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Hintergrund
Abscheideprozesse aus wässrigen Elektrolytlösungen, die lokal unterschiedliche Depositionsraten auf einem Substrat erfordern, werden in der Regel durch das Wechselspiel von verschiedenen organischen und anorganischen Additiven gesteuert, die im Verlauf des Abscheideprozesses entweder mit der Substratoberfläche selbst oder den Intermediaten des Abscheidevorgangs interagieren. Die hierfür notwendigen Unterschiede in der lokalen Additivkonzentration werden auf der Substratoberfläche durch die Transport- Adsorptionsgeschwindigkeit der verschiedenen Additive reguliert.Prominentes Beispiel hierfür ist der sogenannte Damascene-Prozess, mit dessen Hilfe Leiterbahnarchitekturen durch einen elektrochemischen Abscheideprozess mit Kupfer gefüllt werden (Kupfertechnologie). Die kleinsten zu füllenden Leiterbahnstrukturen erreichen dabei Durchmesser von nunmehr nur noch 15 Nanometern. Ein atomistisches Verständnis der zeitabhängigen synergistischen und antagonistischen Wechselwirkungen von Additiven mit der Kupferoberfläche unter reaktiven Bedingungen fehlt bislang.
Das Ziel
Das Projekt hat zum Ziel, die Wechselwirkung von sogenannten Beschleuniger- und Suppressoradditiven mit einkristallinen Modelloberflächen unter reaktiven Bedingungen auf einer atomaren bzw. molekularen Ebene zu verstehen. Zur strukturellen Charakterisierung der Kupfer/Elektrolyt-Grenzflächen kommen hierfür moderne Rastersondenmethoden wie der in-situ Rastertunnelmikroskopie (STM).
Bedeutung
Erkenntnisse zum grundlegendenden atomistischen Mechanismus der Additivwechselwirkung mit der Kupfersubstratoberfläche sollen dazu beitragen, neue, leistungsfähigere Additive zu entwickeln, die in Zukunft in der Hableiterindustrie Verwendung finden. Dieses grundlagenorientierte Projekt ergänzt existierende Kooperationen des Hauptgesuchstellers mit der BASF-AG, in denen die Additivwirkung auf realen Waferoberflächen, relevant für die zukünftige 16nm-Technologie, charakterisiert werden.