2012, 32(5):421-427.

过氧化氢抛光液体系中钌的化学机械抛光研究

1.?

安徽工业大学 化学化工学院,安徽 马鞍山 243002

通讯作者: 储向峰, xfchu99@ahut.edu.cn

收稿日期: 2012-02-10

基金项目: The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(50975002), TD201204 of AHUT and the research project for university personnel returning from overseas sponsored by the Ministry of Education of China.
国家自然科学基金项目(50975002)、安徽工业大学创新团队项目(TD201204)和教育部高校留学回国人员科研项目资助.

Chemical Mechanical Planarization of Ruthenium in Hydrogen Peroxide-Based Slurry

1.?

School of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan 243002, China

Corresponding author: CHU Xiang-feng, xfchu99@ahut.edu.cn

Received Date: 10 Feb 2012

引用本文: 储向峰, 王婕, 董永平, 乔红斌, 张王兵. 过氧化氢抛光液体系中钌的化学机械抛光研究[J]. 摩擦学学报, 2012, 32(5): 421-427.

Citation: CHU Xiang-feng, WANG Jie, DONG Yong-ping, QIAO Hong-bin and ZHANG Wang-bing. Chemical Mechanical Planarization of Ruthenium in Hydrogen Peroxide-Based Slurry[J]. TRIBOLOGY, 2012, 32(5): 421-427.

本文研究了过氧化氢(H2O2)抛光液体系中金属钌的化学机械抛光行为,采用电化学分析方法和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了氧化剂和络合剂对腐蚀效果的影响,利用原子力显微镜(AFM)观察抛光表面的微观形貌.结果表明:在过氧化氢抛光液体系中,金属钌表面钝化膜的致密度和厚度与醋酸(CH3COOH)和H2O2的浓度有关.抛光液中醋酸主要通过促进阳极反应的进行从而增强抛光液对金属钌的化学作用,CH3COOH作为络合剂比三乙醇胺(TEA)或酒石酸(C4H6O6)得到的抛光速率更高.低浓度H2O2通过增强抛光液对金属钌的化学腐蚀,抛光速率增大,较高浓度H2O2可能通过在金属表面形成较厚的氧化膜,抛光速率下降.XPS图谱说明钌片浸泡在含醋酸介质过氧化氢体系抛光液后,钌、氧原子相对含量之比约为2∶3,而且金属钌被氧化到四价和八价,这可能是因为金属钌表面生成RuO2和RuO4.抛光后的金属钌表面在5 μm×5 μm范围内平均粗糙度Sa由抛光前的33 nm降至6.99 nm.

关键词: , 化学机械抛光, 电化学检测, 过氧化氢, 络合剂
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