋光組合物在第一拋光組合物的存在下是穩定的。本文所用術語"穩定"是指拋光組合物的化學及物理穩定性。因此，該第一拋光組合物與第二拋光組合物的各組分在混合時不會因分解或相互之間的化學反應而消耗。此外，該第一及第二組合物的各可溶組分在混合時保留在溶液中，且該第一及第二組合物的各不溶組分在混合時保持懸浮。該第一及第二拋光組合物包含研磨劑。通常，該研磨劑以該拋光組合物的總重量計以0.1重量％或更高(例如，0.5重量％或更高、或1重量。/。或更高)的量存在於第一及第二拋光組合物中。通常，該研磨劑以該第一及第二拋光組合物的總重量計以20重量％或更低(例如，15重量％或更低、10重量％或更低、5重量％或更低、或2.5重量°/。或更低)的量存在於第一及第二拋光組合物中。該研磨劑可為任何適宜的研磨劑，其中許多是本領域所公知的。合意地，該研磨劑包含金屬氧化物。合適的金屬氧化物包括選自下列的金屬氧化物氧化鋁、二氧化矽、氧化鈦、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、其共形成產物、及其組合。優選地，金屬氧化物為二氧化矽。所述二氧化矽可為任何適宜形式的二氧化矽。可用的二氧化矽形式包括，但不限於，熱解二氧化矽、沉澱二氧化矽及縮聚二氧化矽。優選地，二氧化矽為縮聚二氧化矽。通常通過縮合Si(OH)4以形成膠體顆粒來製備縮聚二氧化矽顆粒。前體Si(OH)4可例如通過高純度烷氧基矽烷的水解、或通過矽酸鹽含水溶液的酸化來獲得。這種研磨劑顆粒可根據美國專利5,230,833製備或可作為各種市售產品的任一種而獲得，所述市售產品例如FusoPL-1、PL-2及PL-3產品；Nalco1050、2327及2329產品；以及可得自DuPont、Bayer、AppliedResearch、NissanChemical和Clariant的其他類似產品。研磨劑顆粒可具有任何適合的尺寸。研磨劑顆粒通常具有5nm至250nm的平均初級粒徑(例如，平均初級顆粒直徑)。優選地，研磨劑顆粒具有10nm至100nm的平均初級粒徑。最優選地，研磨劑顆粒具有25nm至80nm的平均初級粒徑。該第一及第二拋光組合物包含液體載體。液體載體用以幫助將研磨劑及溶解或懸浮於其中的任何組分施用到待拋光(例如，平坦化)的基板的表面上。液體載體通常為含水載體且可僅為水(即，可由水組成)、可基本上由水組成、可包含水及適合的水可混溶溶劑、或可為乳液。適合的水可混溶溶劑包括醇(例如曱醇、乙醇等)和醚(例如二隨烷及四氫呋喃)。優選地，含水載體包含水、基本上由水組成、或由水組成，更優選，水為去離子水。該第一及第二拋光組合物可進一步包含金屬腐蝕抑制劑。可用作金屬腐蝕抑制劑的化合物種類包括具有含氮官能團的化合物，例如含氮雜環、烷基銨離子、氨基烷基、及胺基酸。包含含氮雜環官能團的可用的金屬腐蝕抑制劑的實例包括2,3,5-三曱基吡嗪、2-乙基-3，5-二曱基吡嗪、喹喔啉、乙醯基吡咯、噠。秦、組氨酸、吡。秦、苯並咪唑、及其混合物。本文所用術語"烷基銨離子"是指具有可在含水溶液中產生烷基銨離子的官能團的含氮化合物。在包含具有含氮官能團的化合物的水溶液中所產生的烷基銨離子的含量隨溶液pH值及所選化合物而變化。在pH值小於9的含水溶液中產生抑制量的烷基銨離子官能團的含氮官能團金屬腐蝕抑制劑的實例包括monoquatisies(異硬脂基乙基咪唑啉氮鏡(isostearylethylimididonium))、氫氧化十六烷基三曱基銨、alkatergeE(2-十七烯基-4-乙基-2-瞎唑啉-4-曱醇)、aliquat336(氯化三癸醯基曱基銨)、nuospet101(4,4-二曱基瞎唑烷)、氫氧化四丁基銨、十二烷基胺、氫氧化四甲基銨、及其混合物。優選的金屬腐蝕抑制劑是氫氧化四丁基銨。可用的氨基烷基金屬腐蝕抑制劑包括，例如，氨基丙基矽烷醇、氨基丙基矽氧烷、十二烷基胺、及其混合物。