表面波方法研究集成电路互连布线的纳米多孔介质硬度特性

本项目用激光产生超声表面波法来研究超大规模集成电路多层金属互连系统中绝缘质的机械特性。介电常数(k)小于2的纳米多孔介质是最具潜力应用于未来超大规模集成电路的绝缘质。但其硬度低、超薄、易碎等特点制约了互连系统内介质与金属引线集成流程中所必经的化学机械抛光工艺的进行。所以非常有必要研究低k绝缘质的机械性能。目前国际上常用的nanoindentation(纳米牛顿压痕法)方法已逐渐不适于研究此类低k介质薄膜的机械特性，造成很大的误差。而超声表面波法具有准确、不损伤材料等突出优点，有潜力服务于集成电路制造工艺线上的在线检测。本课题研究超声表面波在纳米多孔介质薄膜中的激发特点及传播机理，寻找无损伤准确测定薄膜机械特性的最佳条件，建立起实验、理论计算、信号分析的完整体系，研究不同条件下制备的多种低k介质薄膜的机械特性，给出低k绝缘质的介电常数与机械特性的关系。此研究适应我国集成电路发展的迫切需要。