專利名稱：用于金屬和金屬氧化物的結(jié)構(gòu)化處理的拋光液和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拋光液，例如用于通過化學(xué)-機(jī)械拋光工藝步驟對(duì)襯底上的金屬和金屬氧化物層進(jìn)行平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理。此外，本發(fā)明還涉及一種對(duì)金屬和金屬氧化物進(jìn)行平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理的方法。
為了能夠讀出一個(gè)存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)電容中所存儲(chǔ)的電荷，該存儲(chǔ)電容的容量最少的數(shù)值應(yīng)當(dāng)大約為30fF。同時(shí)DRAM存儲(chǔ)單元的開發(fā)必須要不斷縮小電容器的側(cè)面延伸尺度，從而能夠繼續(xù)提高存儲(chǔ)密度。這種本身是對(duì)存儲(chǔ)單元電容的對(duì)立要求導(dǎo)致了電容結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化(“槽式電容”，“堆疊電容”，“冠狀電容”)。相應(yīng)的電容制造方法也非常復(fù)雜而且越來越昂貴。
另一種保證存儲(chǔ)器電容具有足夠容量的途徑是，在電容器電極之間使用具有很高介電常數(shù)的材料。近些年來作為已有氧化硅/氮化硅的替代物使用了新型材料，特別是高ε對(duì)位電體和鐵電體作為介電體，它比公知的氧化硅/氮化硅(＜8)明顯較高的相對(duì)介電常數(shù)(＞20)。所以在相同容量的條件下，電容器面積以及所需的電容器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性都明顯減小。這種高相對(duì)介電常數(shù)新型材料的主要代表是鈦酸鹽鋇鍶(BST,(Ba,Sr)TiO3)，鈦酸鉛鋯(PZT,Pb(Zr,Ti)O3)以及鑭摻雜的鈦酸鉛鋯和鉭酸鍶鉍(SBT,SrBi2Ta2O9)。
除了公知的DRAM存儲(chǔ)器件以外，在將來鐵電存儲(chǔ)裝置，即所謂的FRAM也會(huì)起到重要的作用。鐵電存儲(chǔ)裝置和公知的存儲(chǔ)裝置相比，例如和DRAM和SRAM相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是，所存儲(chǔ)的信息在電壓或電流供應(yīng)中斷時(shí)也不會(huì)丟失，而是保持存儲(chǔ)。這種鐵電存儲(chǔ)裝置的非易失性的基礎(chǔ)是以下事實(shí)，即鐵電材料通過一個(gè)外部電場(chǎng)產(chǎn)生的極化即便在外部電場(chǎng)消失后也能大部分維持。對(duì)鐵電存儲(chǔ)裝置也使用以上所列舉的新型材料，例如鈦酸鉛鋯(PZT,Pb(Zr,Ti)O3)以及鑭摻雜的鈦酸鉛鋯或鉭酸鍶鉍(SBT,SrBi2Ta2O9)。
可是使用新型對(duì)位電體和鐵電體的條件是需要采用新型的電極材料和勢(shì)壘材料。所述新型對(duì)位電體和鐵電體通常是淀積在已經(jīng)存在的電極上的(下部電極)。工藝處理在高溫下進(jìn)行，此時(shí)通常構(gòu)成電容器電極的材料，例如摻雜多晶硅很容易氧化，而且其導(dǎo)電性將會(huì)喪失，從而導(dǎo)致存儲(chǔ)單元報(bào)廢。
具有良好的抗氧化性和/或可構(gòu)成導(dǎo)電氧化物的材料是4d和5d過渡金屬，特別是貴金屬如Ru,Rh,Pd,Os,Pt，特別是Ie和IrO2，作為有前途的替代物，代替摻雜的硅/多晶硅作為電極和勢(shì)壘材料。