此外，可用的金屬腐蝕抑制劑包括合成及天然存在的胺基酸，例如賴氨酸、酪氨酸、穀氨醯胺、穀氨酸、甘氨酸、胱氨酸、及絲氨酸。在優選實施方式中，金屬腐蝕抑制劑是氬氧化四丁基銨、甘氨酸、或其組合。金屬腐蝕抑制劑可以任何適宜的量存在。通常，抑制劑以0.001重量％或更高(例如，0.005重量％或更高、或0.01重量％或更高)的量存在於第一及第二拋光組合物中。通常，抑制劑以2重量％或更低(例如，1重量％或更低、或0.1重量％或更低)的量存在於第一及第二拋光組合物中。該第一及第二拋光組合物任選地進一步包含一種或多種其他添加劑。該第一及第二拋光組合物可包含表面活性劑和/或流變控制劑，包括粘度增強劑及凝結劑(例如，聚合物流變控制劑，諸如，氨基甲酸酯聚合物)。合適的表面活性劑包括，例如，陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陰離子聚電解質、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、氟化表面活性劑、其混合物及類似物。該第一及第二拋光組合物可具有任何適宜的pH值。通常，該第一及第二拋光組合物的pH值為9或更低(例如，7或更低、6或更低、5或更低、或者4或更低)。第一及第二拋光組合物的pH值可相同或不相同。更具體地說，該第一及第二拋光組合物可進一步包含pH調節劑、pH緩沖劑、或其組合。該pH調節劑可為任何適宜的pH調節化合物。例如，pH調節劑可為硝酸、氫氧化鉀、或其組合。pH緩沖劑可為任何適宜的緩衝劑，例如，磷酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽、硼酸鹽、銨鹽等。該第一及第二拋光組合物可包含任何適宜量的pH調節劑和/或pH緩衝劑，只要使用適宜的量以在前述pH值範圍內獲得和/或維持拋光組合物的pH值即可。該第一拋光組合物可進一步包含至少一種催化劑。所述催化劑可為金屬催化劑、非金屬催化劑、或其組合。優選地，該催化劑為鐵催化劑。適宜的催化劑包括鐵的無機鹽，例如鐵(n或m)的硝酸鹽、鐵(n或m)的硫酸鹽、鐵(n或ni)的卣化物(包括氟化物、氯化物、溴化物、石典化物、高氯酸鹽、過溴酸鹽、及高碘酸鹽)；或有機鐵(n或m)化合物(例如乙酸鹽、乙醯丙酮化物、檸檬酸鹽、葡糖酸鹽、丙二酸鹽、草酸鹽、鄰苯二曱酸鹽、及琥珀酸鹽)。更優選地，該催化劑是《失(n或ni)的硝酸鹽。該催化劑可以任何適宜的量存在於該第一拋光組合物中。通常，該催化劑以0.0001重量％或更高(例如，0.001重量％或更高、0.005重量％或更高、或者o.oi重量％或更高)的量存在。通常，該催化劑以2重量％或更低(例如，0.5重量％或更低、或者0.05重量％或更低)的量存在。該第一拋光組合物可進一步包含穩定劑。該穩定劑抑制催化劑與氧化劑發生反應。可用的穩定劑包括磷酸、有機酸(例如己二酸、檸檬酸、丙二酸、鄰苯二曱酸、及EDTA)、膦酸酯化合物、腈類化合物(例如，苄腈)、及其混10合物。優選地，該穩定劑為丙二酸。該穩定劑可以任何適宜的量存在於該第一拋光組合物中。通常，該穩定劑以1當量/催化劑至15當量/催化劑的量存在。更優選地，該穩定劑以1當量/催化劑至5當量/催化劑的量存在。將該第一及第二拋光組合物混合後，可以將氧化劑添加至所得經混合的(即最終的)化學-機械拋光組合物中。該氧化劑與該催化劑一起氧化第一層(即金屬層)。所用的氧化劑優選為一種或多種無機或有機過化合物(per-compound)。過化合物(如Hawley的CondensedChemicalDictionary所定義)是含有至少一個過氧基團(-O-O-)的化合物或含有處於其最高氧化態的元素的化合物。含有至少一個過氧基團的化合物的實例包括，但不限於，過氧化氫及其加成物(例如脲過氧化氫和過碳酸鹽)、有機過氧化物(例如過氧化苯曱醯、過乙酸及二叔丁基過氧化物)、單過硫酸根(so,)、二過硫酸根(S2(V-)及過氧化鈉。