日本半導體工藝研究所開發出了一種可提高采用low-k材料的層間絕緣膜機械強度的uv(紫外線)熱處理設備。對利用cvd法形成的相對介電常數為2.8、強度(楊氏系數)為13gpa的絕緣膜,利用該公司此次開發的設備進行了uv照射。結果證實,除強度提高到24gpa外,相對介電常數也降到了2.6。利用相對介電常數同為2.4的層間絕緣膜檢測了設備的效果。結果,強度由3gpa提高到了6gpa,而相對介電常數沒有變化。“對于采用相對介電常數為2.1~2.2的low-k材料的層間絕緣膜,也已證實該設備的效果”(該公司董事前田 和夫)。
這種uv熱處理設備支持最大口徑300mm的晶圓,每枚晶圓的平均處理時間在60秒以內。2005年1月開始上市,價格為7000萬日元~8000萬日元(約合人民幣540萬~620萬元)。
此次開發的uv熱處理設備在原理上采用了由半導體工藝研究所與日本產業技術綜合研究所共同開發的、有關改善層間絕緣膜膜質的研究成果。具體來說就是指,在真空環境中向層間絕緣膜照射最適量的uv光線后,在形成膜空穴的si-ch3結合中,結合較弱的部分就會斷開,而僅保留穩定結合的部分。因此,結合強度就會提高,從而就能提高膜的機械強度。
同時,由于形成空穴的弱結合基斷開后,將會釋放到層間絕緣膜的外部,因此空穴將會增大。結果,還有利于降低膜的相對介電常數。
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