專利名稱：包含未離子化熱活性納米催化劑的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物、以及利用該組合物的研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制作半導(dǎo)體芯片的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，更詳細(xì)的，涉及一種包含未離子化熱活性納米催化劑并且特別有用于金屬層的化學(xué)機(jī)械平坦化工序的研磨漿料組合物以及利用該組合物的研磨方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)用集成電路技術(shù)的半導(dǎo)體芯片包含晶體管、電容器、電阻等許多的功能組件 (元件)，這些個(gè)別的功能組件通過被設(shè)計(jì)成規(guī)定形狀的配線而彼此相連接，而形成電路。 隨著更新?lián)Q代，集成電路變得越來越小型化，由此，一個(gè)芯片所具有的功能也逐步地增加。 在使半導(dǎo)體芯片小型化時(shí)，要想簡單地縮減元件的尺寸會(huì)有限，因此，近年來活躍地進(jìn)行針對于以多層形成各元件的多層配線的結(jié)構(gòu)的研究。為了制作這種具有多層配線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件，必需實(shí)施將金屬層研磨而平坦化的工序。然而，由于金屬層具有較高強(qiáng)度，所以金屬層不容易被研磨，因此，為了有效地研磨金屬層，必需將金屬層氧化成具有較低強(qiáng)度的氧化金屬形態(tài)后，再實(shí)施研磨。然而，傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物的缺點(diǎn)為將金屬層氧化成氧化金屬形態(tài)的化學(xué)轉(zhuǎn)換過程的效率不足。此外，韓國專利注冊號(hào)74M47中揭露了一使用具有過氧化氫與鐵鹽(鐵離子)的研磨漿料組合物來促進(jìn)金屬層氧化的方法。然而，此方法使用大量的鐵鹽，導(dǎo)致被研磨的金屬層可能會(huì)被鐵鹽污染而造成缺陷，或是鐵鹽會(huì)殘留于插塞(配線與配線的連接通路)上，導(dǎo)致其過度氧化而造成過度蝕刻。因此，在不對被研磨的金屬層產(chǎn)生缺陷的情況下能夠有效地氧化金屬層的氧化劑與研磨粒子的選擇及其濃度調(diào)節(jié)，對于化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)漿料組合物的開發(fā)而言是非常重要的要素。關(guān)于使用于化學(xué)機(jī)械研磨工序的催化劑與氧化劑，韓國專利公開號(hào)2001-0043798 中揭露了一金屬氧化物(TiO2等)催化劑。然而，金屬氧化物(TiO2等)催化劑為一光活性催化劑，存在向CMP組合物作用于其的基板與墊之間照射光活性所需的光的問題。此外，韓國專利注冊號(hào)10-736325揭露了一 CMP組合物，其將選自由眾所皆知可以通過芬頓氧化法 (Feton oxidation)活化的金屬所組成的群組中的活化劑，結(jié)合于粒子和液體的表面。然而，既使當(dāng)活化劑與粒子未分離的時(shí)候也具有多個(gè)氧化數(shù)，因此有可能被作為活化劑的鐵離子等污染，存在需要有機(jī)添加劑以減低污染水平的問題。此外，美國專利號(hào)5，861，055與韓國專利公開號(hào)2008-0070053揭露了化學(xué)機(jī)械漿料組合物，其包含一做為研磨劑的金屬硅化物，而認(rèn)定金屬硅化物為一簡單的研磨劑而不是活化劑。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而做了很多的努力， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用包含一不具有金屬(鐵)離子的未離子化熱活性納米催化劑的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物的時(shí)候，在研磨過程中能夠減少由金屬所造成的污染，并且可以防止過度的氧化反應(yīng)，而提高研磨的效率，以致完成本發(fā)明。本發(fā)明的一目的為提供一種使用未離子化熱活性納米催化劑的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，此未離子化熱活性納米催化劑利用通過在化學(xué)機(jī)械研磨工序中所產(chǎn)生的能量而釋放電子與空穴這種新穎的機(jī)理。本發(fā)明的另一目的為提供一種化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其通過使用一新穎的未離子化熱活性納米催化劑來取代使用大量的鐵離子(鐵鹽)與過氧化氫，而促進(jìn)金屬層的氧化，可以輕易地研磨金屬層。