超聲表面波技術(shù)表征ULSI互連薄膜特性與數(shù)值算法的研究.pdf_第1頁
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1、超聲表面波技術(shù)表征超聲表面波技術(shù)表征ULSI互連薄膜特性互連薄膜特性與數(shù)值算法與數(shù)值算法的研究的研究DeterminationofacterofULSIInterconnectFilmbySurfaceAcousticWaveApplicationofNumericalAlgithm學(xué)科專業(yè):微電子學(xué)與固體電子學(xué)研究生:孫遠指導(dǎo)教師:肖夏教授天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院二零一二年十二月摘要摘要隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,集成電路的特征尺寸不斷

2、減小。當半導(dǎo)體工藝進入深亞微米時代,集成電路的互連RC延遲、串擾等成為制約集成電路性能的重要因素。Culowk互連工藝取代傳統(tǒng)的AlSiO2互連,緩解了互連延遲和串擾等問題。lowk材料的機械特性嚴重影響lowk材料在互連布線系統(tǒng)中的應(yīng)用,因此lowk材料的機械特性引起了廣泛的關(guān)注。聲表面波(SAWs)技術(shù)通過將理論頻散曲線與實驗頻散曲線匹配確定薄膜材料的機械特性,與傳統(tǒng)檢測技術(shù)相比聲表面波具有無損、快速、準確等特性,是一種很好的檢測技

3、術(shù)。一般使用矩陣方法計算聲表面波的理論頻散特性曲線,但是這種方法只能計算簡單的結(jié)構(gòu),另外在計算過程中忽略薄膜表面以及薄膜與基底界面的粗糙度。因此引入有限元方法對表面波的傳播特性進行仿真,本論文使用有限元方法計算聲表面波在薄膜基底結(jié)構(gòu)以及金屬與電介質(zhì)的間隔薄膜結(jié)構(gòu)上傳播的理論頻散特性曲線,使用蒙特卡洛方法建立自由表面,研究薄膜表面以及薄膜與基底界面粗糙度對聲表面波傳播的影響。另外建立三維互連布線模型,能夠?qū)Ρ砻娌ㄔ诟訌?fù)雜的互連布線結(jié)構(gòu)上

4、傳播的傳播特性進行仿真。有限元方法的引入,使得計算聲表面波在復(fù)雜結(jié)構(gòu)上傳播的頻散特性曲線得以實現(xiàn)。薄膜與基底的粘附性是薄膜一項重要的機械特性參數(shù),使用聲表面波技術(shù)能夠檢測薄膜與基底的粘附性。在使用表面波技術(shù)檢測薄膜與基底的粘附性時,引入法向彈性常數(shù)(KN)與切向彈性常數(shù)(KT)表示薄膜與基底之間的粘附性。本論文使用聲表面波技術(shù)對兩組lowk薄膜與基底的粘附性進行檢測,并且將聲表面波的檢測結(jié)果與傳統(tǒng)的劃痕法進行對比,對比實驗結(jié)果可知,聲表

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