CAJ | 학술논문

超大规模集成电路随着布线层数增加和线宽的缩小,low-k材料的介电常数进一步降低,多孔low-k材料力学性能随之降低,使得晶圆在化学机械抛光(Chemical mechanical polishing,CMP)中面临的主要问题是Cu/Ta/low-k或者超低k材料的界面剥离.针对Si/Cu/Ta/low-k在CMP过程中的承载特性,建立单层布线和多层布线体系的界面力学模型,采用断裂力学理论和有限元法研究Si/Cu/Ta/low-k界面在CMP过程中界面的应力分布规律和界面裂纹的断裂强度.采用能量释放率来描述裂纹的扩展情况,根据界面裂纹能量释放率数值计算方法对裂纹长度、材料性质及不同的布线层数对裂纹扩展时的界面断裂/剥离特性进行仿真分析,得到界面应力分布、能量释放率、相位角与裂纹长度、材料性能、布线层数之间的关系变化曲线.结果表明:随着low-k力学性能降低和布线层数增加,裂纹能量释放率升高,界面裂纹更容易扩展.
초대규모집성전로수착포선층수증가화선관적축소,low-k재료적개전상수진일보강저,다공low-k재료역학성능수지강저,사득정원재화학궤계포광(Chemical mechanical polishing,CMP)중면림적주요문제시Cu/Ta/low-k혹자초저k재료적계면박리.침대Si/Cu/Ta/low-k재CMP과정중적승재특성,건립단층포선화다층포선체계적계면역학모형,채용단렬역학이론화유한원법연구Si/Cu/Ta/low-k계면재CMP과정중계면적응력분포규률화계면렬문적단렬강도.채용능량석방솔래묘술렬문적확전정황,근거계면렬문능량석방솔수치계산방법대렬문장도、재료성질급불동적포선층수대렬문확전시적계면단렬/박리특성진행방진분석,득도계면응력분포、능량석방솔、상위각여렬문장도、재료성능、포선층수지간적관계변화곡선.결과표명:수착low-k역학성능강저화포선층수증가,렬문능량석방솔승고,계면렬문경용역확전.