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CN1660951A - 抛光组合物和抛光方法 - Google Patents

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CN1660951A
CN1660951A CN2005100528808A CN200510052880A CN1660951A CN 1660951 A CN1660951 A CN 1660951A CN 2005100528808 A CN2005100528808 A CN 2005100528808A CN 200510052880 A CN200510052880 A CN 200510052880A CN 1660951 A CN1660951 A CN 1660951A
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CN
China
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polishing
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titanium
mass
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CN2005100528808A
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崛川智代
大野晃司
玉井一诚
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Fujimi Inc
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Fujimi Inc
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Abstract

一种抛光组合物，它含有大于0.1质量％的胶体二氧化硅和水，且pH值为6或更小。该抛光组合物具有以高切削率抛光钛材料的能力。因此，该抛光组合物适合用于抛光含钛物体的应用中。

Description

抛光组合物和抛光方法
                                技术领域
本发明涉及一种用于例如抛光形成半导体设备导线布线的抛光组合物，以及使用这种抛光组合物的抛光方法。
                                背景技术
当前，使用化学机械抛光(CMP)技术的大马士革工艺(damascene process)成为形成半导体设备的导线布线的主要方法。当形成导线布线时，首先，在设置于半导体衬底上的绝缘层上形成导线沟，然后，在绝缘层上形成含有钛或氮化钛的阻挡层。随后，在阻挡层上形成导体层使得至少导线沟被导体层填满，然后，通过化学机械抛光除去导线沟之外的导体层部分和阻挡层部分，由此在绝缘层上留下并位于导线沟中的导体层部分作为导线布线。
日本国家阶段公开专利公开No.2000-501771，日本公开专利公开No.10-67986，10-265766和11-116948公开了用于抛光中以除去位于导线沟之外的导体层部分和阻挡层部分的传统抛光组合物。但是，传统的抛光组合物不具有以高切削率抛光含钛的阻挡层的能力。此外，传统抛光组合物因氟化物的加入而具有降低安全性的问题，以及因加入金属催化剂而产生半导体设备的金属污染问题。
除去位于导线沟外侧的导体层部分和阻挡层部分的抛光可使用两种或多种抛光组合物来进行。更具体地，彼此互不相同的抛光组合物可以在下面的步骤中使用：除去位于导线沟外侧的导体层部分以露出阻挡层的上表面，除去位于导线沟外侧的导体层部分的残留物和位于导线沟外侧的阻挡层部分以暴出绝缘层的上表面。但是，上面的方法用大量的工作来提供两种或多种抛光组合物和用来替换抛光组合物，因此工作效率降低。
                                发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能以高切削率抛光钛金属的抛光组合物，并提供一种使用这种抛光组合物的抛光方法。
为了达到前述和其他目的，按照本发明的目的，提供了一种抛光组合物。用于抛光含钛物体应用中的该抛光组合物包括大于0.1质量％的胶体二氧化硅，以及水，且pH值为6或更低。
本发明还提供了一种抛光方法。该方法包括制备上述抛光组合物和使用所制备的抛光组合物抛光含钛物体。