本發(fā)明的另一目的為提供一種化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其使用穩(wěn)定性優(yōu)異、且不會(huì)由于金屬離子的產(chǎn)生而造成基板污染的、未離子化熱活性納米催化劑，而無需使用為了減低因金屬離子而發(fā)生的污染水平而投入的有機(jī)添加劑；以及利用該組合物的研磨方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其包含一通過化學(xué)機(jī)械研磨工序中所產(chǎn)生的能量而釋放出電子與空穴的未離子化熱活性納米催化劑、一研磨劑、以及一氧化劑，其中未離子化熱活性納米催化劑與研磨劑彼此不相同，而未離子化熱活性納米催化劑以使用一在水溶液狀態(tài)下在10-100°c的溫度可以釋放電子與空穴的半導(dǎo)體物質(zhì)為佳，特別是以使用由鉻硅(CrSi)、錳硅(MnSi)、鈷硅(CoSi)、硅鐵(FeSi)以及其混合物所組成的群組中選擇而得的過渡金屬硅化物(transition metal silicide)為較佳，而以使用納米硅鐵(nano ferrosilicon)此類的半導(dǎo)體物質(zhì)為最佳。此未離子化熱活性納米催化劑的含量占0. 00001-0. Iwt % (重量％ )。上述研磨劑含量優(yōu)選為0. l-20Wt%。本發(fā)明也提供一種研磨基板的方法，其包含下列步驟將包含未離子化熱活性納米催化劑、研磨劑以及氧化劑的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物涂布于一形成有金屬層的基板， 其中該未離子化熱活性納米催化劑通過在化學(xué)機(jī)械研磨工序中產(chǎn)生的能量而釋放出電子與空穴；使涂布有此化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物的基板與研磨墊接觸，并且相對于基板移動(dòng)研磨墊；以及由基板上移除至少一部分的金屬層，其中未離子化熱活性納米催化劑與研磨劑彼此不相同，并且此未離子化熱活性納米催化劑的含量相對于全部化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物為 0. 00001-0. Iwt %。


圖1為表示使用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物對W(鎢)膜進(jìn)行研磨時(shí)，研磨墊表面的溫度變化的圖表。圖2為表示使用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物對鎢膜進(jìn)行研磨時(shí)，鎢膜的研磨速度相對于研磨時(shí)間的圖表。圖3為表示在本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物與含有硝酸鐵(Fe(NO3)3)的漿料組合物中是否檢測到鐵離子的圖表。圖4為表示在本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物中，用作熱活性納米催化劑的納米硅鐵(FeSi)的結(jié)合狀態(tài)的圖表，(a)利用XPS的wild掃描區(qū)域的定性分析，(b)利用XPS 的narrow掃描區(qū)域的結(jié)合狀態(tài)分析。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的其他特征以及實(shí)施方式將會(huì)通過以下的詳細(xì)說明以及權(quán)利要求書而明確。本發(fā)明是關(guān)于一種化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其包含一通過化學(xué)機(jī)械研磨工序所產(chǎn)生的能量而釋放出電子與空穴的未離子化熱活性納米催化劑、一研磨劑、以及一氧化劑，其中，未離子化熱活性納米催化劑與研磨劑彼此不相同，并且未離子化熱活性納米催化劑的含量為0. 00001-0. 1重量％。接下來，在下面對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)漿料組合物包含一未離子化熱活性納米催化劑、一研磨劑、以及一氧化劑，其中，未離子化熱活性納米催化劑與研磨劑彼此不相同。此用于本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物的未離子化熱活性納米催化劑為一可以通過在化學(xué)機(jī)械研磨工序中所產(chǎn)生的熱能而釋放電子與/或空穴的物質(zhì)，在其中，被釋放的電子與氧化劑例如過氧化S (hydrogen peroxide),進(jìn)行反應(yīng)而產(chǎn)生輕自由基(hydroxyl radicals)。