Atomic layer deposition (ALD) is widely utilized in the modern microelectronic industry due to its capability of depositing thin films with exceptional conformality and uniformity. The first Russian ALD system Izofaz TM 200-01 has already been successfully employed in the deposition of various materials, particularly high-k dielectrics such as aluminum oxide. This study presents the computer modeling-based investigation of the ALD process for hafnia and zirconia oxide films using the aforementioned ALD system. The growth per cycle was determined to be 1.1 Å/cycle, while the within-wafer nonuniformity was measured to be 1.2

The subtractive process of forming a metallization system for integrated circuits has been studied. Structures with aluminum and copper conductors with different pitches were used as models. The gaps between the conductors were filled using the chemical solution deposition technique. The formed organosilicate layers provided complete or partial planarization of the relief. Electrical measurements indicated a decrease in capacitance and leakage currents in structures with nanoporous dielectric layers.

Исследован субтрактивный процесс создания системы металлизации интегральных схем. В качестве модельных использованы структуры с алюминиевыми и медными проводниками, имеющие различный шаг. Заполнение зазоров между проводниками проводилось методом химического осаждения из раствора. Сформированные органосиликатные слои обеспечивали полную или частичную планаризацию рельефа. Электрические измерения свидетельствовали о снижении ёмкости и токов утечек в структурах с нанопористыми диэлектрическими слоями.

This article studies various methods for the formation of dielectric diffusion barriers between open areas of copper and an organosilicate low- k dielectric in the subtractive method of forming a metallization system, in which metal lines are first formed, and then a low- k dielectric is deposited. Films of dense and porous organosilicate glass deposited by chemical deposition from solutions are used as a low- k dielectric. A comparison is made between AlN barrier layers formed by atomic layer deposition and SiCN barriers deposited by plasma-assisted chemical vapor deposition. The successful formation of a model structure of copper metallization using AlN barriers is demonstrated.

В данной работе представлены результаты осаждения тонких пленок оксида гафния с использованием отечественной установки «Изофаз Т. 200-01», разработанной НИИТМ. В качестве прекурсоров были использованы TEMAH (тетракис(этилметиламино)гафний(IV)) и плазма кислорода. Были получены тонкие пленки различной толщины (100-300 А) с отличной равномерностью по толщине и высокого качества.

Mechanical properties of low-k dielectrics deposited on a surface with patterned metal (Cu) lines are evaluated by using atomic force microscopy (AFM) in the PeakForce quantitative mapping (PFQNM) mode. It is shown that Young’s modulus (YM) of completely cured low-k films depends on the position in the structure. The Young’s modulus decreases with reduction of intermetal gap, and it is related to the reduced efficiency of curing. Significant reduction of YM is observed in the areas close to interface between the metal and low-k. The possible reason is bad adhesion between the low-k film and barrier layers and the reduction of effective network connectivity of silicon atoms.

В работе предлагается и исследуется материал AlN в качестве диффузионного барьера в методе gap filling для предотвращения диффузии меди в пористый диэлектрик через открытые концы проводников. Исследования свойств указанного барьера проводились методами растровой электронной микроскопии и электрофизическими методами. Получено, что при толщине AlN 6 нм не наблюдается атомарной диффузии меди в диэлектрик.

В работе приведены некоторые результаты атомно-слоевого осаждения тонких пленок оксида гафния на новой установке российского производства «Изофаз ТМ 200-01».