其中的一個(gè)問題是，上述應(yīng)用在集成電路中的新型電極和勢(shì)壘材料屬于一種難以進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理的材料類別。由于其化學(xué)惰性所以這些材料難以腐蝕，所以腐蝕性磨蝕以及采用“反應(yīng)性”氣體主要或幾乎完全基于腐蝕的物理組分。例如迄今為止氧化銥通常是通過干蝕法進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理的。該方法的一個(gè)主要缺點(diǎn)是由于腐蝕有很高的物理組分，所以缺少了方法的選擇性。其后果是通過掩模的侵蝕出現(xiàn)不可避免的斜邊，所以只能保證結(jié)構(gòu)的很低的尺寸精度。此外還會(huì)在襯底上、在掩模上或者在所使用的設(shè)備上出現(xiàn)不希望的再沉淀。
另外這種材料還被證明在使用所謂的CMP方法(化學(xué)機(jī)械拋光法)時(shí)極難加工。用于金屬表面平整化和結(jié)構(gòu)化處理的CMP標(biāo)準(zhǔn)方法例如已經(jīng)應(yīng)用在鎢和銅上，以及用于作為勢(shì)壘層使用的材料中，如Ti,TiN,Ta和TaN。此外已有技術(shù)中的CMP工藝用于多晶硅、氧化硅和氮化硅的平整化處理。在這種方法中所使用的拋光液并不適用于貴金屬的磨蝕。CMP方法用于貴金屬及其氧化物，如Pt、Ir和IrO2，由于其化學(xué)隋性和難氧化性而會(huì)出現(xiàn)問題。
此外迄今為止人們還嘗試借助于單晶納米微粒的含水懸浮液(也就是說微粒的粒度小于1微米)對(duì)貴金屬如鉑進(jìn)行拋光。作為納米微粒例如采用SiO2和Al2O3，參見J.Haisma et al.，在Philips J.Res.49(1995),23-26頁中的文章。其拋光過程主要是通過機(jī)械磨蝕進(jìn)行的。為避免磨粒聚集從而造成磨痕，需加入有機(jī)液體，如甘油或多元醇。公知拋光液的缺點(diǎn)是所能達(dá)到的磨蝕率低。用SiO2和Al2O3做為磨料進(jìn)行的一些試驗(yàn)表明，懸浮液內(nèi)很高的磨料含量只能實(shí)現(xiàn)很小的磨蝕率。低含量的磨料(大致為水漿，使用公知的氧化物和鎢CMP工藝)根本沒有可確定的磨蝕率。此外還會(huì)由于磨料的聚集形成磨痕。所試驗(yàn)的磨料粒度在50-200nm的范圍內(nèi)變化。
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種拋光液，它可用于對(duì)金屬和金屬氧化物層進(jìn)行平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理，并且能保證足夠高的磨蝕率。
以上任務(wù)的解決方案體現(xiàn)在權(quán)利要求1所述的拋光液中。此外，權(quán)利要求9還提供了一種對(duì)金屬氧化物層進(jìn)行平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理的方法。本發(fā)明的其他有利的實(shí)施方式，構(gòu)成以及方案體現(xiàn)在從屬權(quán)利要求和說明書以及實(shí)施例中。
本發(fā)明提供了一種拋光液，特別用于通過化學(xué)一機(jī)械拋光對(duì)金屬氧化物和金屬，尤其是元素周期表內(nèi)8b組元素進(jìn)行磨蝕和/或結(jié)構(gòu)化處理，其中含有a)水或一種水/醇混合物，b)多晶金剛石粉，和c)至少一種從氧化劑、絡(luò)合劑、表面活性劑基團(tuán)和有機(jī)基團(tuán)中選擇出的添加劑。
根據(jù)本發(fā)明，所述拋光液中含有液相水或一種水/醇混合物。通過該液相，能夠以最佳方式一方面浸潤(rùn)拋光盤，另一方面浸潤(rùn)被拋光表面(如晶片)。
此外，本發(fā)明所述拋光液中含有多晶金剛石粉，其粒度優(yōu)選小于約1μm，特別是在0.05至1μm之間，尤其是在0.1至1μm之間。采用合成方法制造的多晶金剛石粉特別適于作為所述金剛石粉。盡管金剛石微粒的顆粒直徑相對(duì)較大，但是采用本發(fā)明所述拋光液可制出很光滑的表面。在一個(gè)典型的拋光方法中，使用含有1μm大小的合成金剛石微粒的拋光液，可實(shí)現(xiàn)表面粗糙度為3.5nm(rms，采用分析法AFM測(cè)量)，單個(gè)磨痕的最大深度為20nm。對(duì)這種采用本發(fā)明所述拋光液實(shí)現(xiàn)的相對(duì)光滑的表面的解釋是，多晶金剛石在機(jī)械力(拋光壓力)的作用下，很容易分裂成更小的微粒，從而相應(yīng)地減小了磨痕程度。