任何具有低能帶隙(low energyband gap)的半導(dǎo)體物質(zhì)都可被用做未離子化熱活性納米催化劑。未離子化熱活性納米催化劑通過在化學(xué)機(jī)械研磨工序中所產(chǎn)生的能量而釋放電子與空穴的機(jī)理如下納米!^eSi— e_ (釋放)+h+(表面)e、H202 — · ΟΗ+ΟΓe>02 — O2 ·(超氧自由基)202 · +2H20 — 2 · 0H+20H_+022h++20r — 2 · OH=4 6 · OH+ff — W03+3H20可以用做未離子化熱活性納米催化劑的半導(dǎo)體物質(zhì)，為一在水溶液狀態(tài)下在 10-100°c、優(yōu)選20-80 0C、特別優(yōu)選30-70 °C的溫度釋放電子與空穴的物質(zhì)，而以具有 0. 001-3. OeV能帶隙的物質(zhì)為佳，特別是以具有0. 005-2. OeV能帶隙的物質(zhì)為較佳。于此， 如果溫度太低，有可能電子與空穴無法產(chǎn)生，而如果溫度過高，有可能由于急劇的反應(yīng)而會(huì)造成研磨不均的情況。如果能帶隙太低，此物質(zhì)將變成導(dǎo)體而有可能失去其催化的功能，而如果能帶隙太高，有可能將無法通過在研磨工序中所產(chǎn)生的能量而激發(fā)此催化劑。此未離子化熱活性納米催化劑為納米尺寸的粒子。具體地，此納米催化劑的粒子尺寸為1-1000納米(nm)，而以1-20納米(nm)的粒子尺寸較佳，但是特別是2_10納米(nm)的粒子尺寸為最佳。如果未離子化熱活性納米催化劑的粒子尺寸太小，此納米催化劑無法形成為粒子。但是如果未離子化熱活性納米催化劑的粒子尺寸太大，催化劑活性則會(huì)降低或是催化劑會(huì)造成缺陷(defects)，例如在研磨工序中產(chǎn)生刮痕(scratches)。一化學(xué)式為MSi (Μ代表過渡金屬)的過渡金屬硅化物(transition metalsilicide)可以被使用來當(dāng)做未離子化熱活性納米催化劑。眾所皆知，過渡金屬硅化物在水溶液中是惰性的物質(zhì)并且不具有反應(yīng)性，但是會(huì)在高溫與熔融的氫氧化鉀(KOH)、氟化鉀(KF)、氯化鉀(KCl)等反應(yīng)。舉例來說，過渡金屬硅化物包括鉻硅(CrSi)、錳硅(MnSi)、 鈷硅(CoSi)、硅鐵(FeSi)等，而特別是使用粒子尺寸為4-5納米(nm)的硅鐵做為未離子化熱活性納米催化劑為較佳。被合成為納米尺寸粒子的硅鐵是具有高度活性的，因此，硅鐵具有可以通過化學(xué)機(jī)械研磨工序中所產(chǎn)生的熱能被充分地活化的特征。如同韓國專利注冊號(hào)10-850877此篇以本申請人名字注冊的專利的說明書所描述的，前述的硅鐵可以通過在水溶液中在FeCl3等鐵鹽存在下使SiCl4等硅鹽反應(yīng)而制備。同樣的，如同韓國專利申請?zhí)?0-2009-42594此篇以本申請人名字申請的專利的說明書所描述的，前述的硅鐵可以通過一使用超臨界流體(supercriticalfluid)制備過渡金屬硅化物的方法而制備，此一方法包含下列步驟導(dǎo)入一過渡金屬化合物(transition metal compound)以及一有機(jī)溶劑進(jìn)入反應(yīng)槽中，接著，加熱與加壓于這些被導(dǎo)入的物質(zhì)， 以致于使得有機(jī)溶劑達(dá)到超臨界狀態(tài)，然后，導(dǎo)入一硅化合物進(jìn)入反應(yīng)槽中，再將反應(yīng)槽的混合溶液轉(zhuǎn)移至一雜質(zhì)去除槽(impurity removal tank)中，然后移除有機(jī)溶劑與未反應(yīng)的物質(zhì)。在上述以本申請人名字注冊與申請的專利的說明書所描述的硅鐵中，在制備工序結(jié)束后有可能存在作為雜質(zhì)的尚未反應(yīng)的離子，在制備熱活性的固體研磨組合物的工序中要想去除上述反應(yīng)溶液中存在的離子的話，可以通過例如使用離子交換樹脂來處理組合物中的雜質(zhì)的離子交換樹脂法(ion exchange resinmethod)來進(jìn)行，使得上述組合物可以與 OH—與H+離子進(jìn)行交換。此外，硅鐵(FeSi)是鐵與硅的合金，通常為通過熔爐、電爐或是類似的裝置制備的熔化物，其為在市場尚可購買到的產(chǎn)品而具有大約15-90重量％的硅含量。此硅鐵中的鐵成分的含量相對于全部硅鐵以0. 01-99重量％為較佳，而特別是0. 1-50重量％為最佳。 如果鐵成分的含量過低，硅鐵將無法被研磨工序中所產(chǎn)生的能量所活化，而如果鐵的含量過高，硅鐵則變成導(dǎo)體而失去其催化的功能。此硅鐵(FeSi)可以通過液相法(liquid-phase method)、固相法 (solid-phasemethod)或是氣相法(vapor-phase method)這些用于制備納米粒子的方法進(jìn)行制備而得。