铜互连工艺中FSG薄膜质量控制与优化

论文摘要

随着时代的发展,集成电路的应用越来越广泛地渗透到大众生活的方方面面中。伴随应用领域的扩展,人们对集成电路的性能,功耗也不断提出更高的要求。因为有这样的市场需求的推动,集成电路的设计概念和制造技术也不断产生日新月异地创新和进步。新结构,新材料,新工艺相继涌现,应变硅,SOI,铜互联……将VLSI一代又一代,一次又一次地推向性能的极致。本文将讨论在先进多重互连工艺中最早被引入的Low-K材质FSG薄膜以及其质量控制与优化.在半导体工艺的发展中,金属连线工艺从铝互连制程转到铜互连制程是一个里程碑式的进步,Damascus铜镶嵌法在巧妙的以与铝制程思路相反的工艺,用电阻更低,热稳定性更佳的铜在晶圆上形成密如蛛网的电路网络,配合低介电常数的材料,更是使得半导体器件的在关键尺寸不断缩小的同时性能稳步提高。本论文研究了Damascus铜互连工艺中在介电层生长所遇到的一种典型呈六角型的缺陷,大小约在1微米左右。这种缺陷的出现机率很高,数量也很大,很容易将其它类型的缺陷的信号湮没其中,使得工程人员无法对生产线实际状况作出准确评估,预警,而且在一些情况下,这种六角型的小缺陷也会导致产品良率下降。于是在本论文的研究过程中充分利用厂内现有资源,如SEM,KLA-Tencor的AIT,EDX,FTIR等等工具对其形成规律进行观察总结,对其形成的机理进行分析。以此为起点,在大量实验的基础上找到多种减少此类缺陷发生的方法,再结合生产的实际要求,从中选出在生产中最可行有效,对产品电学性能影响最小的改善方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分 文献综述
• 第一章 课题背景
• 第二章 工艺现状介绍
• 2.1 集成电路的发展趋势
• 2.2 降低RC延迟的途径
• 第三章 铜互联整合工艺介绍
• 3.1 铝铜制程的比较
• 3.2 Dura Damasence 工艺流程简介
• 3.3 FSG生产中面临的实际工艺问题
• 第二部分 实验部分
• 第四章 问题描述及试验目的
• 4.1 FSG掺杂机理
• 4.2 Crystal defect来源分析
• 4.3 实验目的
• 4.4 实验工具
• 4.5 实验内容
• 4.6 总结
• 参考文献
• 致谢