含有處於其最高氧化態的元素的化合物的實例包括，但不限於，高碘酸、高碘酸鹽、過溴酸、過溴酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽及高錳酸鹽。非過化合物的實例包括，但不限於，溴酸鹽、氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、碘酸、及鈰(IV)化合物(例如硝酸鈰銨)。優選地，該氧化劑是過氧化氫。該最終拋光組合物可具有任何適宜的pH值。通常，該最終拋光組合物具有9或更低(例如，7或更低、6或更低、5或更低、或者4或更低)的pH值。可通過任何適宜的技術(其中許多是本領域技術人員已知的)製備該最終拋光組合物。能夠以分批或連續工藝製備該最終拋光組合物。一般而言，該最終拋光組合物可通過下述方法製備將第一拋光組合物與第二拋光組合物以任何順序組合，並通過任何能夠將各組分？1入拋光組合物中的方法進行混合。還可通過在拋光操作期間在基板表面混合第一及第二拋光組合物來製備該拋光組合物。該最終拋光組合物可作為包含第一拋光組合物及第二組合物的雙料包體系提供。而且，適宜的是，第一或第二容器中的組分具有不同的pH值，或者具有基本上相似或甚至相等的pH值。氧化劑(例如過氧化氫)可分別自第一及第二拋光組合物提供，且可以例如在使用前不久(例如，使用前1周或更短、使用前l天或更短、使用前l小時或更短、使用前10分鐘或更短、或者使用前1分鐘或更短)由最終使用者進行組合。其他兩個容器、或者三個或更多個容器、最終拋光組合物的各組分的組合是在本領域技術人員的知識範圍內。該第一及第二拋光組合物也可以濃縮物的形式提供，該濃縮物意欲在使用前以適量的液體載體進行稀釋。在這種實施方案中，例如，該第一拋光組合物濃縮物可包含研磨劑、鐵催化劑、穩定劑、金屬腐蝕抑制劑、及液體載體，它們的量使得在用適量的液體載體稀釋該濃縮物時，拋光組合物中的每一組分在拋光組合物中的存在量處於上述每一組分的適當量的範圍內。例如，研磨劑、鐵催化劑、穩定劑、金屬腐蝕抑制劑的各自存在濃度可以是上述每一組分的濃度的2倍(例如，3倍、4倍或5倍)，以使得，當用等體積的液體載體(例如，分別為2等體積的液體載體、3等體積的液體載體、或4等體積的液體載體)稀釋該濃縮物時，每一組分在拋光組合物中的存在量處於上述每一組分的量的範圍內。類似地，在第二拋光組合物中，研磨劑和金屬腐蝕抑制劑的各自存在濃度可以是上述每一組分的濃度的2倍(例如，3倍、4倍或5倍)，以使得，當用等體積的液體載體(例如，分別為2等體積的液體載體、3等體積的液體載體、或4等體積的液體載體)稀釋該濃縮物時，每一組分在拋光組合物中的存在量處於上述每一組分的量的範圍內。此外，本領域技術人員應當理解，該濃縮物可含有適當比例的存在於最終拋光組合物中的液體載體，以確保研磨劑、鐵催化劑、穩定劑、金屬腐蝕抑制劑、及其他適宜的添加劑至少部分或完全地溶解於該濃縮物中。本發明還提供一種拋光至少具有第一層及第二層的基板的方法。拋光基板的方法包括(a)提供至少具有第一層和第二層的基板；(b)製備最終的化學-機械拋光組合物，該製備包括下列步驟(i)提供包含研磨劑的第一化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有第一層對第二層的第一選擇性；(ii)提供包含研磨劑的第二化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有該第一層對該第二層的第二選擇性，其中該第二化學-機械拋光組合物在該第一化學-機械拋光組合物的存在下是穩定的，且其中該第一選擇性不同於該第二選擇性，及(iii)將該第一及第二化學-機械拋光組合物以獲得具有該第一層對該第二層的最終選擇性的最終化學-機械拋光組合物的比例混合；(c)使該基板接觸該最終化學-機械拋光組合物；(d)相對於該基板移動該拋光墊，其間具有該最終化學-機械拋光組合物；及(e)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。