超低k介质/铜异质表面平坦化中的界面原子/分子迁移行为与损伤机制研究

本项目针对超低k介质/铜异质表面平坦化中的界面原子/分子迁移行为与损伤机制展开研究。项目主要开展了以下工作：1.采用分子动力学模拟方法，建立了低 k介质多孔二氧化硅材料的分子动力学模型，揭示了孔隙率对材料密度、弹性模量的影响规律。建立了多孔氧化硅/铜界面的分子动力学模型，从原子分子角度研究了界面孔隙率对界面结合性能的影响。2. 结合纳米压痕、划痕实验与数值模拟技术，考虑了材料的塑性变形及界面剥离模型，提出了分析Cu/低k介质多层及布线结构界面损伤的方法，采用这种方法系统研究了Cu/低k介质多层及布线结构界面损伤的形式及形成机理，定量地获得了结构中相应界面的结合强度。3. 针对集成电路22 nm线宽技术节点，建立了预测Cu/低k介质布线结构CMP过程界面剥离临界抛光下压力的计算模型，系统研究了不同CMP过程参数对界面剥离的影响，揭示了布线结构在整个Cu-CMP过程中界面剥离的形成机理。4. 采用原子力显微镜进行微观材料去除实验，深入研究了抛光液化学作用对Cu和低k介质CMP过程中机械去除的影响。5.建立了基于荧光示踪技术的纳米颗粒运动观测系统，实时观察及分析了抛光中纳米颗粒的运动规律，及抛光下压力、抛光垫转速和pH值等参数对颗粒运动的影响，分析证实了抛光过程中颗粒碰撞对材料去除作用。本项目的研究内容基本按照申请书和计划书的要求完成，达到了预定的研究目标。项目共发表期刊论文12篇，其中SCI收录11篇，ISTP收录1篇，撰写专著1本，参加国际会议并做学术报告4人次，申请发明专利1项, 培养博士生3名，硕士生3名。