碱性抛光液中铜和钽CMP的去除速率控制和电偶腐蚀研究

摘要

研究了不同浓度的高碘酸钾(KIO4)和配位剂柠檬酸钾对Cu和Ta的去除速率及腐蚀电位差的影响.由化学机械抛光(CMP)实验结果可知,随着KIO4浓度的提高,Cu的去除速率一直上升,而Ta的去除速率先上升后下降.在pH为10的情况下,当柠檬酸钾为30 mmol/L,KIO4为3 mmol/L时,Cu和Ta的去除速率分别为31.3 nm/min和58.8 nm/min.柠檬酸钾与KIO4的协同作用能够明显提高Ta的去除速率,有利于更好地实现Cu和Ta去除速率的选择性,但此时Cu和Ta之间的腐蚀电位差高达186 mV.为了改善Cu和Ta抛光后的表面形貌,尝试加入表面活性剂十二烷基硫酸铵(ADS).当ADS的添加量为15 mL/L时,Cu和Ta的去除速率非常接近,分别为46.4 nm/min和49.6 nm/min.模拟CMP过程的动态电化学测试结果显示此时Cu和Ta之间的腐蚀电位差只有9 mV,表明加入ADS能够较好地减轻Cu和Ta之间的电偶腐蚀.