《表1 Ru, Cu和TaN在不同浓度KIO4抛光液中的去除速率和速率选择比》

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《"高碘酸钾和双氧水对Cu,Ru和TaN去除速率影响的对比"》

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根据在标准条件下的Ru电位-pH图，有毒的RuO4气体会在酸性溶液中产生[9]，因此所有实验将在弱碱性抛光体系中进行，并规定pH值为9。表1为不同KIO4浓度对Ru，Cu和TaN去除速率以及去除速率选择比的影响，抛光液由质量分数5%的SiO2磨料以及不同浓度的KIO4组成。可以发现，在缺乏氧化剂的条件下，Cu，Ru和TaN的去除速率分别为19.1，2.3和8.6 nm/min，这导致了极差的去除速率选择性。随着溶液中KIO4浓度的提高，Cu和Ru的去除速率也随之增加，其中不难发现Cu的去除速率一直小于Ru，而TaN的去除速率在急剧增加后保持稳定。这些结果表明:KIO4可以明显提高Cu，Ru和TaN三种材料的去除速率，这可能是由于KIO4可以快速氧化金属的表面（Cu，Ru和TaN），从而使高硬度的金属转化为易于去除的金属氧化物。此外，B.C.Peethala等人[10]已经报道了弱碱性条件下，KIO4可以把金属Ru氧化为易于去除的RuO4-和RuO42-等离子，这促进了Ru的溶解，从而加快了Ru的去除。此外，还可以发现:使用KIO4作为氧化剂，Ru可以达到高的去除速率（91.6 nm/min），获得高的Cu，Ru和TaN速率选择比，且在KIO4的浓度为5 mmol/L时，三者的去除速率比值接近于1∶1∶1.