周婉睛 ，孙鸣 , ，孟凡浩 ，阳小帆 ，杨朝霞

（1.河北工业大学电子信息工程学院，天津 300130；2.天津市电子材料与器件重点实验室，天津 300130）

随着集成电路(IC)特征尺寸的缩小，尤其是当技术节点下降到7 nm甚至更小时，Cu作为互连线会导致后端线路(BEOL)的RC延迟大幅增加[1-2]，严重影响芯片时序逻辑功能。Co替代BEOL中布线用的Cu成为下一代先进节点应用的最佳布线材料[2-3]。由于Co具有比Cu更好的抗电迁移性、良好的孔隙填充特性、低电阻率和高可靠性等优点[4-7]，因此在7 nm及以下先进节点应用中，采用Co作为互连材料的芯片具有更低功耗和更高的集成度，性能也更好。

在Co布线CMP过程中，Co/Ti叠层结构(Ti为阻挡层)极易产生电偶腐蚀，严重影响互连的可靠性。这是由于Co/Co2+和Ti/Ti2+的标准电极电位相对于标准氢电极分别为−0.28 V和−1.63 V，二者之间存在较大的电势差。此时较薄的阻挡层Ti将被耗尽，最终导致器件互连的失效。

目前，已有学者对Co布线抛光过程中Co和Ti的电偶腐蚀进行了相关研究。R.Popuri等人以柠檬酸为配位剂研究了Co的抛光过程，使用了3%(质量分数，下同)硅溶胶、50 mmol /L柠檬酸和3 mmol/L油酸钾(无过氧化物)组成的抛光液，发现Co–Ti的电偶腐蚀可控，并且Co与Ti的去除速率比达到0.9[8]。Q.Y.Tian等人发现用含有2% FA/O II螯合剂、0.15% H2O2和3%胶体二氧化硅研磨剂的浆料时在pH = 8的条件下，Co与Ti的去除速率比超过100∶1，向浆料中添加0.2%的腐蚀抑制剂TT-LYK则有助于减少Co–Ti的电偶腐蚀[9]。

Co精抛过程需要解决Co–Ti电偶腐蚀问题。鉴于目前对此研究的报道较少，本文以柠檬酸钾作为抛光液的配位剂，研究了缓蚀剂TAZ(1,2,4−三氮唑)和AMTA(3−氨基−5−巯基−1,2,4−三氮唑)对精抛过程中Co–Ti电偶腐蚀的影响。……