Введение 10
1. Требования к материалам подложек и пленкам для ИМС 12
1.1. Материалы и габариты подложек для микроэлектроники 13
1.2. Электрические и механические параметры подложек 16
1.3. Требования к материалам металлизации 18
2. Методы металлизации 19
2.1. Термическое испарение 20
2.2. Магнетронная распылительная система с твердой мишенью 25
2.3. Магнетронная распылительная система с жидкой мишенью 31
2.4. Требования к материалам «тигля-мишени» для ЖМРС 35
3. Экспериментальное оборудование и методика измерения 36
3.1. Вакуумная установка КВО и схема вакуумной камеры 36
3.2. Методика эксперимента 39
3.3. Приборы и методика измерений электрических и механических
параметров 41
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 46
5.1. Анализ конкурентных технических решений 46
5.2. Матрица SWOT 48
5.3. Оценка готовности проекта к коммерциализации
5.4. Организационная структура проекта 54
5.5. Планирование управления научно-техническим проектом 55
5.5.1. Иерархическая структура работ проекта 55
5.5.2. Контрольные события проекта 55
5.5.3. План проекта 56
5.6. Бюджет научного исследования 59
5.7. Определение сравнительной эффективности исследования 64
В настоящее время на производственных предприятиях микроэлектронной промышленности выявляется потребность в нанесении тонких металлических и диэлектрических пленок на различные поверхности. Однако существует ряд проблем, связанных с получением пленочных покрытий, таких как минимальные габариты, механические и электрические свойства, а также цена.
Развитие в данной области направленно на расширение функциональных возможностей и улучшение технических параметров электронных систем с одновременно уменьшением их размеров. Одна из отраслей микроэлектроники охватывает вопросы исследования, разработки и принципов применения интегральных микросхем.
На современном этапе развития микроэлектроники применяют несколько методов создания интегральных микросхем (ИМС). Один из них связан с образованием схем на поверхности твердого тела посредством послойного нанесения тонких пленок различных материалов на общее диэлектрическое основание (подложку) с одновременным формированием из них микроэлементов и их соединений. Ключевым этапом производства интегральных микросхем является металлизация подложки. Металлизация - это процесс формирования топологии электропроводящих дорожек, обеспечивающих необходимую функциональность подложки, в части передачи электрических сигналов между электронными компонентами, которые будут смонтированы на подложке в дальнейшем. Для ИМС требуются покрытия толщиной порядка нескольких микрометров.
Наиболее перспективным методом является нанесение покрытий магнетронным распылением. Данный метод обладает такими достоинствами, как отсутствие капельной фазы, ионное ассистирование поверхности. Но существует ряд недостатков - низкая скорость напыления, высокая степень примесей в пленках, низкая энергетическая эффективность за счет отвода мощности разряда системами охлаждения. Данных недостатков лишена магнетронная распылительная система с жидкофазной мишенью (ЖМРС).
Целью работы является разработка технологии медной металлизации подложек для микроэлектроники с помощью МРС с жидкофазной мишенью.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучение требования к металлизации подложек.
2. Рассмотрение устройства и принципа работы ЖМРС.
3. Получение медных покрытий необходимой толщины и исследование свойств (адгезии, шероховатости, электрического сопротивления и структуры).
Данная работа посвящена разработке технологии металлизации подложек для микроэлектроники с помощью МРС с жидкофазной мишенью.
Установлено, что скорость осаждения зависит от мощности разряда. Скорость напыления с использованием МРС из твердой фазы значительно ниже, чем из жидкой. Также установлено влияние материала тигля на скорость. При осаждении из графитового тигля скорость ниже примерно на порядок, чем при работе с молибденовым тиглем,
В ходе работы была определена шероховатость и адгезия пленок. При использовании молибденового тигля шероховатость лучше. Выявлено влияние режима напыления: при работе с аргоном шероховатость пленки увеличивается. Значение адгезии пленки к подложке также оказывается лучше, когда использовался молибденовый тигель.
Экспериментально подтверждено существенное влияние подслоя (Ta). С использованием танталового подслоя адгезия имеет большие значения. Так же с подслоем уменьшается удельное сопротивление пленки.
Удельное электрическое сопротивление пленок, полученных с использованием молибденового тигля, не зависит от режима напыления и значения соответствуют требованию металлизации микросхем. Однако, при использовании графитового тигля, на электрическое сопротивление оказывает влияние режим напыления.
Структура покрытий более однородна при использовании молибденового тигля в режиме самораспыления. В случае графитового тигля - в независимости от режима напыления, пленки имеют капли.
Исходя из полученных данных, можно сказать, что использование молибденового тигля приводит к росту скорости осаждения пленки и в большинстве случаев режим самораспыления позволяет получить более чистые и качественные медные покрытия.