根據本發明，可通過任何適合的技術用本文所述的最終拋光組合物來平坦化或拋光基板。本發明的拋光方法尤其適於與化學機械拋光(CMP)裝置結合使用。通常，CMP裝置包含壓板，其在使用時處於運動中且具有由軌道、線性或圓周運動所產生的速度；拋光墊，其與壓板相接觸且在運動時隨著壓板移動；及載體，其固持待通過與拋光墊表面接觸並相對於拋光墊表面移動而進行拋光的基板。基板的拋光通過如下發生與拋光墊及本發明的拋光組合物相接觸而放置基板，然後，相對於該基板移動該拋光墊，以便磨除該基板的至少一部分來拋光該基板。可以使用任何適合的拋光墊(例如，拋光表面)以該最終拋光組合物來平坦化或拋光基板。合適的拋光墊包括，例如，編織及非編織拋光墊。此外，合適的拋光墊可以包含具有不同密度、硬度、厚度、壓縮性、壓縮回彈能力及壓縮模量的任何合適的聚合物。合適的聚合物包括，例如，聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龍、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚醯胺、聚氨基曱酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成產物、及其混合物。期望地，CMP裝置進一步包含原位拋光終點檢測系統，其中許多是本領域已知的。通過分析從工件表面反射的光或其他輻射來檢測和監測拋光過程的技術是本領域已知的。這類方法描述在例如美國專利第5,196,353號、美國專利第5,433,651號、美國專利第5,609,511號、美國專利第5,643,046號、美國專利第5,658,183號、美國專利第5,730,642號、美國專利第5,838,447號、美國專利第5,872,633號、美國專利第5,893,796號、美國專利第5,949,927號及美國專利第5,964,643號中。期望地，對於正被拋光的工件的拋光過程進展的檢測或監測使得能夠確定拋光終點，即確定何時終止對特定工件的拋光過程。以下實施例進一步說明本發明，但當然不應理解為以任何方式對其範圍進行限制。實施例1該實施例說明了通過本發明方法所獲得的可調選擇性。第一化學-機械拋光組合物含有5重量％的平均初級粒徑為25納米的縮聚二氧化矽(NalcoTX11005)、0.0837重量％硝酸鐵、69ppm丙二酸、及13U50ppm氫氧化四丁基銨(TBAH)。第一化學-機械拋光組合物對鴒顯示出高移除速率，即2700埃/分鐘。第二化學-機械拋光組合物含有5重量％的平均顆粒直徑為25納米的縮聚二氧化矽(NalcoTX11005)及1250ppm的TBAH。第二化學_機械拋光組合物對氧化物顯示出高移除速率，即1900埃/分鐘。將第一及第二拋光組合物以各種比例相混合，且添加4重量％過氧化氬以產生7種拋光組合物(1A、1B、1C、1D、1E、1F、及1G)。用這7種拋光組合物拋光包括鴒圖案化晶片的相似基板。鉤和氧化物的移除速率結果示於表1中。表1:材料移除速率和選擇性隨第一及第二化學-機械拋光組合物之比的變化tableseeoriginaldocumentpage14表1的數據繪示於圖1的圖中，其描述了鴒移除速率、氧化物移除速率、以及鴒:氧化物的選棒法。結果表明在保持氧化物及鎢二者的可接受的移除速率的同時，可容易地控制選擇性。在該調節選擇性的實施例中，隨著第一與第二拋光組合物之比的改變，鴒移除速率由於鐵催化劑濃度的改變而得以調節，而氧化物移除速率不變。