標題: X-Ray及電子束(E-Beam)直接微影技術在多層導體連線上的應用研究(I)
Study on X-Ray and E-Beam Direct Patterning Technology for Multilevel Interconnect Applications(I)
作者: 施敏
SZE SIMON MIN
交通大學電子工程系
關鍵字: 低介電材質;銅;電子束;X-ray;直接圖形化
公開日期: 2004
摘要: 當積體電路(IC)的功能性與複雜性不斷提高時,金屬導線的間距及金屬導線的 長度也隨著變窄及增長,如此將造成嚴重的訊號傳輸延遲(RC delay),進而降低整個積 體電路的操作速度。為了解決這個問題,半導體製程技術開始利用銅金屬及低介電常數 材料(low-k)的技術來取代傳統的鋁金屬及二氧化矽介電層,用以增進積體電路的操作 效能。在IC 製程中,為了完成元件圖案的轉移,我們會先使用光阻(photoresist)來定義 出佈局圖案,並在經過蝕刻製程後再將光阻去除。然而,此光阻剝除的製程卻會造成低 介電薄膜特性的劣化。除此之外,隨著結構尺寸的微縮,光阻的剝除製程變得越來越困 難,使得圖案轉移的步驟遭遇到極大的挑戰。為了克服此一問題,我們提出利用X-ray 及電子束(e-beam)曝光對低介電常數材料進行直接圖形化(direct patterning)技術。此外, 當低介電常數材料與銅製程整合時,兩者間的交互作用也是一個值得探討的課題,因為 傳統技術上使用的二氧化矽與銅金屬很容易產生交互作用,銅會擴散至氧化層中降低介 電薄膜的品質。 本計畫將針對此直接圖形化的技術進行研究:第一年,首先建立最佳的直接圖形化 低介電常數材料的曝光參數。此外,銅金屬與經過X-ray 及e-beam 曝光後Low-k 介電 薄膜的交互作用也將在這一年內進行研究。在第二年,將運用此技術進行製程整合上的 探討,包括X-ray 及e-beam 曝光及在顯影后所造成的介電特性穩定與否、抗熱能力、電 性可靠度以及與銅金屬化學機械研磨相容性..等等。除此之外,我們也將利用X-ray 與 e-beam 直接圖形化的技術製作銅導線的梳狀測試結構(comb structure),並且進行共平面 (in plane)介電特性、銅導線的電子遷移率可靠性之探討。此外,我們也將製作高頻測試 結構進行載子高頻傳輸行為的研究。藉由以上所提的方式深入並廣泛地評估直接圖形化 技術在IC 製程應用上的可行性。
官方說明文件#: NSC93-2215-E009-035
URI: http://hdl.handle.net/11536/91183
https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=1026700&docId=195183
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