摘要: 本文研究了过氧化氢(H₂O₂)抛光液体系中金属钌的化学机械抛光行为,采用电化学分析方法和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了氧化剂和络合剂对腐蚀效果的影响,利用原子力显微镜(AFM)观察抛光表面的微观形貌.结果表明:在过氧化氢抛光液体系中,金属钌表面钝化膜的致密度和厚度与醋酸(CH₃COOH)和H₂O₂的浓度有关.抛光液中醋酸主要通过促进阳极反应的进行从而增强抛光液对金属钌的化学作用,CH₃COOH作为络合剂比三乙醇胺(TEA)或酒石酸(C₄H₆O₆)得到的抛光速率更高.低浓度H₂O₂通过增强抛光液对金属钌的化学腐蚀,抛光速率增大,较高浓度H₂O₂可能通过在金属表面形成较厚的氧化膜,抛光速率下降.XPS图谱说明钌片浸泡在含醋酸介质过氧化氢体系抛光液后,钌、氧原子相对含量之比约为2∶3,而且金属钌被氧化到四价和八价,这可能是因为金属钌表面生成RuO₂和RuO₄.抛光后的金属钌表面在5μm×5μm范围内平均粗糙度S_a由抛光前的33 nm降至6.99 nm.

关键词: 钌；化学机械抛光；电化学检测；过氧化氢；络合剂

作者单位

储向峰 安徽工业大学化学化工学院,安徽马鞍山 243002 

王婕 安徽工业大学化学化工学院,安徽马鞍山 243002　 

董永平 安徽工业大学化学化工学院,安徽马鞍山 243002　 

乔红斌 安徽工业大学化学化工学院,安徽马鞍山 243002　 

张王兵 安徽工业大学化学化工学院,安徽马鞍山 243002 

E-mail: xfchu99@ahut.edu.cn 

《摩擦学学报》,2012,32(5):421~427