从下面的描述，结合附图和通过对发明原理的实施例的举例说明，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。
                                附图说明
参照下面的当前优选实施方式以及附图，可以最好地理解本发明及其目的和优点，附图中：
图1和2都是举例说明按照本发明的一个实施方式的抛光方法的横截面图。
                                具体实施方式
下面将参考图1和2描述本发明的一个实施方式。
首先描述形成半导体设备的导线布线15(见图2)的方法。当形成半导体设备的导线布线15时，如图1所示，首先，在具有导线沟12的绝缘层11上形成阻挡层13和导体层14。绝缘层11可以是任何一种SiO2膜，例如，TEOS膜，BSG膜，PSG膜，BPSG膜，SiOF膜，和SiOC膜。导线沟12按照公知的例如平版印刷技术和图案蚀刻技术形成，以提供预先设计的图案。
在绝缘层11上形成阻挡层13，以使得在形成导体层14之前，绝缘层11的表面被阻挡层13覆盖。阻挡层13按照例如PVD法或者CVD法来形成。阻挡层13由钛化合物例如氮化钛、钛或者钛合金形成。阻挡层13可以是例如包含钛层或氮化钛层的单层结构，或包含钛层和氮化钛层的双层结构，或包含两个钛层和夹在两个钛层之间的氮化钛层的三层结构。相比于导线沟12的深度，阻挡层13的厚度优选为足够地薄。
导体层14形成在阻挡层13上，以使至少导线沟12被导体层14填满。导体层14按照例如PVD法、CVD法或金属电镀法形成。导体层14由导电金属例如钨、铜、铝、钌、铂、金、铪、钴和镍形成。导体层14优选用钨、铜或铝形成，因为这类金属具有高的电导率。
随后，通过化学机械抛光，除去位于导线沟12的外侧的导体层14部分和阻挡层13部分。因此，如图2所示，位于导线沟12内侧的阻挡层13的其他部分和导体层14的其他部分保留在绝缘层11上。位于导线沟12内的导体层14部分用作导线布线15。位于导线沟12内侧的阻挡层13部分用来防止导线布线15中的金属原子扩散到绝缘层11中。
用来除去位于导线沟12外侧的阻挡层13部分和导体层14部分的化学机械抛光在第一至第三抛光步骤中进行。在第一抛光步骤中，使用化学机械抛光除去一部分位于导线沟12外侧的导体层14部分。第一抛光步骤中的抛光在阻挡层13暴露之前完成。在随后的第二抛光步骤中，通过化学机械抛光除去另一部分位于导线沟12外层的导体层14部分以使阻挡层13的上表面暴露出来。在随后的第三抛光步骤中，通过化学机械抛光除去位于导线沟12外侧的导体层14部分的残留部分和位于导线沟12外层的阻挡层13部分，以使绝缘层11的上表面暴露出来。
按照本实施方式的抛光组合物可用于第一至第三的任一步骤中。特别在第三步骤中，优选使用该抛光组合物。该抛光组合物包括胶体二氧化硅，氧化剂和水。
抛光组合物中的胶体二氧化硅具有机械抛光物体的作用，特别是快速抛光钛材料的作用。通过溶胶-凝胶工艺合成的胶体二氧化硅含有非常少量的杂质元素，因此，抛光组合物所包含的胶体二氧化硅优选通过溶胶-凝胶工艺合成。按照溶胶-凝胶工艺的胶体二氧化硅的合成包括将硅酸甲酯滴入至由甲醇、氨水和水组成的溶剂中以使硅酸甲酯水解。当不必严格地考虑杂质元素的污染时，抛光组合物所包含的胶体二氧化硅可通过离子交换法合成。当通过离子交换法合成胶体二氧化硅时，使用硅酸钠作为初始材料。
从提高抛光组合物抛光钛材料的能力的角度考虑，胶体二氧化硅的平均粒径优选为1nm或更大，更优选5nm或更大。另一方面，从抑制所谓“腐蚀”现象产生的角度考虑，胶体二氧化硅的平均粒径优选为25nm或更小，更优选为20nm或更小，其中，“腐蚀”是指，厚厚地形成导线沟12的区域的上表面的水平面因腐蚀而降低。当胶体二氧化硅的平均粒径为25nm或更小，或者20nm或更小时，腐蚀的发生受到了抑制，因为抛光组合物抛光绝缘层11的能力被适度地降低了。胶体二氧化硅的平均粒径能通过测量胶体二氧化硅的比表面积(用BET法测量)和胶体二氧化硅的颗粒密度得到。
必要的是，为了使抛光组合物能具有以高切削率抛光钛材料的能力，抛光组合物中胶体二氧化硅的含量为大于0.1质量％。从提高抛光组合物抛光钛材料的能力的角度考虑，抛光组合物中胶体二氧化硅的含量优选为0.2质量％或更大，更优选0.25质量％或更大，最优选为0.35质量％或更大。另一方面，从提高抛光组合物的分散稳定性和抑制胶体二氧化硅的凝聚的角度考虑，抛光组合物中胶体二氧化硅的含量优选为1.0质量％或更小，更优选为0.75质量％或更小，最优选为0.65质量％或更小。