如上所述，通過本發(fā)明所述拋光液中含有的多晶金剛石可實(shí)現(xiàn)機(jī)械磨蝕，而不會(huì)在被拋光表面上生成較深的磨痕。通過加入添加劑可在金屬和金屬氧化物表面上產(chǎn)生額外的化學(xué)磨蝕。對(duì)含有貴金屬，特別是元素周期表內(nèi)8b組元素或者由這些元素組成的表面，所述添加劑是特別有效的。優(yōu)先列舉的貴金屬是釕(Ru)，銠(Rh)，鈀(Pd)，銥(Ir)和鉑(Pt)優(yōu)選用于所述拋光液的第一組添加劑是氧化劑，尤其是強(qiáng)氧化劑，如氧，O3,H2O2，或酸性或堿性溶液中的過二硫酸鹽，氯代氧化物如次氯酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽，溴-氧化合物，例如溴酸鹽，碘-氧化合物，例如碘酸鹽，錳-氧化合物，例如高錳酸鹽，鉻-氧化合物，例如鉻酸鹽，鐵(Ⅲ)化合物，例如Fe2(SO4),K3Fe(CN)6和Fe(A)3，其中A=F、Cl、Br、J或(NO3)，鈰(Ⅳ)化合物，例如Ce(SO4)2和Ce(NO3)4，王水和鉻硫酸，所述氧化劑可單獨(dú)使用或聯(lián)合使用。通過使用氧化劑可在被處理的金屬表面上形成氧化層，從而阻止繼續(xù)的氧化和被拋光金屬的溶解。這種通過氧化劑產(chǎn)生的表面鈍化可通過機(jī)械磨蝕重新除掉，所以被“更新”的表面，即未被氧化的金屬表面又可與氧化溶液實(shí)現(xiàn)接觸。這種氧化層的氧化/去除作用可多次重復(fù)進(jìn)行，直至實(shí)現(xiàn)所要求的磨蝕。
但是也可設(shè)想在化學(xué)機(jī)械拋光法中，首先進(jìn)行機(jī)械磨蝕，然后進(jìn)行化學(xué)氧化，即將機(jī)械磨蝕放在化學(xué)處理之前。這種順序首先對(duì)于貴金屬而言并不是不可能的，因?yàn)榇植诘谋砻婧托〉募睾苋菀籽趸４送?，某些金屬如鉑不會(huì)形成鈍化氧化層。
需要與所述多晶金剛石粉一同使用的第二組添加劑可以是絡(luò)合劑。具體應(yīng)當(dāng)對(duì)絡(luò)合劑的兩種不同的作用方式加以區(qū)分。
所使用的第一種絡(luò)合劑是通過貴金屬離子的絡(luò)合降低貴金屬的正常電動(dòng)勢(shì)，從而能實(shí)現(xiàn)以氧化劑腐蝕。一個(gè)這樣的反應(yīng)實(shí)例如下其中的電動(dòng)勢(shì)E0從+1.2V下降到+0.73V。通過加入合適的絡(luò)合劑可在溶液內(nèi)在貴金屬的元素形式及其離子之間建立平衡，向有利于形成新的離子(如Pt2+)推移。貴金屬在該溶液內(nèi)的氧化電位可通過絡(luò)合作用下降，而且例如在金屬形式的黃金通過氰化而實(shí)現(xiàn)。對(duì)于具有低的氧化電位的貴金屬，可以更快地進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，因?yàn)樵诮饘俦砻娴姆磻?yīng)以及磨蝕微?？赏ㄟ^加入氧化劑而加速進(jìn)行，或者與不使用絡(luò)合劑的拋光方法相比使這種磨蝕成為可能。此外使用較弱的、腐蝕作用更小的氧化劑也是可以的。這種氧化劑對(duì)于設(shè)備的壽命以及勞動(dòng)防護(hù)措施是很有利的。
具有這種作用機(jī)制的絡(luò)合劑例如是堿性溶液中的螯合配價(jià)體。其中有EDTA(乙二胺四醋酸)，含氮冠乙醚，如1,4,8,11-四氮環(huán)十四烷衍生物(從低于#86771或#86733的Fluka中得到)和檸檬酸。簡(jiǎn)單的氯化配價(jià)體，溴化配價(jià)體或氰化配價(jià)體(例如其堿鹽形式)也可起到相應(yīng)的效果。
