润滑与密封

作者：王方圆，宋国强，檀柏梅，杜浩毓，王晓龙

单位：河北工业大学电子信息工程学院;天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;天津市电子材料与器件重点实验室,

关键词：化学机械抛光;表面活性剂;润湿性;粗糙度;抛光液

基金：国家科技重大专项(2016ZX02301003-004-007)；河北省自然科学基金项目(F2022202072；F2018202174)

为提高铜互连化学机械抛光(CMP)后表面质量，在抛光液中需引入适当的表面活性剂以改善磨料的稳定性以及CMP后铜的表面粗糙度。研究了十二烷基硫酸铵(ADSA)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、直链烷基苯磺酸(LABSA)3种不同阴离子表面活性剂，以及非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和LABSA复配表面活性剂对钽阻挡层抛光液润湿性、分散性以及对材料去除速率的影响。通过接触角测量仪、纳米粒度仪、扫描电镜和原子力显微镜测试表面张力、接触角、大颗粒数、粒径分布以及CMP后铜的表面粗糙度，并分析复配表面活性剂的作用机制。结果表明：抛光液中加入LABSA后，因其具有直链型结构，抛光液的润湿性和分散性效果最好，抛光后铜表面的粗糙度最低；AEO-9和LABSA进行复配，相较于单一的LABSA，抛光液的润湿性、分散性、稳定性和抛光后铜表面粗糙度均有所改善，体积分数0.1%LABSA+0.1% AEO-9的复配表面活性剂性能最优，CMP后铜表面粗糙度降至0.7 nm。

来源：2023年第12期

《润滑与密封》期刊编辑部

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