Chemical-Mechanical Polishing of Low Dielectric Constant Polymers and Organosilicate Glasses: Fundamental Mechanisms and Application to IC Interconnect Technology

از آنجایی که سازندگان نیمه هادی هادی های مسی را در طرح های اتصال پیشرفته پیاده سازی می کنند، تلاش های تحقیق و توسعه به سمت انتخاب عایق تغییر می کند که بتواند از قدرت کمتر و انتشار سریع سیگنال مجاز توسط اتصالات مسی حداکثر استفاده را ببرد. یکی از چالش‌های اصلی برای ادغام یک عایق با ثابت دی الکتریک پایین (کاپا کم) به عنوان جایگزینی برای دی اکسید سیلیکون، رفتار چنین موادی در طول فرآیند صفحه‌بندی شیمیایی-مکانیکی (CMP) مورد استفاده در الگوسازی دمشق است. دی‌الکتریک‌های کم کاپا نسبت به دی‌اکسید سیلیکون نرم‌تر و از نظر شیمیایی واکنش‌پذیری کمتری دارند و چالش‌های مهمی را برای حذف موفقیت‌آمیز و مسطح‌سازی چنین موادی ایجاد می‌کنند.

تمرکز این کتاب ادغام مدل‌ها و مکانیسم‌های پیچیده CMP است که در دهه گذشته با نتایج تجربی اخیر با CMP مس و کاپا کم تکامل یافته‌اند تا مکانیزمی جامع برای کم و بالا ایجاد کند. فرآیندهای نرخ حذف نتیجه یک نگاه عمیق تر به سینتیک واکنش اساسی است که ساختار چند ماده ای را در طول الگوبرداری دمشق تغییر می دهد، به طور انتخابی مصرف می کند و در نهایت مسطح می کند.

As semiconductor manufacturers implement copper conductors in advanced interconnect schemes, research and development efforts shift toward the selection of an insulator that can take maximum advantage of the lower power and faster signal propagation allowed by copper interconnects. One of the main challenges to integrating a low-dielectric constant (low-kappa) insulator as a replacement for silicon dioxide is the behavior of such materials during the chemical-mechanical planarization (CMP) process used in Damascene patterning. Low-kappa dielectrics tend to be softer and less chemically reactive than silicon dioxide, providing significant challenges to successful removal and planarization of such materials.

The focus of this book is to merge the complex CMP models and mechanisms that have evolved in the past decade with recent experimental results with copper and low-kappa CMP to develop a comprehensive mechanism for low- and high-removal-rate processes. The result is a more in-depth look into the fundamental reaction kinetics that alter, selectively consume, and ultimately planarize a multi-material structure during Damascene patterning.