第二種形式的絡(luò)合劑例如是一種防止從表面上機(jī)械除掉的材料(例如Pt)的再沉淀和/或防止磨痕。磨痕會(huì)由于較大磨粒在已經(jīng)處理完畢的表面上發(fā)生機(jī)械作用而生成。這種較大的磨粒是由于機(jī)械拋光材料以及磨料顆粒的聚積而產(chǎn)生的。這種再沉淀以及聚積可以通過貴金屬原子的絡(luò)合或結(jié)合而加以防止。例如相應(yīng)絡(luò)合劑是膦配價(jià)體基(PR3,R=有機(jī)基團(tuán))的金屬有機(jī)配位化合物，例如穩(wěn)定的貴金屬絡(luò)合物(例如Pt絡(luò)合物)。
最后可以采用第三組添加劑結(jié)合多晶金剛石微粒用于本發(fā)明所述拋光液體。該第三組例如是表面活性劑或有機(jī)基團(tuán)，它可降低拋光液的表面張力，并且改進(jìn)拋光液對(duì)被拋光表面的浸潤(rùn)性。通過降低表面張力例如可以從被加工的表面上除掉金屬微粒，并除掉磨料和拋光布?xì)堄辔铩?br> 如上所述，所述拋光液中的顆粒優(yōu)選采用納米級(jí)微粒，即平均直徑小于約1μm的微粒。另一個(gè)優(yōu)選方案是，磨蝕微粒(金剛石粉)在拋光液中的重量百分比為1至30％。
本發(fā)明還提供了一種含有元素周期表內(nèi)8b組金屬的金屬氧化層或金屬層的平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理方法，包括以下步驟a)準(zhǔn)備一個(gè)襯底，b)涂敷含有元素周期表內(nèi)8b組金屬的金屬氧化層或金屬層，c)準(zhǔn)備一種含有多晶金剛石粉的拋光液，和d)采用所述拋光液通過一個(gè)拋光步驟，對(duì)所述金屬氧化層或金屬層進(jìn)行平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，含有元素周期表內(nèi)8b組金屬的未結(jié)構(gòu)化貴金屬表面可采用高的磨蝕率進(jìn)行平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理。
本發(fā)明所述方案中采用的多晶金剛石粉優(yōu)選處在納米范圍內(nèi)，即粒度小于約1μm。特別合適的多晶金剛石粉的粒度在0.05至1μm之間，特別在0.1至1μm之間。所述多晶金剛石粉采用合成金剛石粉被認(rèn)為是非常有利的。根據(jù)本發(fā)明所述方法，多晶金剛石粉在拋光液中的數(shù)量?jī)?yōu)選為1至30％重量百分比。
化學(xué)機(jī)械式拋光法(CMP)的其他優(yōu)點(diǎn)還來自以下方案，即所述拋光液中含有可支持所用拋光方法的化學(xué)成分。合適的添加劑是如上所述的氧化劑(如氧，O3,H2O2，或酸性或堿性溶液中的過二硫酸鹽，氯代氧化物如次氯酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽，溴-氧化合物，例如溴酸鹽，碘-氧化合物，例如碘酸鹽，錳-氧化合物，例如高錳酸鹽，鉻-氧化合物，例如鉻酸鹽，鐵(Ⅲ)化合物，例如Fe2(SO4),K3Fe(CN)6和Fe(A)3，其中A=F、Cl、Br、J或(NO3)，鈰(Ⅳ)化合物，例如Ce(SO4)2和Ce(NO3)4，王水和鉻硫酸，所述氧化劑可單獨(dú)使用或聯(lián)合使用)，絡(luò)合劑(例如EDTA，含氮冠乙醚，檸檬酸，氯化配價(jià)體，溴化配價(jià)體，氰化配價(jià)體和基于膦配價(jià)體(PR3，其中R是一個(gè)有機(jī)基)的金屬有機(jī)配位體化合物)，表面活性劑或有機(jī)基團(tuán)。
在本發(fā)明所述方法中，拋光壓力優(yōu)選設(shè)定在大約3.45至69kPa之間(0.5至10psi)，特別是大約6.9至34.5kPa之間(1至5psi)。所得到的磨蝕率對(duì)于約1μm的多晶金剛石微粒為5至60nm/min，特別是為20至50nm/min。
拋光盤的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為20至70轉(zhuǎn)/分(rpm)。通常的拋光時(shí)間大約在2至10分鐘，特別是在約3至5分鐘之間。