抛光组合物中的氧化剂具有氧化导电金属的作用，以通过使用胶体二氧化硅来提高导电金属的机械抛光。由于高碘酸不含有杂质金属，因此抛光组合物所含氧化剂优选为高碘酸。高碘酸具有强烈提高钨、钌、铂和铪材料的机械抛光的作用。高碘酸可以是原高碘酸(H5IO6)、偏高碘酸(HIO4)、二-中高碘酸(H2I2O9)、中高碘酸(H3IO5)和二-原高碘酸(H8I2O11)中的任何一种。优选地，高碘酸为原高碘酸，因为它在组合物中稳定，且容易得到。
从提高抛光组合物抛光导电金属的能力的角度考虑，抛光组合物中氧化剂的含量优选为0.5质量％或更大，更优选为1.0质量％或更大。另一方面，从抑制腐蚀发生的角度考虑，抛光组合物中氧化剂的含量优选为3.0质量％或更小，更优选为2.0质量％或更小。当氧化剂的含量为3.0质量％或更小，或者2.0质量％或者更小时腐蚀的发生得到了抑制，因为抛光组合物抛光导体层14和绝缘层11的能力被适度地降低了。
抛光组合物中的水用作分散或溶解抛光组合物中除水之外的组分的介质。包含在抛光组合物中的水应当包括最小限度的杂质，因此，优选为纯水，超纯水或者蒸馏水。
本实施方式的抛光组合物通过将胶体二氧化硅和氧化剂与水混合制得。混合可以使用翼型搅拌机或者超声分散混合器来进行。
对于本实施方式的抛光组合物，可加入热解法氧化物颗粒。当热解法氧化物颗粒加入到抛光组合物中时，抛光组合物抛光导电金属的能力提高。热解法氧化物颗粒具有机械抛光物体的作用，特别是迅速抛光导电金属的作用。
热解法氧化物颗粒能通过氯化物在氢氧焰中的气相水解法合成。热解法氧化物颗粒包括相当少量的杂质金属，具有几个至数十个颗粒三维聚集的链结构。
加入到抛光组合物中的热解法金属氧化物颗粒可以是热解法二氧化硅、热解法氧化铝、热解法氧化钛和热解法氧化锆中的任何一种。其中，热解法二氧化硅和热解法氧化铝具有特别高的抛光导电金属的能力。特别地，当热解法二氧化硅与胶体二氧化硅共存时，其稳定性特别好。因此，加入到抛光组合物中的热解法金属氧化物颗粒优选为热解法二氧化硅或者热解法氧化铝，更优选为热解法二氧化硅。
从提高抛光组合物抛光导电金属的能力的角度考虑，加入到抛光组合物中的热解法氧化物颗粒的平均粒径优选为15nm或更大，更优选为21nm或更大。另一方面，从抑制腐蚀的发生的角度考虑，加入到抛光组合物中的热解法氧化物颗粒的平均粒径优选为45nm或更小，更优选为39nm或更小。当加入到抛光组合物中的热解法氧化物颗粒的平均粒径为45nm或更小，或者39nm或更小时，腐蚀的发生受到抑制，因为抛光组合物抛光绝缘层11的能力被适度地降低了。热解法氧化物颗粒的平均粒径类似于胶体二氧化硅的平均粒径的情形，能通过测量热解法氧化物颗粒的比表面积(用BET法测量)和热解法氧化物颗粒的颗粒密度得到。
从提高抛光组合物抛光导体金属的能力的角度考虑，加入了热解法氧化物颗粒的抛光组合物中的热解法氧化物颗粒的含量优选为0.5质量％或更大，更优选为2.5质量％或更大，最优选为3.5质量％或更大。另一方面，从提高抛光组合物的分散稳定性和抑制热解法氧化物颗粒的团聚的角度考虑，加入了热解法氧化物颗粒的抛光组合物中的热解法氧化物颗粒的含量优选为10质量％或更小，更优选为7.5质量％或更小，最优选为6.5质量％或更小。
当热解法氧化物颗粒加入到抛光组合物中时，抛光组合物中的热解法氧化物颗粒的重量与抛光组合物中的胶体二氧化硅和热解法氧化物颗粒的总重量的比率优选在77-97％的范围内，更优选为84-95％。当这个比率设定在上述范围中时，抛光组合物抛光钛材料的能力和抛光组合物抛光导电金属的能力都尤其得到了显著的提高。
对本实施方式的抛光组合物，可加入用来促进氧化剂作用的抛光助剂。加入到抛光组合物中的抛光助剂优选为具有氧化特性的金属盐，或者硝酸铵。硝酸铵的优点是具有适当的氧化特性且不含有杂质金属。
从强烈提高氧化剂作用的角度考虑，加入了抛光助剂的抛光组合物中的抛光助剂的含量优选为0.25质量％或更大，更优选为0.35质量％或更大。另一方面，从抑制被抛光组合物腐蚀的角度考虑，加入了抛光助剂的抛光组合物中的抛光助剂的含量优选为1.25质量％或更小，更优选0.75质量％或更小，最优选为0.65质量％或更小。
绝对必要的是，为了使抛光组合物具有以高切削率抛光钛材料的能力，本实施方式的抛光组合物的pH为6或更小。从提高抛光组合物的分散稳定性和抑制胶体二氧化硅凝聚的角度考虑，抛光组合物的pH优选为4.5或更小，更优选为3.0或更小。另一方面，从抑制腐蚀发生和防止抛光时所用设备被腐蚀的角度考虑，抛光组合物的pH优选为1.1或更大，更优选为2.0或更大。
