硅通孔化学机械平坦化中铜去除的电化学与选择性研究

发布时间：2020-12-22 07:21

　　利用极化曲线测量法研究了甘氨酸和过氧化氢浓度及pH对硅通孔(TSV)化学机械平坦化(CMP)中铜腐蚀的影响。结果表明:甘氨酸对铜的腐蚀随其浓度增大而增强;随着过氧化氢浓度增大,铜腐蚀电位逐渐增大;在p H为10时铜的腐蚀效果最佳。CMP实验表明,在不同浓度的甘氨酸和过氧化氢之下,抛光速率可调,达1.9～5.8μm/min,铜表面粗糙度为5～29 nm,铜钽去除速率比为20～50。 

【文章来源】：电镀与涂饰. 2020年09期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

TSV结构示意图

在甘氨酸2%(质量分数，下同)、过氧化氢3%(体积分数，下同)的条件下，铜在不同pH的溶液中的动电位极化曲线如图2所示。相应的腐蚀电位和腐蚀电流密度列于表1。当溶液的pH由9上升到10时，Cu的腐蚀电位逐渐负移，腐蚀电流密度逐渐上升，说明铜的腐蚀加剧。然而pH由10上升到11时，腐蚀电位正移，并且阳极分支出现钝化区，说明铜的腐蚀减缓。当溶液pH为10时，铜的腐蚀电位最低，说明腐蚀效果最佳。在H2O2 3%、pH=10的条件下，铜电极在不同甘氨酸质量分数的溶液中的动电位极化曲线如图3所示，相应的腐蚀电位和腐蚀电流密度列于表2。随着甘氨酸质量分数的增大，腐蚀电位负移，腐蚀电流密度增加，说明铜电极的腐蚀随着甘氨酸质量分数升高而加剧。

在H2O2 3%、pH=10的条件下，铜电极在不同甘氨酸质量分数的溶液中的动电位极化曲线如图3所示，相应的腐蚀电位和腐蚀电流密度列于表2。随着甘氨酸质量分数的增大，腐蚀电位负移，腐蚀电流密度增加，说明铜电极的腐蚀随着甘氨酸质量分数升高而加剧。在甘氨酸6%、p H=10的条件下，铜电极在不同过氧化氢体积分数的溶液中的动电位极化曲线如图4所示，相应的腐蚀电位和腐蚀电流密度列于表3。随着过氧化氢体积分数增加，腐蚀电位，腐蚀电流密度减小。该结果表明，随着过氧化氢的体积分数增加，铜的腐蚀逐渐减缓。这可能是因为过氧化氢和铜生成的氧化物附着在金属表面，从而阻止了铜与溶液的接触。

【参考文献】：
期刊论文
[1]不同络合剂对铜布线CMP抛光液性能的影响[J]. 刘国瑞,刘玉岭,栾晓东,王辰伟,牛新环.  微纳电子技术. 2018(03)
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[3]Cu2O单晶电导率跃变的起因[J]. 王广济.  纺织基础科学学报. 1994(01)
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本文编号：2931372