銅化學(xué)-機械拋光電化學(xué)機理與拋光速率的研究.pdf

1、該文用電化學(xué)實驗方法,以溶液化學(xué)、腐蝕電化學(xué)原理、磨擦磨損原理、流體力學(xué)邊界層等相關(guān)理論為指導(dǎo),采用旋轉(zhuǎn)圓盤電極,首次系統(tǒng)地對銅在化學(xué)機械拋光過程中的電化學(xué)行為、拋光速率及CMP過程機理等進行了探討.研究的主要內(nèi)容及獲得的主要結(jié)論如下:首次系統(tǒng)地用極化曲線和交流阻抗技術(shù)研究了銅在硝酸、氨水、甲胺介質(zhì)中的自腐蝕行為以及成膜劑鐵氰化鉀、苯并三唑、磷酸鈉存在下的自鈍化條件,考察了銅在弱堿性氫氧化鈉-醋酸鈉溶液中的腐蝕與自鈍化行為及成膜助劑的影

2、響.得到了較為適宜的自鈍化成膜配方用循環(huán)伏安線性電位掃描法首次研究了銅在各種拋光液中自鈍化成膜機理,根據(jù)峰電流及峰電位隨電位掃描速率不同而變化的規(guī)律,證明了成膜過程均符合Muller模型.發(fā)現(xiàn)了銅在不同拋光液體系中成膜后的腐蝕電流密度隨拋光片轉(zhuǎn)速而變化的規(guī)律.考察了銅在不同拋光液中CMP時的拋光速率及其影響因素,研究了拋光液各組成的濃度、磨粒粒徑及硬度對拋光速率的影響規(guī)律.首次提出了CMP拋光液中各成分的量均存在一特征濃度值Cmax、此

3、濃度下拋光速率最大的觀點及CMP拋光液的配方理論--特征濃度理論.發(fā)現(xiàn)了CMP過程中拋光速率R與腐蝕電流密度Icorr在一定條件下存在著線性關(guān)系,得出了定量的拋光速率方程,并提出了解釋銅CMP過程機理的新模型--催化腐蝕模型.用輪廓曲線和SEM照片對比說明了銅在相應(yīng)拋光液中的拋光效果,首次提出CMP拋光液配方的作用主要是控制自鈍化成膜和拋光速率,拋光片表面的最終平整度ra主要取決于磨粒和拋光墊本身的特性,rmax和rz則取決于磨粒的均一