对包含第VIII族金属的表面采用氧化性气体的平面化方法技术

一种平面化方法，其中包括提供包含第二和／或第三行Ⅷ族金属的表面（优选包含铂的表面），在包括氧化性气体的平面化组合物存在下，将其放到与抛光表面接触的位置上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是在半导体器件制造过程中，包含第VIII族金属(优选包含铂)的表面的平面化方法。
技术介绍
金属和金属氧化物的膜，特别是较重的第VIII族元素的膜，对于各种电子和电化学的应用日益重要。这至少是因为许多VIII族金属的膜一般是不活泼的，能耐氧化或阻滞氧的扩散，而且是优良的导体。这些金属中某些金属的氧化物也具有这些性质，不过在程度上也许不同。因此，第VIII族金属、它们的合金、和金属氧化物的膜，特别是第二和第三行(row)金属(例如Ru、Os、Rh、Ir、Pd、和Pt)的膜，具有适合在集成电路中应用的各种性质。例如在集成电路中可以将它们用作例如阻挡层材料。它们特别适合在存储器件中用作介电材料和硅基片之间的阻挡层。而且，它们本身也适合在电容器中用作电容器板(即电极)。铂是用作高介电电容器电极的侯选材料之一。电容器是随机存取存储设备例如动态随机存取存储(DRAM)设备、静态随机存取存储(SRAM)设备、和现在的铁电存储(FE RAM)设备中基本的电荷存储器件，它们由二个导体例如平行的金属或多晶硅电容器板组成，它们起电极的作用(即存储节点电极和单元板电容器(cell plate capacitor)电极)，通过介电材料(用于FE RAMs的铁电体介电材料)彼此绝缘。因此，不断需要加工包含VIII族金属的膜，优选包含铂的膜的方法和材料。在包含VIII族金属的膜的生成过程中，特别是在半导体器件的晶片制造过程中，获得的许多表面都具有不同的高度，所以晶片的厚度也不相同。而且有些表面可能还有缺陷，例如晶格损坏、划痕、粗糙、或嵌入泥土或灰尘粒子。对于将要进行的各种制造过程，例如平板印刷和蚀刻，必须减少或消除晶片表面高度的差异和缺陷。也可能需要除掉多余的材料，以便相对底层基片形成具有选择性的结构。可以使用各种平面化技术提供所述的减少和/或消除。一种所述的平面化技术包括机械抛光和/或化学-机械抛光(这里简缩为“CMP”)。使用平面化方法除掉材料，优选在整个芯片和晶片上获得平的表面，有时称作“全局平面化(global planarity)”。平面化方法，特别是CMP，通常包括使用固定晶片的晶片吸盘(wafer holder)、抛光盘(polishing pad)和磨料浆体，磨料浆体包括许多磨料粒子在液体中的分散体。施加磨料浆体，使其与晶片和抛光盘的表面接触。抛光盘放在抛光桌(table)或抛光台(platen)上。抛光盘以一定压力施加在晶片上进行平面化。在相对另一个的运动中，至少晶片和抛光盘之一是固定的。在某些平面化方法中，晶片吸盘可以旋转也可以不旋转，抛光桌或抛光台可以旋转也可以不旋转，和/或抛光台可以相对旋转作直线运动。有许多类型的平面化设备可以使用，它们以不同的方式进行这个过程。另一种方法，可以采用固定磨料制品代替抛光盘和磨料浆体，固定磨料制品包括许多磨料粒子，它们分散在粘附在底板材料(backing material)至少一个表面上的粘合剂中。包括铂和其它VIII族金属的表面的平面化，在抛光过程中包括的机械作用一般多于化学作用，因为它们在化学上是相当不活泼的和/或具有较少的挥发产物。所述的机械抛光使用氧化铝和二氧化硅粒子。不幸的是，机械抛光往往引起缺陷的生成(例如划痕和粒子)，但不能清除掉铂，可以用光学方法检测划痕和粒子。许多商业上可利用的磨料浆体，也不能使包含铂或其它VIII族金属的表面有效地平面化，这既是因为没有除掉任何材料(这使晶片的电阻没有任何变化)，也是因为在所获得的表面上有缺陷。因此，特别是在半导体器件的制造过程中，仍然需要使包含铂和/或其它VIII族金属的基片暴露的表面平面化的方法。专利技术概述本专利技术提供解决包括铂和/或另一种VIII族第二和第三行金属(即第8、9、和10族，优选Rh、Ru、Ir、Pd、和Pt)的表面平面化的许多问题的方法。本文将所述的表面称作包含铂的表面，或更普遍地称作包含VIII族金属的表面。“包含VIII族金属的表面”系指所暴露的包含VIII族金属(特别是铂)的区域，优选VIII族金属的存在量为该区域组合物的至少约10原子％，更优选至少约20原子％，最优选至少约50原子％，该区域可以以按照本专利技术将被平面化的层、膜、和覆层等形式提供。该表面优选包括一种或多种元素形式的VIII族金属或它们的合金(它们彼此的合金和/或与周期表中一种或多种其它金属的合金)以及它们的氧化物、氮化物、和硅化物。更优选该表面包括一种或多种元素形式的VIII族金属，或只包含VIII族金属的合金(最优选基本上由一种或多种元素形式的VIII族金属，或只包含VIII族金属的合金组成)。本专利技术的方法包括采用平面化组合物使表面平面化，在该平面化组合物中优选包括固态或液态的氧化剂(分散或溶解在组合物中)，氧化剂在25℃下对标准氢电极的标准还原电位为至少约1.4。