此外，其也可以使用超臨界法(supercritical method)在調(diào)節(jié)物性的情況下制備而成。在本發(fā)明所使用的過渡金屬硅化物中每一成分的含量，可以根據(jù)具有多層配線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)與構(gòu)成要素的性狀而在不損害本發(fā)明的目的的范圍中設(shè)定為 0.0001-99. 9999重量％。以在0. 1-99. 9重量％此范圍中選擇為佳，而以在1_99重量％此范圍中選擇為較佳，但以在10-90重量％此范圍中選擇為最佳。本發(fā)明的未離子化熱活性納米催化劑在化學(xué)機(jī)械研磨工序中會(huì)釋放電子與空穴， 其與氧化劑例如過氧化氫反應(yīng)而產(chǎn)生非常強(qiáng)的羥自由基(hydroxylradicals)，而對金屬層進(jìn)行氧化。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物中的未離子化熱活性納米催化劑含量為整個(gè)組合物的0. 00001-0. 1重量％，但以在0. 00005-0. 07重量％之間為佳，而以在0. 0001-0. 05 重量％之間為較佳，但以在0. 001-0. 03重量％之間為最佳。如果未離子化熱活性納米催化劑含量過低，催化作用有可能會(huì)不足，但是如果含量過高，有可能反應(yīng)性過度地增加而導(dǎo)致研磨不均。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物包含一在所研磨金屬層表面形成氧化膜且有助于金屬層的研磨的氧化劑。舉例來說，本發(fā)明使用的氧化劑可以包含單過硫酸鹽(monopersulfates)、過硫酸鹽(persulfates)、過氧化物(peroxides)、過碘酸鹽 (periodates)、以及其混合物。其中，以使用過氧化氫做為氧化劑較佳。單過硫酸鹽 (monopersulfates)則可以舉出KHSO5、KHSO4、K2SO4以及類似的物質(zhì)，而過氧化物(peroxidecompound)則可以舉出過氧化S、過氧化苯甲酉先(benzoyl peroxide)、過氧乙酸(peracetic acid)、過氧化二(叔丁基)(di-t-butylperoxide)、過氧化鈉(sodium peroxide)以及其它類似物質(zhì)。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物含有的氧化劑含量，占整個(gè)組合物的 0. 1-10.0重量％，而以在0. 2-5.0重量％之間較佳。如果氧化劑含量低于0. 1重量％，形成的氧化層有可能不足，但如果氧化劑含量高于10.0重量％，研磨的效率有可能降低。上述氧化劑，與被熱能活化的熱活性納米催化劑產(chǎn)生的電子和空穴反應(yīng)，而生成反應(yīng)性強(qiáng)的羥自由基(Off)。本發(fā)明的漿料組合物包含一可以對金屬層進(jìn)行機(jī)械研磨的傳統(tǒng)研磨劑 (abrasive) 0在本發(fā)明中使用的研磨劑，包括氣相二氧化硅(fumed silica)、膠體二氧化硅(colloidal silica)等二氧化硅(silica)，γ-氧化鋁(γ-alumina)、α-氧化招(α-alumina)等氧化招(alumina),氧化鋪(ceria)、氧化鍺(Germania)、二氧化鈦 (titania)、氧化鋯(zirconia)以及其它類似物質(zhì)。這些研磨劑可能被單獨(dú)使用或是合并使用，而氣相二氧化硅(fumed silica)則為較佳的選擇。研磨劑的尺寸大約小于1. 0微米 (μ m)，而以小于400納米(nm)為佳，并且研磨劑的含量占整個(gè)漿料組合物的0. 1-20. 0重量％，而以0. 5-10. 0重量％較佳。如果研磨劑含量低于0. 1重量％，對金屬層的研磨有可能不足夠，但是如果研磨劑含量超過20. 0重量％，則漿料的溫穩(wěn)定性有可能降低。本發(fā)明的漿料組合物中剩下的成分則為水，而以使用去離子水或是蒸餾水較佳。 如果必要的話，本發(fā)明的漿料組合物可以包含一分散劑(dispersingagent)，用以抑制由于儲(chǔ)存溫度與老化所造成的凝膠化(gelling)與粒子沈積(particle precipitateon)現(xiàn)象并且維持分散穩(wěn)定性，以及一反應(yīng)調(diào)節(jié)劑(reactionregulating agent)，用以調(diào)整由于基板表面平坦度不同所引起的氧化劑的不均勻反應(yīng)。如同分散劑，適當(dāng)份量的丙二酸 (malonic acid)可以使用于本發(fā)明中，但是用以降低金屬離子污染程度的有機(jī)添加物，例如二羥基烯醇化合物(dihydroxy enol compounds)與抗壞血酸(ascorbic acid)則是本發(fā)明所不需要的。