淀積FSG中氣泡缺陷產(chǎn)生原因的分析與改善.pdf

1、隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷縮小，互連層間材料的特性也需要不斷提高從而滿足高性能和高速度IC器件的需要。當(dāng)器件持續(xù)縮小至深亞微米的范圍時(shí)，需使用多層金屬連線結(jié)構(gòu)來減小因寄生電阻與寄生電容引起的RC延遲時(shí)間。這其中很大的一個(gè)挑戰(zhàn)就是研究互連層的新型材料：低電阻的Cu和低介電常數(shù)(LowK)材料。Cu已經(jīng)被用來替代Al-Cu合金連線和W塞，因?yàn)榕c鋁相比，Cu有較高的導(dǎo)電率與較強(qiáng)的抗遷移能力。對(duì)于金屬導(dǎo)線間的介電材質(zhì)層(Intermetaldie

2、lectric)，簡稱IMD，有幾種Low K材料可供選擇，例如摻氟硅玻璃(fluorinated-silicate-glass，簡稱FSG)，氟化碳?xì)浠衔?，特氟?AF(聚四氟乙烯)等等。 其中以化學(xué)氣相沉積法成長FSG被發(fā)展，并應(yīng)用于集成電路后段制程的介電層上。FSG薄膜其成長方式就像硼磷硅酸玻璃(BPSG)的制程一樣，只不過是在成長SiO2的同時(shí)，內(nèi)部摻入(In-situ doping)含有氟的物質(zhì)。所以，可說是現(xiàn)有集成

3、電路制造技術(shù)的延伸，再加上，由于SiO2中氟的含量除了可以降低介電常數(shù)(大約為3.5)之外，還可以改善沉積薄膜時(shí)的間隙填充能力(Gap filling)，因此，F(xiàn)SG已逐漸地被應(yīng)用于集成電路制造技術(shù)中。 FSG的物理特性取決與F的濃度，F(xiàn)的濃度越高，間隙填充和階梯覆蓋的能力就越強(qiáng)，提高F的濃度，介電常數(shù)也會(huì)相應(yīng)降低。但是FSG層中F含量越高，也越不穩(wěn)定，特別是當(dāng)FSG暴露在比較潮濕的環(huán)境中會(huì)很不穩(wěn)定，H2O會(huì)與FSG中的Si-F