發(fā)布時(shí)間：2018-12-13 13:03

【摘要】：Co基擴(kuò)散阻擋層對(duì)Cu具有良好的擴(kuò)散阻擋性和粘附性,具有被應(yīng)用于下一代銅互聯(lián)阻擋層的潛力。但目前關(guān)于Co材料的化學(xué)機(jī)械拋光研究非常缺乏,對(duì)于Co拋光中存在的靜態(tài)腐蝕、化學(xué)腐蝕、拋光機(jī)理等科學(xué)問(wèn)題和實(shí)際的拋光工藝缺乏研究。因此本論文工作對(duì)科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用都有非常重要的意義。論文首先從傳統(tǒng)的阻擋層材料Ta入手,系統(tǒng)的研究了河北工業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的堿性阻擋層拋光液中的氧化劑、螯合劑以及添加劑等各組分,對(duì)靜態(tài)腐蝕速率、拋光速率及表面粗糙的影響。發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)堿性?huà)伖庖褐?Ta拋光速率很大程度上依賴(lài)于Ta發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速率。實(shí)驗(yàn)證明,添加鹽酸胍能增強(qiáng)Ta拋光速率。在研究傳統(tǒng)阻擋層材料Ta的基礎(chǔ)上分析三個(gè)因素對(duì)阻擋層新材料Co的影響。觀察拋光液各組分對(duì)靜態(tài)腐蝕速率、拋光去除速率及電化學(xué)的影響。通過(guò)分析靜態(tài)條件下的數(shù)據(jù),選出滿(mǎn)足條件的拋光液組分進(jìn)行CMP實(shí)驗(yàn),觀察Co拋光速率的變化,最后做電化學(xué)實(shí)驗(yàn),從化學(xué)角度解釋去除速率。為了提高速率在拋光液中添加氧化劑及鹽酸胍。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)活性劑為30ml/L、螯合劑為20ml/L時(shí),Co的靜態(tài)腐蝕速率最低;當(dāng)添加30ml/L氧化劑及0.3g/L鹽酸胍后,Co的拋光速率由急劇增大,與現(xiàn)存的阻擋層拋光液對(duì)比,此阻擋層拋光液對(duì)Co有更高的去除速率,且靜態(tài)腐蝕較小。此論文對(duì)阻擋層CMP研究提供了積極的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:The diffusion barrier layer based on Co has good diffusion barrier and adhesion to Cu and has the potential to be used in the next generation copper interconnecting barrier layer. However, the research on the chemical mechanical polishing of Co materials is very scarce, and the scientific problems such as static corrosion, chemical corrosion, polishing mechanism and the actual polishing process in Co polishing are not studied. Therefore, the work of this paper is of great significance to scientific research and practical application. Firstly, starting with the traditional barrier material Ta, the paper systematically studied the static corrosion rate of oxidant, chelating agent and additive in alkaline barrier polishing liquid developed by Hebei University of Technology. The effect of polishing rate and surface roughness. It is found that the polishing rate of Ta depends largely on the reaction rate of Ta in strong alkaline polishing solution. The experiment shows that the addition of guanidine hydrochloride can increase the polishing rate of Ta. Based on the study of the traditional barrier material Ta, the influence of three factors on the new barrier layer material Co was analyzed. The effects of various components of polishing liquid on static corrosion rate, polishing removal rate and electrochemistry were observed. By analyzing the data under the static condition, the CMP experiment was carried out by selecting the polishing liquid component which satisfied the conditions. The change of the Co polishing rate was observed. Finally, the electrochemical experiment was done to explain the removal rate from the chemical point of view. In order to increase the rate of addition of oxidant and guanidine hydrochloride in polishing solution. The experimental results show that when the active agent is 30ml / L and the chelating agent is 20ml/L, the static corrosion rate of Co is the lowest. When 30ml/L oxidant and 0.3g/L guanidine hydrochloride were added, the polishing rate of Co increased sharply. Compared with the existing barrier polishing liquid, the Co polishing liquid had higher removal rate of Co and less static corrosion. This paper provides positive guidance for the study of barrier layer CMP.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN305.2

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本文編號(hào)：2376576