本發(fā)明的漿料組合物可以更進(jìn)一步包含一傳統(tǒng)的添加劑，例如一具有防止 PH值變化功效的緩沖溶液。本發(fā)明的漿料組合物的pH值為1-10之間，以1-9之間較佳，而以1-7之間為更佳選擇。如果漿料組合物的pH值小于1，此成分的粒子有可能凝結(jié)而形成凝膠，而如果漿料組合物的PH值超過10，所產(chǎn)生的氧化反應(yīng)有可能不足。為了調(diào)整漿料組合物的PH值達(dá)到上述范圍，必要的時(shí)候，可以加入一pH調(diào)整劑。本發(fā)明所使用的pH調(diào)整劑包含無機(jī)酸，例如硝酸(nitric acid)、硫酸(sulfuric acid)、鹽酸(hydrochloric acid)、 或磷酸(phosphoricacid)，以及有機(jī)酸，例如酒石酸(tartaric acid)、檸檬酸(citric acid)、草酸(oxalicacid)、或是苯甲酸(benzoic acid)。本發(fā)明的漿料組合物可以根據(jù)具有多層配線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)與構(gòu)成要素的性狀，而采用任何已知的方法進(jìn)行制備。舉例來說，本發(fā)明的漿料組合物可以通過在一水性介質(zhì)(aqueous medium)例如去離子水或是蒸餾水中，添加所需要濃度的研磨劑與未離子化熱活性納米催化劑而進(jìn)行制備，然后再加入一氧化劑或是氧化劑水溶液進(jìn)入此水性介質(zhì)中。此外，傳統(tǒng)的添加劑，例如分散劑，可以以任何方法加入本發(fā)明的漿料組合物中。因此，可以知道的是，本發(fā)明不需要任何用以降低金屬離子污染程度的有機(jī)添加劑，例如二羥基火希酉享化合物(dihydroxy enol compounds)與抗壞血酸(ascorbic acid)。構(gòu)成本發(fā)明漿料組合物的各成分可以在晶片的研磨工序之前立即混合而直接使用于研磨工序。另外，各成分也可在混合一段時(shí)間后再用于研磨工序中。另外，這些成分被以超過兩個(gè)含有一或多個(gè)成分的包裝單元(package unit)形式提供，然后，在要進(jìn)行研磨工序前，立即混合這些包裝單元中所含的成分而直接使用。為了使用本發(fā)明的漿料組合物對基板，例如晶片、硅基板、或是玻璃基板，進(jìn)行研磨，特別是對形成于基板上的金屬層進(jìn)行研磨，需將漿料組合物涂布于基板上，并且拿一研磨墊與基板接觸，而使研磨墊相對于基板移動(dòng)以移除基板上至少一部分的金屬層。此一可以被本發(fā)明的研磨漿料組合物所研磨的基板，可以為那些包含至少一層金屬層例如鈦層(titanium layer)、氮化鈦層(titanium nitride layer)或是鎢層(tungsten layer)的基板，其中，以包含鎢層的基板較佳。接下來，本發(fā)明將以一些實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。然而，眾所皆知的，這些實(shí)施例只是為了解說本發(fā)明，而不是以此做為對本發(fā)明專利范圍的限制。^MM 1-5 \)XMimm ι 根據(jù)不同二氧,化硅含量的鎢層研磨諫度測丨i式如下列表1所示，制備包含二氧化硅(SiO2)、過氧化氫、作為本發(fā)明未離子化熱活性納米催化劑的納米硅鐵、并且余量為去離子水的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物(實(shí)施例 1-5)。同時(shí)，使用硝酸鐵(Fe(NO3)3)作為傳統(tǒng)催化劑而取代未離子化熱活性納米催化劑， 制備化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物(比較例1)。制備的漿料組合物被用來研磨形成有0. 8微米(Pm)厚度鎢層的鎢晶片(tungsten wafer)，其研磨結(jié)果列于表1。此研磨工序是以 Frex-200CMP拋光機(jī)(CMP Polisher)(日本Ebara公司的產(chǎn)品)當(dāng)做研磨裝置，并且以 IC1000 (美國Rom & Haas公司的產(chǎn)品)當(dāng)做研磨墊，而進(jìn)行研磨。其研磨狀態(tài)如下研磨墊壓力為200hl^、研磨墊轉(zhuǎn)速為90rpm、漿料供給速度(flow rate)為150毫升/分鐘(ml/ min) ο[表 1]
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，包含未離子化熱活性納米催化劑，其通過化學(xué)機(jī)械研磨工序中所產(chǎn)生的能量而釋放電子與空穴；研磨劑；以及氧化劑，其中所述未離子化熱活性納米催化劑與研磨劑彼此不相同，并且所述未離子化熱活性納米催化劑的含量為0. 00001-0. Iwt %。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，所述未離子化熱活性納米催化劑為以MSi表示的過渡金屬硅化物，其中M為過渡金屬。
