本品高介电材料钛酸锶钡化学机械抛光液 不仅可以降低表面粗糙度（降至0.8nm 以下），还可以降低抛光速率（200~ 300nm/min），在抛光过程中，损伤少、易清洗，不腐蚀设备、不污染环境，下面专家来科普本品高介电材料钛酸锶钡化学机械抛光液的专业配方知识。
制备方法 将各组分溶于水混合均匀即可。
原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：研磨料1～30、氧化剂 0.5～15、螯合剂0.1～10、表面活性剂0.01～2、促进剂0.5～5、消泡剂 (20~200)×10-⁶、杀菌剂(10～50)×10-⁶、pH 调节剂调节pH 值为 8.5～11、去离子水加至100。
所述研磨料主要作用是CMP 时的机械摩擦，可选自氧化铝、氧化 钛、胶体氧化硅及其混合物。所述的研磨料优选氧化钛、胶体二氧化硅及 其混合物。用于本品的研磨料平均粒径小于200nm, 最佳平均粒径为10~ 120nm。所述的研磨料为金属氧化物的水分散体或金属氧化物的胶体溶液。
所述氧化剂有助于将薄膜材料氧化至相应的氧化物、氢氧化物或离 子。所述的氧化剂可选自还原时形成羟基的化合物或价态可降低的高价离 子化合物，如过氧化氢、过氧化氢脲、过硫酸铵中任意一种或两种。其中 较优的为过氧化氢脲、过硫酸铵或其混合物作为氧化剂。
所述螯合剂的作用是与抛光表面的金属离子及抛光液中少量的金属离 子形成螯合物，有助于减少抛光表面金属离子的污染及增大抛光产物的体 积，使得抛光后清洗容易去除。所述的螯合剂可选自无金属离子的螯合 剂，如乙二胺四乙酸铵、柠檬酸铵、羟乙基乙二胺四乙酸铵中任意一种或 其中任意两种混合物。优选柠檬酸铵、羟乙基乙二胺四乙酸铵中的一种或 其混合物。
所述表面活性剂的作用主要包括使得抛光液中研磨料分散的高稳定 性；CMP 过程中优先吸附在材料的表面，化学腐蚀作用降低，由于凹处 受到摩擦力小，因而凸处比凹处抛光速率大，起到了提高抛光凸凹选择性 的作用；表面活性剂还有助于抛光后的表面污染物清洗。用于本品的表面 活性剂可以为非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性 剂；可选自无金属离子的烷基醇聚氧乙烯基醚、烷基三甲基溴化铵、聚丙 烯酸铵、聚甲基丙烯酸铵的任意一种或两种；优选烷基醇聚氧乙烯基醚、 聚丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸铵及其混合物。
本品的CMP 纳米抛光液中包括至少一种抛光促进剂。考虑BST 薄 膜材料经过化学反应后的产物去除，通过氧化剂的处理形成了BaO 、 SrO、TiO₂等相应氧化物，在碱性溶液作用下形成相应的氢氧化物，但 是这几类氢氧化物均是水中的微溶物，甚至不溶物，容易沉积在抛光表 面形成颗粒沾污及影响进一步的材料去除。本品加入一种不含金属离子 的卤化物作为促进剂，与上述氢氧化物形成溶于水的卤化物，增强了表 面膜的去除作用，加快了抛光速率；抑制了表面颗粒的形成，减少了划 伤和粗糙度。用于本品的抛光促进剂选自无金属离子的卤化物，如氟化
铵、氯化铵及溴化铵中的任意 一 种或两种；优选氟化铵、氯化铵及其混 合物。
本品 CMP 纳米抛光液中包括一种消泡剂，抛光液中表面活性剂的加 入通常导致泡沫的产生，不利于工艺生产控制，通过加入极少量消泡剂实 现低泡或无泡抛光液，便于操作使用。本品所述的消泡剂选自聚硅烷化合 物，如聚二甲基硅烷。
本品CMP 纳米抛光液中包括一种杀菌剂，抛光液中含有许多有机 物，长期存放容易形成霉菌，导致抛光液变质，为此向抛光液中加入少量 杀菌剂以达到杀死霉菌的目的。本品所述的杀菌剂选自噻唑类啉酮化合 物，如异构噻唑啉酮。
所述pH 调节剂主要是调节抛光液的 pH 值，使得抛光液稳定，有助 于CMP 的进行。用于本品的 pH 调节剂可选自氨水、氢氧化钾、四甲基 氢氧化铵、羟基胺中的任意一种或两种混合物；优选无金属离子化合物， 如氨水、四甲基氢氧化铵、羟基胺及其任意两种混合物。
所述的纳米抛光液pH 值为7～12,优选pH 值为8～11.5,最佳 pH 值为8.5～11。
产品应用 本品主要应用于高介电材料CMP, 尤其是用于制备超 高密度 DRAM 及纳米尺寸CMOS场效应管的高介电常数的介质材料， 所述的高介电材料钛酸锶钡通式为BaχSr1-χ,TiO₃,其中0<χ<1.0。
本品的纳米抛光液对高介电材料钛酸锶钡进行化学机械抛光可应用 于：在硅衬底上利用磁控溅射或溶胶-凝胶制膜技术沉积高介电常数的介 质层BST 薄膜，其抛光速率达200～300nm/min, 与文献报道值相当，但 抛光后表面粗糙度降至0.8nm 以下，所以是一种较理想的化学机械抛 光液。
以上所述的高介电材料BST 针对目前IC 刻蚀工艺条件难以实现较 好刻蚀，而相关化学机械抛光研究较少，通过采用本品提供的纳米抛 光液，可以实现高介电材料 BST薄膜的全局平坦化，抛光后表面的粗 糙度小于0 .8nm, 满足制备高性能、小尺寸半导体器件的高平坦化 要求。
产品特性 本品抛光液损伤少、易清洗，不腐蚀设备、不污染环境， 主要用于新一代高密度存储器(DRAM) 电容器介电材料钛酸锶钡的全 局平坦化。利用上述纳米抛光液采用化学机械抛光方法平坦化高介电材 料钛酸锶钡，抛光后表面的粗糙度降至0.8nm 以下，抛光速率达200~ 300nm/min, 抛光后表面全局平坦度高，损伤较少，是制备超高密度动 态存储器 (DRAM) 及 CMOS场效应管时高介电材料平坦化的高效抛 光液。
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