使用掠射X射线散射测量层间的低介电常数(Low-K)绝缘薄膜

当X射线从掠射角入射样品表面时,可以测量样品表面和薄膜结构。最常用的掠射角入射X射线实验为X射线反射率测量。X射线反射率不论薄膜的组成,可以高精度地计算其密度、厚度和粗糙度,此外还用于多层膜的薄膜结构分析。通常,薄膜中的粒子和孔隙很难被测量,但是通过理学开发的反射X射线小角散射技术,实现了在短时间内高精度分析薄膜中粒子及孔隙尺寸分布。

随着布线技术的高度融合,布线层之间的隔热层的寄生电容产生问题。为了减少寄生电容,导入隔热层孔隙技术的研究盛行。孔隙率与隔热层的密度相对应,可以通过X射线反射率测量计算孔隙率。为了计算布线层之间的寄生电容,需要一个精确的膜厚度。X射线反射率测量擅长于此正是因为它可以提取薄膜厚度和密度的精确信息。图1显示了使用理学SmartLab多功能衍射仪测量拥有不同的相对介电常数图层间的三种绝缘薄膜的X射线反射率结果。

Profiles of X-ray reflectivity

图1: X射线反射的衍射图

当孔隙被导入绝缘薄膜的图层之间时,包膜本身的力学性能发生退化,孔隙内的布线材料发生扩散。孔隙尺寸更小更统一,绝缘膜的绝缘特性更强。因此,测量图层间绝缘膜的孔隙尺寸分布非常重要。图2显示了通过反射率X射线小角散射技术获得的孔隙尺寸分布。

Pore size distributions

图2: 孔隙尺寸分布



SmartLab是当下最新型的高分辨率衍射仪。它的最新特点是SmartLab Guidance软件。此软件向用户提供智能界面,指导用户完成每个实验中的复杂问题。使用SmartLab Guidance软件就像有一位专家在您的身边指导完成实验。 Read more...