3.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，所述未離子化熱活性納米催化劑選自由CrSi、MnSi、CoSi、硅鐵(FeSi)以及其混合物所組成的群組中。
4.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，所述未離子化熱活性納米催化劑為硅鐵(FeSi)。
5.如權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，所述未離子化熱活性納米催化劑為在水溶液狀態(tài)下在10-100°C的溫度釋放電子與空穴的半導(dǎo)體物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求5所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，所述未離子化熱活性納米催化劑的粒子大小為l-20nm。
7.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，所述研磨劑的含量為 0. l-20wt%。
8.如權(quán)利要求7所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，相對于全部化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，所述未離子化熱活性納米催化劑的含量為0. 00005-0. 07wt%，所述研磨劑的含量為0. 5-10. Owt%。
9.如權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，所述研磨劑選自由氣相二氧化硅、膠體二氧化硅、Y-氧化鋁、α-氧化鋁、氧化鈰、氧化鍺、二氧化鈦、氧化鋯以及其混合物所組成的群組中。
10.如權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物，其特征在于，所述氧化劑選自由單過硫酸鹽、過硫酸鹽、過氧化物、過碘酸鹽以及其混合物所組成的群組中， 并且所述氧化劑的含量相對于全部漿料組合物為0. 1-10. 0wt%。
11.一種研磨基板的方法，包含將包含未離子化熱活性納米催化劑、研磨劑以及氧化劑的化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物涂布于形成有金屬層的基板上的步驟，其中所述未離子化熱活性納米催化劑通過在化學(xué)機(jī)械研磨工序中產(chǎn)生的能量而釋放電子與空穴；使所述涂布有化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物的基板與研磨墊接觸，并且使研磨墊相對于基板移動(dòng)的步驟；以及從基板上移除至少一部分金屬層的步驟，其中所述未離子化熱活性納米催化劑與研磨劑彼此不相同，并且所述熱活性納米催化劑的含量相對于全部化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物為0.00001-0. lwt%。
12.如權(quán)利要求11所述的研磨基板的方法，其特征在于，所述金屬層選自由鈦層、氮化鈦層以及鎢層所組成的群組中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包含未離子化熱活性納米催化劑的、對金屬層的化學(xué)機(jī)械平坦化工序有用的研磨漿料組合物以及利用其的研磨方法。所述化學(xué)機(jī)械研磨漿料組合物包含通過化學(xué)機(jī)械研磨工序中所產(chǎn)生的能量而釋放電子與空穴的未離子化熱活性納米催化劑、研磨劑、以及氧化劑。所述未離子化熱活性納米催化劑與研磨劑彼此不相同，所述未離子化熱活性納米催化劑優(yōu)選為在水溶液狀態(tài)下在10-100℃的溫度釋放電子與空穴的半導(dǎo)體物質(zhì)，特別優(yōu)選使用從CrSi、MnSi、CoSi、硅鐵(FeSi)以及其混合物所組成的群組中選擇的過渡金屬硅化物(transition metal silicide)，更優(yōu)選使用納米硅鐵(nano ferrosilicon)此類的半導(dǎo)體物質(zhì)。此未離子化熱活性納米催化劑的含量相對于全部漿料組合物為0.00001-0.1wt％。
文檔編號(hào)C09K3/14GK102449099SQ201080024213
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者任真爀, 孔鉉九, 崔正民, 樸惠貞, 樸鐘大, 金宰賢 申請人:株式會(huì)社東進(jìn)世美肯