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

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

基金资助

河北省自然科学基金（E2019202367）