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三重金属互连自旋玻璃工艺的研究进展的资料分析
franklikefish
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玻璃上自旋（SOG）是一种层间介电材料，它以液体形式应用于填充亚介电表面的窄间隙，从而有助于平坦化，是二氧化硅（SiO2/使用PECVD工艺沉积）的替代品。然而，其不能粘附金属以及诸如裂纹等问题，妨碍了SOG技术在多级金属互连电路中提供层间电介质的简单应用，特别是在大学加工实验室。本文将表明，CVD SiO2薄层和低于金属互连层烧结温度的固化温度将促进粘附，减少间隙，并防止裂纹。电子扫描显微镜分析证实了改进技术的成功。迄今为止，该优化工艺已用于批量制造双聚、三金属CMOS晶片。
玻璃自旋（SOG）具有许多优点1，它具有填充小间隙的能力。已经表明，SOG将填补金属互连之间的亚微米间隙。SOG还具有与二氧化硅（SiO2/）相同或更好的性能。SOG的介电常数为3.1，而SiO2的介电常数为3.9。这表明SOG是一种较好的金属间介质绝缘体~2，SOG更广为人们所追求的目的在于它能够使表面平坦化，使其成为预金属电介质层的理想材料。这是因为良好的平面化/光滑表面对于金属沉积在机械上是重要的。
虽然平面化良好的表面是理想的预金属沉积，化学性质也必须是理想的。如本文所示，由于SOG的溶剂性质，SOG对金属的粘附性较差。然而，这可以通过在SOG沉积之前使用PECVD二氧化硅的薄介电层来克服。SOG的另一个问题是它有点脆弱。当在金属上沉积并在425℃及以上温度下固化时，金属以比SOG更快的速度膨胀。因为此时SOG已经几乎完全固化，所以很容易开裂。此外，在比固化温度更高的温度下烧结可以减少金属与介电层之间的间隙。这是因为烧结会导致一些放气。如果SOG在较高温度下固化，则可能导致金属4析气，因此需要薄的二氧化硅缓冲层。二氧化硅层在化学上和机械上用作缓冲层，以增加对金属层的粘附并缓冲由于固化温度升高而导致的金属的膨胀。本文将表明，结合薄绝缘二氧化硅层和在较低固化温度下溶剂蒸发的优化可以防止金属不必要的膨胀。
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