下面對(duì)照附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1至圖6表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)金屬氧化物層或金屬層進(jìn)行平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理的方法。
圖1表示一片硅襯底1，上面有已經(jīng)制成的晶體管4。所述晶體管與尚待制作的存儲(chǔ)器電容構(gòu)成存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)二進(jìn)制信息。晶體管4分別具有兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)2，它們?cè)O(shè)置在硅襯底1的表面上。在晶體管4的擴(kuò)散區(qū)2之間設(shè)置有溝道區(qū)，它在硅襯底1的表面上通過柵極氧化層于柵極電極3隔離。晶體管4采用已有技術(shù)中公知的方法制造，此處不再贅述。
在具有晶體管4的硅襯底1上制出一層絕緣層5，例如SiO2層。根據(jù)制造晶體管4所使用的方法可制出多個(gè)絕緣層。所得到的結(jié)構(gòu)見圖1所示。
隨后通過光刻技術(shù)產(chǎn)生接觸孔6。該接觸孔6可在晶體管4和尚待制作的存儲(chǔ)器電容之間建立連接。接觸孔6例如可采用含氟氣體通過各向異性腐蝕制成。所得到的結(jié)構(gòu)見圖2所示。
然后將一層導(dǎo)電材料7，例如現(xiàn)場(chǎng)摻雜的多晶硅敷設(shè)在該結(jié)構(gòu)上。這例如可通過CVD方法完成。通過敷設(shè)所述導(dǎo)電材料7可將接觸孔6完全填滿，并在絕緣層5上面產(chǎn)生出一個(gè)關(guān)聯(lián)導(dǎo)電層(圖3)。隨后進(jìn)行一個(gè)CMP步驟(化學(xué)機(jī)械法拋光)，將絕緣層5上的關(guān)聯(lián)導(dǎo)電層除掉，得到一個(gè)平整的表面。
接著在絕緣層5上制出凹槽，它與接觸孔6重疊或處在接觸孔6內(nèi)。作為選擇也可在另外一個(gè)絕緣層(圖中未畫出)上制出所述凹槽，它在絕緣層5上的導(dǎo)電材料7的結(jié)構(gòu)化完成后被除掉。
將工藝結(jié)束，即準(zhǔn)備好一個(gè)經(jīng)過預(yù)結(jié)構(gòu)化處理的襯底，在其上可進(jìn)行后面的金屬氧化層電極和結(jié)構(gòu)化處理。
該凹槽要用勢(shì)壘材料8填充到一個(gè)預(yù)定的高度，所述材料例如是銥和/或氧化銥。這種效果的實(shí)現(xiàn)方式是例如借助于一種濺射法在整個(gè)表面上淀積出勢(shì)壘材料8，并且通過CMP步驟將絕緣層5的表面拋光，直到其露出。為實(shí)施所述CMP步驟，要使用一種含有多晶金剛石粉作為磨粒的拋光液。這樣便可結(jié)束本發(fā)明所述方法。所得到的是一種金屬和/或金屬氧化層，上面構(gòu)造出勢(shì)壘8。所得到的結(jié)構(gòu)見圖4所示。
在下面的步驟上，圖4所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成了再次使用本發(fā)明所述方法的出發(fā)點(diǎn)。為此要敷設(shè)一層絕緣材料，例如氧化硅構(gòu)成的掩模層，并且通過光刻步驟進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，使其在接觸孔周邊的區(qū)域內(nèi)敞開。掩模9的被敞開的區(qū)域內(nèi)可確定下電極的幾何形狀。
這樣便可完成本發(fā)明所述方法的第一個(gè)步驟a)，即得到一個(gè)經(jīng)過結(jié)構(gòu)化預(yù)處理的襯底，在其上面隨后淀積金屬層并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。
