Research on Chemical Mechanical Polishing Mechanism of Novel Diffusion Barrier Ru for Cu Interconnect

این پایان نامه به مشکلات حل نشده انتخاب شده در فرآیند پرداخت مکانیکی شیمیایی (CMP) برای مدارهای مجتمع با استفاده از روتنیوم (Ru) به عنوان یک ماده لایه مانع جدید می پردازد. با پیگیری یک رویکرد سیستماتیک برای حل مسائل مهم باقی مانده در CMP، ابتدا خواص تریبو خوردگی و مکانیسم های حذف مواد مس (Cu) و Ru در دوغاب مبتنی بر KIO₄ را بررسی می کند. این پایان نامه متعاقباً خوردگی گالوانیکی Cu/Ru را از دیدگاه میکرو و درجا مطالعه می کند و بر این اساس، به دنبال راه هایی برای کاهش خوردگی با استفاده از افزودنی های مختلف دوغاب است. یافته‌های ارائه‌شده در اینجا پیشرفت قابل‌توجهی در تحقیقات بنیادی و فنی در مورد CMP است، در حالی که زمینه را برای تحقیقات آینده فراهم می‌کند.

This thesis addresses selected unsolved problems in the chemical mechanical polishing process (CMP) for integrated circuits using ruthenium (Ru) as a novel barrier layer material. Pursuing a systematic approach to resolve the remaining critical issues in the CMP, it first investigates the tribocorrosion properties and the material removal mechanisms of copper (Cu) and Ru in KIO₄-based slurry. The thesis subsequently studies Cu/Ru galvanic corrosion from a new micro and in-situ perspective, and on this basis, seeks ways to mitigate corrosion using different slurry additives. The findings presented here constitute a significant advance in fundamental and technical investigations into the CMP, while also laying the groundwork for future research.