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[국내논문] Application of Potential-pH Diagram and Potentiodynamic Polarization of Tungsten 원문보기

Transactions on electrical and electronic materials, v.7 no.3, 2006년, pp.108 - 111  

Seo, Yong-Jin (Department of Electrical Engineering, Daebul University) ,  Park, Sung-Woo (Department of Electrical Engineering, Daebul University) ,  Lee, Woo-Sun (Department of Electrical Engineering, Chosun University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The oxidizer-induced corrosion state and microstructure of surface passive metal-oxide layer greatly influenced on the removal rate of tungsten film according to the slurry chemical composition of different mixed oxidizers. In this paper, the actual polishing mechanism and pH-potential equilibrium d...

주제어

#Chemical mechanical polishing (CMP)   #Potentiodynamic polarization   #Pourbaix  

AI 본문요약
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제안 방법

  • A suitable oxidizer should be chosen, because the oxidizer had a leading role on RR of tungsten film. In this study, new mixed oxidizers were proposed with a different mixing ratio by adding KIO3 and Fe(NO3)3 into the best stable H2O2 for the excellent corrosion effect. The electrochemical measurements fbr slurry compositions were also investigated with the mixed oxidizers in order to estimate the correlations between the kinetics of passive metal-oxide and the RR of tungsten film.
  • In this study, new mixed oxidizers were proposed with a different mixing ratio by adding KIO3 and Fe(NO3)3 into the best stable H2O2 for the excellent corrosion effect. The electrochemical measurements fbr slurry compositions were also investigated with the mixed oxidizers in order to estimate the correlations between the kinetics of passive metal-oxide and the RR of tungsten film.

대상 데이터

  • Blanket wafers of W/tetra-ethyl ortho-silicate (TEOS)/ Si structure were prepared and Al2O3-based W-slurry (RODEL, MSW 2000A) was used as starting slurry. H2O2, Fe(N°3)3, and KIO3 were adopted as a mixed oxidizer.
  • Table 1 summarizes the mixing ratio of oxidizer additive. The CMP experiments were performed using a G&P POLI-3 80 CMP polisher and the polishing pad was a double pad with stack-type IC-1300/Suba-IV from RODEL Company. The process conditions of polisher are as follows; the rotation speed of table and head were both set to 70 rpm, and head pressure was set to 60 gf/cm2.

이론/모형

  • For post-CMP cleaning, we cleaned by using ultrasonic fbr 4 minutes in diluted HF solution, after rinsing in ammonium hydroxide (NH4OH) solution of 2 % fbr 20 s. The potentiodynamic polarization test was performed using a potentiostat CMS-100 model manufactured by Gamry Company. A carbon rod and a saturated calomel electrode (SCE) were used for the counter and reference electrodes, respectively.
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참고문헌 (8)

  1. F. B. Kaufman, D. B. Thompson, R. E. Broadie, M. A Jaso, W. L. Gutherie, D. J. Pearson, and M. B. Small, 'Chemical-mechanical polishing for fabricating patterned W metal features as chip interconnects', J. Electrochem. Soc., Vol. 138, No. 11, p. 3460, 1991 

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  2. M. Bielmann, U. Mahajan, and R. K. Singh, 'Effect of particle size during tungsten chemical mechanical polishing', Electrochem. Solid St., Vol. 2, No. 8, p. 401, 1999 

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  3. M. Bielmann, U. Mahajan, R. K. Singh, D. O. Shah, and B. J. Palla, 'Enhanced tungsten chemical mechanical polishing using stable alumina slurries', Electrochem. Solid St., Vol. 2, No. 3, p. 148, 1999 

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  4. T. Hara, T. Tomisawa, T. Kurosu, and T. K. Doy, 'Chemical mechanical polishing of polyarylether low dielectric constant layers by manganese oxide slurry', J. Electrochem. Soc., Vol. 146, No. 6, p. 2333, 1999 

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  5. Y. J. Seo and W. S. Lee, 'Effects of oxidant additives for exact selectivity control of W- and Ti-CMP process', Microelectron. Eng., Vol. 77, No. 2, p. 132, 2005 

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  6. J. Hernandez, P. Wrschka, and G. S. Oehrlein, 'Surface chemistry studies of copper chemical mechanical planarization', J. Electrochem. Soc., Vol. 148, No. 7, p. G389, 2001 

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  7. M. Pourbaix, 'Atlas of Electrochemical Equilibrium in Aqueous Solutions', NACE, Houston, TX, 1974 

  8. J. M. Steigerwald, S. P. Murarka, and R. J. Gutmann, 'Chemical mechanical planarization of microelectronic materials', John Wiley & Sons, New York p. 194, 1997 

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