在氧化硅掩模9上可淀積出金屬層10，例如一個(gè)Pt層。該導(dǎo)電層的厚度按以下方式選擇使得所述氧化硅掩模9的開口部分完全被填充。所得到的結(jié)構(gòu)見圖5所示。
在隨后的一個(gè)CMP步驟中，從所述氧化硅掩模9的表面上除掉相關(guān)的Pt層10。為實(shí)施所述CMP步驟，要使用以下實(shí)施例中的拋光液。所得到的結(jié)構(gòu)見圖6所示。
通過Pt層10的結(jié)構(gòu)化所產(chǎn)生的電極構(gòu)成了尚未完成的存儲(chǔ)器電容的下部電極。為制成該電容還必須淀積出介電層/鐵電層以及另外一層電極層，并且進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。上部電極的結(jié)構(gòu)化也可采用本發(fā)明所述方法。
實(shí)施例1用一種含有多晶合成金剛石粉懸浮水溶液的拋光液對(duì)鉑表面進(jìn)行處理，其中金剛石粉的粒度約1μm。拋光壓力設(shè)定在6.9kPa(1psi)。拋光盤的轉(zhuǎn)速為20(rpm)。
經(jīng)過5分鐘的拋光時(shí)間，鉑表面的表面粗糙度達(dá)到3.5nm(rms，按照分析法AFM測(cè)量)，其最大磨痕深度為20nm。在以上所述條件下，磨蝕率為10nm/min。
實(shí)施例2用一種拋光液(Heraeus Kulzer Technotron-金剛石液體，MM 140，其中含有的多晶金剛石微粒的粒度約1μm，和25-50％(體積百分比)的白酒精，0-5％(體積百分比)的乙二醇，其余為水)和一種氧化劑(5％(重量百分比)的KClO3溶液)對(duì)鉑表面進(jìn)行處理。金剛石懸浮液和KClO3溶液的比例為5∶1。
拋光壓力發(fā)定在13.8kPa(2psi)。拋光盤的轉(zhuǎn)速為30(rpm)。經(jīng)過3分鐘的拋光時(shí)間，磨蝕率達(dá)52nm/min。
實(shí)施例3用實(shí)施例2中所用的拋光液對(duì)鉑表面進(jìn)行處理，本例中的氧化劑是10％(重量百分比)的Na2S2O8溶液和0.1％(重量百分比)的AgNO3溶液的混合物。金剛石懸浮液和Na2S2O8/AgNO3溶液之間的比例為3∶1。拋光壓力設(shè)定在13.8kPa(2psi)。拋光盤的轉(zhuǎn)速為30(rpm)。
經(jīng)過3分鐘的拋光時(shí)間，測(cè)定的磨蝕率為29nm/min。
實(shí)施例4用一種含有多晶合成金剛石粉懸浮水溶液的拋光液對(duì)鉑表面進(jìn)行處理，其中金剛石粉的粒度約0.1μm(Bühler公司的掩模拋光懸浮液)。拋光壓力設(shè)定在6.9kPa(1psi)。拋光盤的轉(zhuǎn)速為30(rpm)。
經(jīng)過3分鐘的拋光時(shí)間，測(cè)定的磨蝕率為6nm/min。
經(jīng)過3分鐘的拋光時(shí)間，測(cè)定的磨蝕率為2nm/min。
權(quán)利要求
1.拋光液，特別用于通過化學(xué)-機(jī)械拋光對(duì)金屬氧化物和金屬，尤其是元素周期表內(nèi)8b組元素進(jìn)行磨蝕和/或結(jié)構(gòu)化處理，其中含有a)水或一種水/醇混合物，b)多晶金剛石粉，和c)至少一種從氧化劑、絡(luò)合劑、表面活性劑基團(tuán)和有機(jī)基團(tuán)中選擇出的添加劑。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征是，所述多晶金剛石粉的粒度小于約1μm。