为了调节抛光组合物的pH至理想值，可在本实施方式的抛光组合物中加入pH调节剂。作为加入到抛光组合物中的pH调节剂，优选不含金属杂质的碱性化合物，具体的可例举氨水、铵盐、胺、季铵盐或季铵碱。其中，特别优选季铵碱如氢氧化四甲铵，因为它易于处理。
本实施方式的抛光组合物中可以加入阻蚀剂。当抛光组合物中加入阻蚀剂时，抛光组合物对导体层14的腐蚀会得到抑制。作为加入到抛光组合物中阻蚀剂，优选苯并三唑或其衍生物。苯并三唑或其衍生物具有即使是很小的量也能表现抗蚀作用的优点，而且不含有杂质金属元素。
从强烈抑制导体层14因抛光组合物的腐蚀的角度考虑，加入了阻蚀剂的抛光组合物中的阻蚀剂的含量优选为0.001质量％或更大，更优选为0.003质量％或更大。另一方面，从抑制抛光组合物抛光导电金属的能力下降的角度考虑，加入了阻蚀剂的抛光组合物中的阻蚀剂的含量优选为0.2质量％或更小，更优选为0.12质量％或更小。
本实施方式的抛光组合物中可以加入表面活性剂。当抛光组合物中加入表面活性剂时，能够抑制所谓“表面凹陷(dishing)”现象的发生，“表面凹陷”是指导线布线15的上表面的水平面降低。作为加入到抛光组合物中的表面活性剂，优选为阴离子型表面活性剂或者非离子型表面活性剂。具体地，阴离子型表面活性剂包括羧酸酯，例如脂肪酸酯、N-酰氨酸酯、聚氧乙烯烷基醚羧酸酯、聚氧丙烯烷基醚羧酸酯和酰化肽；磺酸酯，例如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐，萘磺酸盐，磺基丁二酸酯、α-烯烃磺酸盐和N-酰基磺酸盐；硫酸酯，例如硫酸化油、烷基硫酸酯、烷基醚硫酸酯、聚氧乙烯烷基烯丙基醚硫酸酯、聚氧丙烯烷基烯丙基醚硫酸酯和烷基酰胺硫酸酯；以及磷酸酯，例如烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基烯丙基醚磷酸酯和聚氧丙烯烷基烯丙基醚磷酸酯。具体地，非离子型表面活性剂包括醚类，例如聚氧乙烯烷基苯基醚、烷基苯基醚、烷基烯丙基缩甲醛聚氧乙烯醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物和聚氧乙烯-聚氧丙烯烷基醚；醚-酯类，例如甘油酯的聚氧乙烯醚、山梨聚糖酯的聚氧乙烯醚和山梨糖醇酯的聚氧乙烯醚；以及酯类，例如聚(乙烯乙二醇)脂肪酸酯，甘油酯、聚甘油酯、山梨聚糖酯、丙烯乙二醇酯、蔗糖酯、甲氧基醋酸酯、乙氧基醋酸酯、3-乙氧基丙酸酯和丙胺酸乙酯。非离子型表面活性剂可以是醚，例如聚(乙烯乙二醇)、聚(丙烯乙二醇)、聚(四亚甲基乙二醇)、聚(乙烯乙二醇)烷基醚、聚(乙烯乙二醇)烯基醚、烷基聚(乙烯乙二醇)、烷基聚(乙烯乙二醇)烷基醚、烷基聚(乙烯乙二醇)烯基醚、烯基聚(乙烯乙二醇)、烯基聚(乙烯乙二醇)烷基醚、烯基聚(乙烯乙二醇)烯基醚、聚(丙烯乙二醇)烷基醚、聚(丙烯乙二醇)烯基醚、烷基聚(丙烯乙二醇)、烷基聚(丙烯乙二醇)烷基醚、烷基聚(丙烯乙二醇)烯基醚、烯基聚(丙烯乙二醇)、烯基聚(丙烯乙二醇)烷基醚和烯基聚(丙烯乙二醇)烯基醚；聚羧酸及其盐，例如聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚苹果酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠、聚氨酸、聚马来酸、聚衣康酸、聚富马酸、聚对苯羧酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸胺、氨基聚丙烯酸胺、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠、聚氨酸、聚氨酸铵盐、聚氨酸钠盐和聚乙醛酸；乙烯基聚合物，例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯醛；或者磺酸及其盐，例如甲基牛磺胆酸铵、甲基牛磺胆酸钠、甲基硫酸钠、甲基硫酸铵、丁基硫酸铵、乙烯基磺酸钠、1-烯丙基磺酸钠、2-烯丙基磺酸钠、甲氧甲基磺酸钠、甲氧甲基磺酸铵、3-乙氧丙基磺酸钠和磺代丁二酸钠。其中，优选聚羧酸及其盐，因为它们具有强的抑制表面凹陷发生的作用。
本实施方式的抛光组合物中可以加入有机溶剂。有机溶剂用于分散或溶解抛光组合物中的组分，特别是水溶性和水分散性很低的组分。作为加入到抛光组合物中的有机溶剂，可例举出如，醇类如甲醇和异丙醇；乙二醇如乙烯乙二醇和丙烯乙二醇。加入了有机溶剂的抛光组合物中有机溶剂的含量优选为0.5质量％或更小。