此外，為獲得所需的最終選擇性而必需的第一拋光組合物與第二拋光組合物之比易於從對應於鎢:氧化物的選擇性的直線的斜率計算得出。在該具體情形下，該直線的斜率由式I定義選擇性=1.4723-0,0131x氧化物組分的百分數(I)實施例2該實施例說明了由本發明方法獲得的可調選擇性。進行一系列其中系統地改變研磨劑濃度及催化劑濃度的拋光試驗，以闡明研磨劑和催化劑的濃度與鴒和氧化物的移除速率之間的關係。研磨劑為平均初級粒徑為25納米的縮聚二氧化矽(Fuso)，且催化劑為硝酸鐵。研磨劑和催化劑的濃度與材料移除速率以及鴒:氧化物的選擇性的結果列於表2中。表2:材料移除速率和選擇性隨催化劑和研磨劑的濃度的變化研磨劑濃度(重量％)催化劑濃度(ppm)鴒移除速率(埃/分鐘)氧化物移除速率(埃/分鐘)W:氧化物的選擇性2,70734.9432617852,43扁22.5430919102.32細22.5443014503.12.70710.1297417671.72細40.0432015192.81.29310.1338111123.01.29334.9412311603.62細22.5436514373.02.0005.0187215131.22細22.5443814373.1l細22.540549644.2根據示於表2中的結果，鎢移除速率的數學模型(式n)及氧化物移除速率的數學模型(式m)如下鎢移除速率(埃/分鐘)=1029+236[催化劑濃度(ppm)]-612.7[催化劑濃度(ppm)]2(II)氧化物移除速率(埃/分鐘)=534+463[研磨劑濃度(重量％)](III)結果表明鴒移除速率僅隨催化劑濃度而變化，且氧化物移除速率與研磨劑濃度線性相關。因此，製備具有可調選擇性的化學-機械拋光組合物的方法可根據式II及式III設計。例如，當第一化學-機械拋光組合物包含22.5ppm催化劑及0.66重量％研磨劑，且第二化學-機械拋光組合物包含3重量％研磨劑時，對於最終化學-機械拋光組合物中第一化學-機械拋光組合物與第二化學-機械拋光組合物的不同比例，可計算出鵠移除速率、氧化物移除速率、以及鴒:氧化物的選擇性。計算結果示於表3中。15表3:計算出的材料移除速率和選擇性隨第一化學-機械拋光組合物及第二化學-機械拋光組合物之比的變化tableseeoriginaldocumentpage16結果表明最終選擇性由最終使用者通過選擇最終化學-機械拋光組合物中的第一化學-機械拋光組合物與第二化學-機械拋光組合物的適合比例而得以容易地控制。權利要求1.一種製備化學-機械拋光組合物的方法，該組合物用於拋光至少具有第一層和第二層的基板，該方法包括(a)提供包含研磨劑的第一化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有第一層對第二層的第一選擇性，(b)提供包含研磨劑的第二化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有該第一層對該第二層的第二選擇性，其中該第二化學-機械拋光組合物在該第一化學-機械拋光組合物的存在下是穩定的，且其中該第一選擇性不同於該第二選擇性，及(c)將該第一及第二化學-機械拋光組合物以獲得該第一層對該第二層的最終選擇性的比例混合。2.權利要求l的方法，其中該第一層為金屬層，且該第二層為介電層。3.權利要求2的方法，其中該第一層包含鎢。4.權利要求2的方法，其中該第二層包含氧化矽、氧氮化矽、或經摻雜的氧化矽。5.權利要求1的方法，其中所述第一層對第二層的第一選擇性為25:1至1:1。6.權利要求1的方法，其中所述第一層對第二層的第二選擇性為0.04:1至1:1。7.權利要求1的方法，其中該第一化學-機械拋光組合物進一步包含(a)鐵催化劑，其選自具有多種氧化態的無機鐵化合物及有機鐵化合物，(b)至少一種穩定劑，其選自磷酸、鄰苯二甲酸、檸檬酸、己二酸、草酸、丙二酸、千腈、及其混合物，(c)金屬腐蝕抑制劑，其選自氫氧化四烷基銨及胺基酸，及(d)液體載體。