3.如權(quán)利要求2所述的拋光液，其特征是，所述多晶金剛石粉的粒度在0.05至1μm之間，特別在0.1至1μm之間。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的拋光液，其特征是，所述多晶金剛石粉在拋光液中的重量百分比為1至30％。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的拋光液，其特征是，所述多晶金剛石粉是合成金剛石粉。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的拋光液，其特征是，所述添加劑至少是一種氧化劑，從以下基團(tuán)中選擇氧，臭氧(O3)，過氧化氫(H2O2)，在酸性或堿性溶液中的過二硫酸鹽，氯代氧化物如次氯酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽，溴-氧化合物，例如溴酸鹽，碘-氧化合物，例如碘酸鹽，錳-氧化合物，例如高錳酸鹽，鉻氧化合物，例如鉻酸鹽，鐵(Ⅲ)化合物，例如Fe2(SO4),K3Fe(CN)6和Fe(A)3，其中A=F、Cl、Br、J或(NO3)，鈰(Ⅳ)化合物，例如Ce(SO4)2和Ce(NO3)4，王水和鉻硫酸，所述氧化劑可單獨(dú)使用或聯(lián)合使用。
7.如權(quán)利要求1至6中任可一項(xiàng)所述的拋光液，其特征是，所述添加劑至少是一種絡(luò)合劑，從以下基團(tuán)中選擇乙二胺四醋酸(EDTA)，含氮冠乙醚，檸檬酸，氯化配價(jià)體，溴化配價(jià)體，氰化配價(jià)體和基于膦配價(jià)體(PR3，其中R是一個(gè)有機(jī)基)的金屬有機(jī)配位體化合物。
8.如權(quán)利要求7所述的拋光液，其特征是，所述含氮冠乙醚是一種1,4,8,11-四氮環(huán)十四烷衍生物。
9.一種含有元素周期表內(nèi)8b組金屬的金屬氧化層或金屬層的平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理方法，包括以下步驟a)準(zhǔn)備一個(gè)襯底，b)涂敷含有元素周期表內(nèi)8b組金屬的金屬氧化層或金屬層，c)準(zhǔn)備一種含有多晶金剛石粉的拋光液，和d)采用所述拋光液通過一個(gè)拋光步驟，對(duì)所述金屬氧化層或金屬層進(jìn)行平整化和/或結(jié)構(gòu)化處理。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，所述多晶金剛石粉的粒度小于約1μm。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征是，所述多晶金剛石粉的粒度在0.05至1μm之間。
12.如權(quán)利要求9至11中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述多晶金剛石粉在拋光液中的重量百分比為1至30％。
13.如權(quán)利要求9至12中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述多晶金剛石粉是合成金剛石粉。
14.如權(quán)利要求9至13中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述拋光液中含有至少一種如權(quán)利要求6至8中任何一項(xiàng)所述的添加劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種拋光液,特別用于化學(xué)－機(jī)械拋光工藝步驟,其中含有多晶金剛石粉和至少一種從氧化劑、絡(luò)合劑、表面活性劑基團(tuán)和有機(jī)基團(tuán)中選擇出的添加劑。采用本發(fā)明所述拋光液可提高對(duì)金屬氧化物和金屬的磨蝕率,尤其是元素周期表的8b組元素。另外,本發(fā)明還描述了一種對(duì)金屬氧化物和金屬進(jìn)行平面化和/或結(jié)構(gòu)化處理的方法。
文檔編號(hào)C09K3/14GK1324906SQ0112216
公開日2001年12月5日 申請(qǐng)日期2001年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月16日
發(fā)明者G·貝特爾, B·西巴赫, A·森格爾 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司, 西門子公司