在本实施方式的抛光组合物中，每种属于周期表第2族至第12族的元素以及铝、镓、铟、铊、锡、铅和铋的浓度(质量分数)(其中，特别是铜、铁、镍、铬和锰的浓度(质量分率))优选为100ppb或更小，更优选为50ppb或更小。上述族数的符号基于无机化学IUPAC命名法(1989年修订版)。上述浓度可以使用例如感应耦合等离子体质谱分析仪(ICP-MS)、感应耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)、原子吸收光谱仪或者全反射X射线荧光分析仪(TXRF)来测量。
当本实施方式的抛光组合物用于化学机械抛光位于导线沟12外侧的导体层14部分和阻挡层13部分(见图1)时，为除去这些部分，导体层14的表面因氧化剂的作用而被氧化，由此导体层14的表面变脆，导体层14变脆的表面因胶体二氧化硅的作用被抛光和去除。因此，本实施方式的抛光组合物具有以高切削率抛光导体层14的能力。当导体层14由钨形成时，位于导体层14表面部分的钨被氧化为三氧化钨，这样，导体层14的表面就变脆了。此外，本实施方式的抛光组合物包括大于0.1质量％的具有迅速抛光钛材料的作用的胶体二氧化硅，因此，当阻挡层13由钛形成时，本实施方式的抛光组合物也具有以高切削率抛光阻挡层13的能力。
因此，本实施方式的抛光组合物具有以高切削率抛光阻挡层13和导体层14的能力。因此，仅使用本实施方式的抛光组合物就可以对位于导线沟12的外侧的导体层14部分和阻挡层13部分进行抛光和去除，而无需使用两种或多种类型的抛光组合物。当仅仅使用本实施方式的抛光组合物对位于导线沟12的外侧的导体层14部分和阻挡层13部分进行抛光和去除时，将提高工作效率，因为不需要大量的用来提供两种或多种类型的抛光组合物的工作或者大量用来替换抛光组合物的工作。
本发明可以以下面的形式实现。
上面的实施方式的抛光组合物可用于抛光由钛制成的物体，如用于喷溅的钛制靶材料、用于气相沉积的钛材料，或用于半导体用钛制模拟晶片。当被抛光物体是由钛形成时，本实施方式的抛光组合物可不必包括氧化剂。
抛光组合物可以通过稀释未稀释抛光组合物来制备。这种情况是有好处的，因为抛光组合物能以具有较抛光组合物更小体积的未稀释抛光组合物的形式储存和运输。
抛光组合物可以在使用抛光组合物之前，通过即时混合氧化剂和抛光组合物中除氧化剂之外的其他组分来制备。在这种情况中，能抑制储存过程中氧化剂的分解。
对抛光组合物，可以加入水溶性聚合物、螯合剂、防腐剂等。
下文中，将描述本发明的实施例和对照例。
按照实施例1-32和对照例1-5，根据需要，将热解法氧化物颗粒、胶体二氧化硅、原高碘酸(氧化剂)、氢氧化四甲基铵(pH调节剂)、硝酸铵(抛光助剂)、聚丙烯酸(表面活性剂)和苯并三唑(阻蚀剂)均加入到水中以制备抛光组合物。有关每种抛光组合物的组分的细节和每种抛光组合物的pH值都显示在表1中。
在下面的条件下，使用每种抛光组合物对钨敷层晶片、钛敷层晶片、氮化钛敷层晶片和氧化硅(TEOS)敷层晶片一一抛光。使用Kukusai电气系统服务有限公司制造的薄层电阻测量装置“VR-120”测量每种敷层晶片在抛光前后的厚度。然后，用厚度减少量，即晶片抛光前后的厚度差除以抛光时间来确定每种抛光组合物对每种晶片的切削率。结果显示在表2中的“钨切削率”栏、“钛切削率”栏、“氮化钛切削率”栏、“TEOS切削率”栏中。此外，钨切削率对钛切削率的比率显示在表2中的“钨/钛”栏中；钨切削率对氮化钛切削率的比率显示在其“钨/氮化钛”栏中；钨切削率对TEOS切削率的比率显示在其“钨/TEOS”栏中。
<抛光条件>
抛光机：应用材料公司的单面CMP抛光机“Mirra”
抛光垫：Rodel公司的聚氨酯层压抛光垫“IC-1400k-groove”
抛光压力：28kPa(＝约4psi)
面板转速：123转/min
抛光组合物的供给率：125ml/min
载台转速：121转/min
抛光时间：1分钟
表1
  热解法氧化物颗粒[抛光组合物中的质量百分比]   胶体二氧化硅[抛光组合物中的质量百分比]   原高碘酸[抛光组合物中的质量百分比]   氢氧化四甲基铵[抛光组合物中的质量百分比]   硝酸铵[抛光组合物中的质量百分比]   聚丙烯酸[抛光组合物中的质量百分比]   苯并三唑[抛光组合物中的质量百分比] pH
  实施例1   0.5*1   0.5*5   1.5   0.5   0.5   0.25   -   2.8
  实施例2   2.5*1   0.5*5   1.5   0.5   0.5   0.25   -   2.8
  实施例3   5*1   0.5*5   1.5   0.5   0.5   0.25   -   2.8
  实施例4   7.5*1   0.5*5   1.5   0.5   0.5   0.25   -   2.8
实施例5 10*1 0.5*5 1.5 0.5 0.5 0.25 - 2.8
