新研究：黄腐酸缓蚀剂与铜的绿色电路集成
化学机械平坦化（CMP）技术作为集成电路制造中的关键工艺，可实现铜表面整体亚纳米级平整度，满足集成电路制造的严苛需求。但是，传统CMP浆料因常含有剧毒缓蚀剂，在“绿色化”进程中面临严峻挑战。尽管已有部分关于环保型缓蚀剂的报道，但大多成本较高，不利于工业规模化应用。
近日，杭州电子科技大学机械工程学院曹春副教授带领的科研团队，联合中国科学院化学研究所、武汉市农业检验中心、浙江大学等机构的科研人员，在该领域取得重要进展。该团队采用兼具成本效益与环境友好特性的生物质材料——黄腐酸（FA）作为替代缓蚀剂，成功实现了铜的绿色CMP，为集成电路制造领域的绿色化、低成本升级提供了重要技术支撑。相关研究成果以《利用生态友好型腐殖质作为替代缓蚀剂在可持续化学机械平坦化中实现铜的近原子级表面》（Near-Atomic Surfaces of Copper Achieved with Eco-Friendly Humus as an Alternative Corrosion Inhibitor in Sustainable Chemical Mechanical Planarization）为题，发表在《朗缪尔：ACS表面与胶体杂志》（Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids）。主要研究结果如下：
1. 黄腐酸可通过配位键、反馈π 键及静电作用，吸附于还原态与氧化态铜表面，从而显著抑制铜的腐蚀。
2. 在CMP过程中，形成的铜离子-黄腐酸络合物可覆盖在铜表面，有效抑制过度腐蚀反应。
3. 经此工艺处理后，铜表面氧化物以氧化亚铜（Cu2O）为主。采用黄腐酸基浆料，在酸性环境下可使铜表面粗糙度降至0.232nm，达到近原子级平整，性能优于绝大多数已报道的同类研究成果。
综上所述，该研究有力证实了黄腐酸作为铜绿色CMP缓蚀剂具有极高的工业应用前景，不仅破解了传统浆料“剧毒污染”与环保浆料“成本高昂”的双重困境，其多元作用机制更赋予其拓展应用于其他金属及合金CMP工艺的巨大潜力。
（中腐协秘书处 供稿）