优选在组合物中存在使溶液饱和量的氧化性气体。更优选在组合物中存在的氧化性气体量不大于约10重量％，更优选为约0.1重量％-约1重量％。特别优选的氧化剂种类包括氧、一氧化二氮、空气、或它们的组合。本文通常所说的“使...平面化”或“平面化”，系指从表面上除掉材料，不管是大量还是少量材料，也不管是采用机械方法、化学方法还是采用这二种方法。平面化也包括采用抛光除掉材料。本文使用的“化学-机械抛光”和“CMP”，系指具有化学成分和机械成分的双重机制，和在晶片抛光过程中一样，其中腐蚀化学和断裂力学在除掉材料过程中都起作用。平面化组合物可以任选包括磨料粒子，由其获得磨料浆体，在采用在其中未嵌入磨料粒子的常规抛光盘的平面化技术中使用。另一种方法，在其中不包含磨料粒子的平面化组合物，可以与代替常规抛光盘的固定磨料制品(也称作磨料抛光盘)一起使用。所述的固定磨料制品包括许多磨料粒子，它们分散在粘附在底板材料至少一个表面上的粘合剂中。无论在固定磨料制品中还是在平面化组合物中，优选的磨料粒子的硬度都不大于约9Mohs。如果氧化性气体在包含磨料粒子的组合物(即磨料浆体)中是不稳定的，可以采用单独的供给系统和/或以单独的组合物提供它们，并在使用地点混合。在本专利技术的一个方面，提供一种平面化方法，其中包括将基片(优选半导体基片或基片组件，例如晶片)的包含VIII族金属的表面放到与抛光盘的界面上；在界面附近提供平面化组合物；和使包含VIII族金属的表面平面化。VIII族金属选自铑、铱、钌、锇、钯、铂、和它们的组合。平面化组合物包括氧化性气体，其在25℃下对标准氢电极的标准还原电位为至少约1.4。在本专利技术的另一个方面，平面化方法包括将基片包含VIII族金属的表面放到与抛光表面的界面上，其中VIII族金属选自铑、铱、钌、锇、钯、铂、和它们的组合；在界面附近提供平面化组合物；和使包含VIII族金属的表面平面化；其中平面化组合物包括氧化性气体，氧化性气体选自氧、空气、氯、一氧化二氮、氧化氮、三氧化硫、卤间化合物(interhalogen)、和它们的组合。在本专利技术的另一个方面，平面化方法包括将基片包含VIII族金属的表面放到与抛光表面的界面上，其中VIII族金属选自铑、铱、钌、锇、钯、铂、和它们的组合；在界面附近提供平面化组合物；和使包含VIII族金属的表面平面化；其中平面化组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面化方法，其中包括：将基片包含Ⅷ族金属的表面放到与抛光表面的界面上，其中Ⅷ族金属选自铑、铱、钌、锇、钯、铂、和它们的组合；在界面附近提供平面化组合物；和使包含Ⅷ族金属的表面平面化；其中平面化组合物包括氧 化性气体，其在２５℃下对标准氢电极的标准还原电位为至少约１．４。

【技术特征摘要】
US 2001-12-21 10/032,3571.一种平面化方法，其中包括将基片包含VIII族金属的表面放到与抛光表面的界面上，其中VIII族金属选自铑、铱、钌、锇、钯、铂、和它们的组合；在界面附近提供平面化组合物；和使包含VIII族金属的表面平面化；其中平面化组合物包括氧化性气体，其在25℃下对标准氢电极的标准还原电位为至少约1.4。2.权利要求1的方法，其中基片包含VIII族金属的表面包括元素形式的VIII族金属或它们的合金。3.权利要求2的方法，其中包含VIII族金属的表面包括元素铂、铑、铱、钌、或它们的组合。4.权利要求3的方法，其中包含VIII族金属的表面包括元素铂。5.权利要求1的方法，其中VIII族金属的存在量≥约10原子％。6.权利要求1的方法，其中基片是半导体基片或基片组件。7.权利要求1的方法，其中抛光表面包括抛光盘，平面化组合物包括许多磨料粒子。8.权利要求1的方法，其中平面化组合物包括硬度不大于约9Mohs的许多磨料粒子。9.权利要求8的方法，其中许多磨料粒子包括CeO2、Al2O3、SiO2、和它们的混合物。10.权利要求1的方法，该方法是在一个步骤中进行的。11.权利要求1的方法，其中氧化性气体选自氧、臭氧、空气、氯、一氧化二氮、氧化氮、三氧化硫、卤间化合物、和它们的组合。12.权利要求11的方法，其中氧化性气体选自氧、空气、和它们的组合。13.权利要求12的方法，其中氧化性气体是氧。14.权利要求1的方法，其中平面化是采用固定磨料制品进行的。15.一种平面化方法，其中包括将基片包含VIII族金属的表面放到与抛光表面的界面上，其中VIII族金属选自铑、铱、钌、锇、钯、铂、和它们的组合；在界面附近提供平面化组合物；和使包含VIII族金属的表面平面化；其中平面化组合物包括氧化性气体，氧化性气体选自氧、空气、氯、一氧化二氮、氧化氮、三氧化硫、卤间化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：S乌伦布罗克，DL维斯特莫雷兰德，
申请(专利权)人：微米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]