  实施例6     5*1     0.25*5     1.5     0.5     0.5     0.25     -   2.8
  实施例7     5*1     0.75*5     1.5     0.5     0.5     0.25     -   2.8
实施例8 5*1 1.0*5 1.5 0.5 0.5 0.25 - 2.8
实施例9 2*1 0.8*5 1.5 0.5 0.5 0.25 - 2.8
实施例10 4*1 0.6*5 1.5 0.5 0.5 0.25 - 2.8
实施例11 6*1 0.4*5 1.5 0.5 0.5 0.25 - 2.8
  实施例12     8*1     0.2*5     1.5     0.5     0.5     0.25     -   2.8
  实施例13     5*2     0.5*5     1.5     0.5     0.5     0.25     -   2.8
  实施例14     5*3     0.5*5     1.5     0.5     0.5     0.25     -   2.8
  实施例15     5*1     0.5*6     1.5     0.5     0.5     0.25     -   2.8
  实施例16     5*1     0.5*7     1.5     0.5     0.5     0.25     -   2.8
  实施例17     5*1     0.5*5     0.5     0.5     0.5     0.25     -   4.5
实施例18 5*1 0.5*5 1.0 0.5 0.5 0.25 - 3.5
实施例19 5*1 0.5*5 2.0 0.5 0.5 0.25 - 2.2
  实施例20     5*1     0.5*5     3.0     0.5     0.5     0.25     -   2.0
  实施例21     5*1     0.5*5     1.5     0.5     -     0.25     -   2.8
  实施例22     5*1     0.5*5     1.5     0.5     0.25     0.25     -   2.8
  实施例23     5*1     0.5*5     1.5     0.5     0.75     0.25     -   2.8
  实施例24     5*1     0.5*5     1.5     0.5     1.0     0.25     -   2.8
  实施例25     5*1     0.5*5     1.5     0.5     1.25     0.25     -   2.8
  实施例26     5*1     0.5*5     1.5     0.5     0.5     -     -   2.8
实施例27 5*1 0.5*5 1.5 0.5 0.5 - 0.03 2.8
  实施例28     5*1     0.5*5     1.5     -     0.5     0.25     -   1.1
  实施例29     5*1     0.5*5     1.5     0.25     0.5     0.25     -   1.5
  实施例30     5*1     0.5*5     1.5     0.75     0.5     0.25     -   4.5
实施例31 - 0.5*5 1.5 0.5 0.5 0.5 - 2.8
  实施例32     5*4     0.5*5     1.5     0.5     0.5     0.5     -   2.8
  对照例1     -     -     1.5     0.5     0.5     0.5     -   2.8
  对照例2     5*1     -     1.5     0.5     0.5     0.5     -   2.8
  对照例3     10*4     -     1.5     0.5     0.5     0.5     -   2.8
  对照例4     5*1     0.1*5     1.5     0.5     0.5     0.25     -   2.8
  对照例5     5*1     0.5*5     -     0.5     0.5     0.5     -   10.5
