润滑与密封

作者：赵悦琦，王胜利，杨云点，罗翀，栾晓东

单位：河北工业大学电子信息工程学院,,河北工业大学电子信息工程学院,,北方集成电路技术创新中心 （北京） 有限公司,,河北工业大学电子信息工程学院；河北工业大学创新研究院 （石家庄）,,江苏海洋大学电子工程学院,

关键词：钨;化学机械抛光;聚乙二醇;表面质量;分散剂

基金：国家自然科学基金项目 （62104087）；中国博士后基金项目 （2024M751207）；河北工业大学创新研究院 （石家庄） 石 家庄市科技合作专项基金项目 （SJZZXB23003）

由于氧化剂的腐蚀与常用磨料的高硬度会对晶圆表面形貌产生不利影响，难以提高钨 （W） 化学机械抛光 （CMP） 后的表面质量。为此，使用较低硬度的纳米 MnO2 作为磨料，采用聚乙二醇 （PEG） 作为非离子表面活性剂来 提升其在抛光液中的分散性，通过电化学与 X 射线光电子能谱 （XPS） 实验，研究 PEG 对 W 膜表面的作用机制，通过 热力学吸附实验考察其吸附作用及类型。基于全局反应性描述符计算，推测出 PEG 比传统表面活性剂 AEO-9 更具反应 活性，且对 W 膜表面的电子转移能力更高，并结合 Fukui 函数探寻其活性位点。结果表明：在抛光液中添加质量分数为 9% 的 PEG 时，W 的去除速率可达 478. 7 nm/min，抛光后表面粗糙度可达 0. 583 nm，相比使用 AEO-9 降低了 32. 8%， 且 W/SiO2 选择比达到 57. 7。PEG 作为分散剂高效吸附于磨料表面，有效改善了抛光液的稳定性；作为缓蚀剂吸附于钨膜表面，在保持钨去除速率较高的情况下，降低了其腐蚀程度；作为选择性剂大量吸附于介质膜表面，大幅度抑制了 SiO2 去除速率，明显提高 W 与介质层的抛光选择比。

来源：2026年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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