8.權利要求7的方法，其中該鐵催化劑為硝酸鐵，該穩定劑為丙二酸，該抑制劑為氫氧化四丁基銨，且該研磨劑為二氧化矽。9.權利要求1的方法，其中該第二化學-機械拋光組合物進一步包含氫氧化四烷基銨及液體載體。10.權利要求9的方法，其中該氫氧化四烷基銨為氫氧化四丁基銨。11.權利要求9的方法，其中該研磨劑為二氧化矽。12.權利要求1的方法，其進一步包括(d)將氧化劑添加至該第一與第二化學-機械拋光組合物的混合物中。13.權利要求12的方法，其中該氧化劑為過氧化氫。14.一種化學-機械拋光基板的方法，該方法包括(a)提供至少具有第一層和第二層的基板，(b)製備最終的化學-機械拋光組合物，該製備包括下列步驟(i)提供包含研磨劑的第一化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有第一層對第二層的第一選一奪性，(ii)提供包含研磨劑的第二化學-機械拋光組合物，該研磨劑具有該第一層對該第二層的第二選擇性，其中該第二化學-機械拋光組合物在該第一化學-機械拋光組合物的存在下是穩定的，且其中該第一選擇性不同於該第二選擇性，及(iii)將該第一及第二化學-機械拋光組合物以獲得具有該第一層對該第二層的最終選擇性的最終化學-機械拋光組合物的比例混合，(c)使該基板接觸該最終化學-機械拋光組合物，(d)相對於該基板移動該拋光墊，其間具有該最終化學-機械拋光組合物，及(e)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。15.權利要求14的方法，其中該第一層為金屬層，且該第二層為介電層。16.權利要求15的方法，其中該第一層包含鎢。17.權利要求15的方法，其中該第二層包含氧化矽。18.權利要求14的方法，其中所述第一層對第二層的第一選擇性為25:1至1:1。19.權利要求14的方法，其中所述第一層對第二層的第二選擇性為0.04:1至1:1。20.權利要求14的方法，其中該第一化學-機械拋光組合物進一步包含(a)鐵催化劑，其選自具有多種氧化態的無機鐵化合物及有機鐵化合物，(b)至少一種穩定劑，其選自磷酸、鄰苯二甲酸、檸檬酸、己二酸、草酸、丙二酸、節腈、及其混合物，(c)金屬腐蝕抑制劑，其選自氳氧化四烷基銨及胺基酸，及(d)液體載體。21.權利要求20的方法，其中該鐵催化劑為硝酸鐵，該穩定劑為丙二酸，該抑制劑為氫氧化四丁基銨，且該研磨劑為二氧化矽。22.權利要求14的方法，其中該第二化學-機械拋光組合物進一步包含氫氧化四烷基銨及液體載體。23.權利要求22的方法，其中該氫氧化四烷基銨為氫氧化四丁基銨。24.權利要求22的方法，其中該研磨劑為二氧化矽。25.權利要求14的方法，其在步驟(b)中進一步包括(iv)將氧化劑添加至該第一與第二化學-機械拋光組合物的混合物中。26.權利要求25的方法，其中該氧化劑為過氧化氫。全文摘要本發明提供一種製備化學-機械拋光組合物的方法，該組合物用於拋光至少具有第一層和第二層的基板。該方法包括提供第一化學-機械拋光組合物及第二化學-機械拋光組合物兩者，其中，該第一化學-機械拋光組合物包含具有第一層對第二層的選擇性的研磨劑，且該第二化學-機械拋光組合物包含具有第一層對第二層的不同選擇性的研磨劑，該第二化學-機械拋光組合物在該第一化學-機械拋光組合物的存在下是穩定的；和將該第一及第二化學-機械拋光組合物以獲得該第一層對該第二層的最終選擇性的比例混合。本發明進一步提供一種化學-機械拋光基板的方法。文檔編號C09K3/14GK101479359SQ200780024178公開日2009年7月8日申請日期2007年6月13日優先權日2006年6月29日發明者班傑明·拜爾,羅伯特·瓦卡西,迪尼什·卡納,湛陳申請人:卡伯特微電子公司