*1：热解法二氧化硅具有30nm的平均粒径
*2：热解法二氧化硅具有55nm的平均粒径
*3：热解法二氧化硅具有20nm的平均粒径
*4：热解法氧化铝具有30nm的平均粒径
*5：胶体二氧化硅具有10nm的平均粒径
*6：胶体二氧化硅具有20nm的平均粒径
*7：胶体二氧化硅具有35nm的平均粒径
表2
  钨切削率[nm/min]  钛切削率[nm/min]  氮化钛切削率[nm/min]  TEOS切削率[nm/min] 钨/钛 钨/氮化钛 钨/TEOS
实施例1     230     50     160     2   4.6     1.4   115.0
实施例2     300     83     280     5   3.6     1.1   60.0
实施例3     380     85     370     10   4.5     1.0   38.0
实施例4     400     85     400     11   4.7     1.0   36.4
实施例5     420     85     420     12   4.9     1.0   35.0
实施例6     380     45     370     10   8.4     1.0   38.0
实施例7     380     85     370     10   4.5     1.0   38.0
实施例8     380     85     370     10   4.5     1.1   38.0
实施例9     270     90     240     5   3.0     1   54.0
实施例10     360     87     340     9   4.1     1.1   40.0
实施例11     390     80     375     11   4.9     1.0   35.5
实施例12     410     40     390     12   10.3     1.1   34.2
实施例13     410     85     400     12   4.8     1.0   34.2
实施例14     360     85     360     9   4.2     1.0   40.0
实施例15     380     60     370     10   6.3     1.0   38.0
实施例16     380     40     370     10   9.5     1.0   38.0
实施例17     100     75     370     10   1.3     0.3   10.0
实施例18     250     82     370     10   3.0     0.7   25.0
实施例19     400     85     370     10   4.7     1.1   40.0
实施例20     440     85     370     10   5.2     1.2   44.0
实施例21     300     85     370     10   3.5     0.8   30.0
实施例22     360     85     370     10   4.2     1.0   36.0
实施例23     400     85     370     10   4.7     1.1   40.0
实施例24     400     85     370     10   4.7     1.1   40.0
实施例25     390     85     370     10   4.6     1.1   39.0
实施例26     400     85     370     10     4.7     1.1     40.0
实施例27     400     85     370     10     4.7     1.1     40.0
实施例28     410     88     370     10     4.7     1.1     41.0
实施例29     390     85     370     10     4.6     1.1     39.0
实施例30     300     83     370     10     3.6     0.8     30.0
