单烷基磷酸酯钾盐和烷基糖苷对钴互连化学机械抛光的影响

田雨暄, 王胜利, 罗翀, 王辰伟, 孙纪元, 张国林

电镀与涂饰 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (04) : 47-55. DOI: 10.19289/j.1004-227x.2024.04.007

单烷基磷酸酯钾盐和烷基糖苷对钴互连化学机械抛光的影响

  • 田雨暄, 王胜利, 罗翀, 王辰伟, 孙纪元, 张国林
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摘要

[目的]目前钴(Co)互连化学机械抛光(CMP)使用的传统唑类抑制剂(如苯并三氮唑)一般有毒性,会对环境造成危害。[方法]在以甘氨酸为配位剂、过氧化氢为氧化剂和SiO2(平均粒径60 nm)为磨料的情况下,添加阴离子型表面活性剂单烷基磷酸酯钾盐(MAPK)和非离子型表面活性剂烷基糖苷(APG)作为抑制剂,得到绿色环保的抛光液。先从Co的去除速率和静态腐蚀速率、抛光液的润湿性及抛光后Co的表面品质入手,研究了MAPK与APG对Co互连CMP的影响。接着通过电化学分析和密度泛函理论分析,构建出两种表面活性剂在Co表面的吸附模型,探讨了它们对Co互连CMP的影响机制。[结果]MAPK与APG复配时抛光液的润湿性最好,Co镀膜片在CMP过程中的去除速率和静态腐蚀速率分别为454 nm/min和1 nm/min,抛光后表面品质良好,无腐蚀缺陷。[结论]MAPK和APG都较环保,有望替代传统抑制剂用于钴互连化学机械抛光。

关键词

钴互连 / 化学机械抛光 / 单烷基磷酸酯钾盐 / 烷基糖苷 / 去除速率 / 密度泛函理论

中图分类号

TN405

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田雨暄, 王胜利, 罗翀, 王辰伟, 孙纪元, 张国林. 单烷基磷酸酯钾盐和烷基糖苷对钴互连化学机械抛光的影响. 电镀与涂饰. 2024, 43(04): 47-55 https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.04.007

基金

河北省自然科学基金(E2019202367)

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