化学机械抛光中Si/Cu/Ta/low-k界面剥离和断裂特性研究

• 作者: 李永堂 杜诗文
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 能量释放率 界面裂纹扩展 相位角 化学机械抛光
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 26-31,39
• 分类号: TN305
• 字数: 3863字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2012.04.026

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李永堂	太原科技大学材料科学与工程学院	182	1064	17.0	25.0
2	杜诗文	太原科技大学材料科学与工程学院	23	77	6.0	7.0