实施例31     150     50     100     2     3.0     1.5     75.0
实施例32     350     30     350     10     11.7     1.0     35.0
对照例1     50     2     100     2     25.0     0.5     25.0
对照例2     380     10     370     10     38.0     1.0     38.0
对照例3     430     10     380     10     43.0     1.1     43.0
对照例4     380     14     370     10     27.1     1.0     38.0
对照例5     10     15     370     40     0.7     0.0     0.3
如表2所示，在对照例1-5中，所有对钛敷层晶片的切削率不大于15nm/min，且大部分都更低。从这个结果可以发现，按照对照例1-5的抛光组合物都不具有以高切削率抛光钛材料的能力。对照例1-3的抛光组合物都不包含胶体二氧化硅被认为是每个对照例1-3中的钛敷层晶片的切削率低的原因。对照例4的抛光组合物中的胶体二氧化硅的含量低至0.1质量％(即0.1质量％或更低)被认为是对照例4中钛敷层晶片的切削率低的原因。对照例5的抛光组合物的pH值为10.5，即大于6，被认为是对照例5中钛敷层晶片的切削率低的原因。
相反，在实施例1-32中，所有对钛敷层晶片的切削率都高达30nm/min或更大。从这个结果可以发现，所有按照实施例1-32的抛光组合物都具有以高切削率抛光钛材料的能力。此外，从实施例31和对照例1的结果可以发现，通过加入热解法二氧化硅至抛光组合物中，抛光组合物抛光钨材料的能力被提高。
从实施例1-5的结果可以发现，为了提高抛光组合物抛光钛材料的能力，热解法二氧化硅的含量优选为2.5质量％或更大，同时，为了提高抛光组合物抛光钨材料的能力，热解法二氧化硅的含量优选为4.0质量％或更大。从实施例3和6-8的结果可以发现，为了提高抛光组合物抛光钛材料的能力，胶体二氧化硅的含量优选为0.5质量％或更大。从实施例14-16的结果可以发现，为了提高抛光组合物抛光钛材料的能力，胶体二氧化硅的平均粒径优选为20nm而不是10nm，更优选为30nm而不是20nm。从实施例17-20的结果可以发现，为了提高抛光组合物抛光钛材料的能力，高碘酸的含量优选为1.0质量％或更大，同时，为了提高抛光组合物抛光钨材料的能力，高碘酸的含量优选为1.5质量％或更大。

Claims (11)

1.一种用于抛光含钛物体的应用中的抛光组合物，其特征在于，包括：
大于0.1质量％的胶体二氧化硅；和
水；且
其中，抛光组合物的pH值为6或更小。
2.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于，所述胶体二氧化硅的平均粒径在1-25nm的范围内。
3.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于，它进一步包括氧化剂，其中，所述物体包括，具有导线沟的绝缘层，设置在绝缘层上的钛阻挡层，以及设置在阻挡层上的导电金属导体层，其中，每个阻挡层和导体层都有一部分位于导线沟的内侧和一部分位于导线沟的外侧。
4.如权利要求3所述的抛光组合物，其特征在于，所述氧化剂为高碘酸。
5.如权利要求3所述的抛光组合物，其特征在于，所述抛光组合物中氧化剂的含量在0.5-3.0质量％的范围内。
6.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于，它进一步包括热解法氧化物颗粒。
7.如权利要求6所述的抛光组合物，其特征在于，所述热解法氧化物颗粒包括热解法二氧化硅、热解法氧化铝、热解法氧化钛或热解法氧化锆。
8.如权利要求6所述的抛光组合物，其特征在于，所述热解法氧化物颗粒的平均粒径在15-45nm的范围内。
9.如权利要求6所述的抛光组合物，其特征在于，所述抛光组合物中热解法氧化物颗粒的含量在0.5-10质量％的范围内。
10.如权利要求6所述的抛光组合物，其特征在于，所述抛光组合物中热解法氧化物颗粒的重量与抛光组合物中胶体二氧化硅和热解法二氧化硅的总重量的比率在77-97％的范围内。
11.一种抛光方法，其特征在于，它包括：
制备如权利要求1-10中任意一项所述的抛光组合物；
用所制备的抛光组合物抛光含钛物体。
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