三重金屬互連自旋玻璃工藝的研究進(jìn)展的資料分析

　　玻璃上自旋（SOG）是一種層間介電材料，它以液體形式應(yīng)用于填充亞介電表面的窄間隙，從而有助于平坦化，是二氧化硅（SiO2/使用PECVD工藝沉積）的替代品。然而，其不能粘附金屬以及諸如裂紋等問題，妨礙了SOG技術(shù)在多級金屬互連電路中提供層間電介質(zhì)的簡單應(yīng)用，特別是在大學(xué)加工實(shí)驗(yàn)室。本文將表明，CVD SiO2薄層和低于金屬互連層燒結(jié)溫度的固化溫度將促進(jìn)粘附，減少間隙，并防止裂紋。電子掃描顯微鏡分析證實(shí)了改進(jìn)技術(shù)的成功。迄今為止，該優(yōu)化工藝已用于批量制造雙聚、三金屬CMOS晶片。

　　玻璃自旋（SOG）具有許多優(yōu)點(diǎn)1，它具有填充小間隙的能力。已經(jīng)表明，SOG將填補(bǔ)金屬互連之間的亞微米間隙。SOG還具有與二氧化硅（SiO2/）相同或更好的性能。SOG的介電常數(shù)為3.1，而SiO2的介電常數(shù)為3.9。這表明SOG是一種較好的金屬間介質(zhì)絕緣體~2，SOG更廣為人們所追求的目的在于它能夠使表面平坦化，使其成為預(yù)金屬電介質(zhì)層的理想材料。這是因?yàn)榱己玫钠矫婊?光滑表面對于金屬沉積在機(jī)械上是重要的。

　　雖然平面化良好的表面是理想的預(yù)金屬沉積，化學(xué)性質(zhì)也必須是理想的。如本文所示，由于SOG的溶劑性質(zhì)，SOG對金屬的粘附性較差。然而，這可以通過在SOG沉積之前使用PECVD二氧化硅的薄介電層來克服。SOG的另一個(gè)問題是它有點(diǎn)脆弱。當(dāng)在金屬上沉積并在425℃及以上溫度下固化時(shí)，金屬以比SOG更快的速度膨脹。因?yàn)榇藭r(shí)SOG已經(jīng)幾乎完全固化，所以很容易開裂。此外，在比固化溫度更高的溫度下燒結(jié)可以減少金屬與介電層之間的間隙。這是因?yàn)闊Y(jié)會導(dǎo)致一些放氣。如果SOG在較高溫度下固化，則可能導(dǎo)致金屬4析氣，因此需要薄的二氧化硅緩沖層。二氧化硅層在化學(xué)上和機(jī)械上用作緩沖層，以增加對金屬層的粘附并緩沖由于固化溫度升高而導(dǎo)致的金屬的膨脹。本文將表明，結(jié)合薄絕緣二氧化硅層和在較低固化溫度下溶劑蒸發(fā)的優(yōu)化可以防止金屬不必要的膨脹。
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