兼具低誘電率與高耐熱性之全新絕緣膜材料

 

刊登日期:2011/4/28
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日本產業技術總合研究所(簡稱:產總研)開發出全新含硼之Borazine(硼與氮相互結合而成之複合環狀化合物)系絕緣材料。此材料兼具有機與無機兩種性質,可在矽晶圓等表面形成高機械強度之薄膜。有機聚合物系絕緣材料由於蝕刻特性不同,故可作為硬遮罩(hard mask)或蝕刻阻擋層(etching stopper)之用途。此外,因為新材料不需使用溫室氣體-全氟化碳(PFC)便能夠進行蝕刻作業,所以也達到線寬32奈米半導體製程之比誘電率要求基準。

產總研所開發的材料能夠以旋轉塗佈(spin coating)方式在矽基板上形成均一薄膜,即使經過攝氏500度加熱處理也不會影響薄膜表面之均一性與平滑性。此薄膜如以全氟化碳氣體或氯氣(chlorine gas)蝕刻,則可進行細微配線圖形加工作業;而如以氫氮混合氣體進行,則蝕刻速度較快並且對於用來去除光阻的氧氣電漿(oxygen plasma)有著相當之耐受力。

此新材料可適用於半導體之低誘電率層間絕緣膜。層間絕緣膜一直存在著低誘電率化發展的課題,雖然目前已經有開發出低誘電率之有機聚合物材料,但是無法克服機械強度差與耐熱性不佳之缺點;另一方面,二氧化矽等無機材料又為了降低比誘電率而嘗試導入有機結構或進行多孔質化研究,卻也遭遇相同問題而使開發進度停滯不前。

相對於此,新材料不僅誘電率較低,也可減少構成層間絕緣膜時的全氟化碳用量;同時由於該材料使用銅線也有防止金屬擴散之效果,可望應用作為蝕刻阻擋層材料。


資料來源: 資料來源:化學工業日報/材料世界網編譯
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