氧氣（英文氧氣或雙氧，分子式為O2）是氧的常見(jiàn)元素形式。氧氣是空氣的成分之一，無(wú)色，無(wú)味，無(wú)味。氧氣廣泛用于醫(yī)療，化學(xué)和航空航天等各種行業(yè)。今天，我將介紹高純度氧氣（O2）等離子體處理對(duì)多孔低介電系數(shù)材料的影響。

主要研究?jī)?nèi)容是討論氧氣（O2）等離子體處理對(duì)多孔低介電常數(shù)材料的影響，可分為以下五個(gè)部分。

一部分是分析氧等離子體處理后不同的低介材料（low-k）的降解。介電系數(shù)（k）為2.5至3.0。氧等離子體處理后的低k材料由于形成Si-OH鍵，介電常數(shù)增加。當(dāng)用氧等離子體處理?yè)诫s有有機(jī)聚合物（Porogen）的低介電常數(shù)材料時(shí)，會(huì)形成更多的Si-OH鍵以形成電介質(zhì)?？煽啃院涂煽啃韵陆担⑶覔诫s有有機(jī)物的低介電常數(shù)材料聚合物，然后進(jìn)行紫外線（UV）輻射處理，其介電常數(shù)可能較低，但其電性能和可靠性可能會(huì)降低；但是，通過(guò)He / H2遙控等離子體處理的低介電常數(shù)材料能夠有效減少氧等離子體的損害，因?yàn)樗梢詼p少等離子體中離子轟擊的影響并使表面更致密。

二部分主要研究了多孔低k介電材料對(duì)具有不同RF功率，處理時(shí)間和氣體流量的氧等離子體處理后薄膜的特性，電性能和可靠性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在等離子體處理之后，將在膜表面上形成表面改性層。當(dāng)增加射頻功率和處理時(shí)間時(shí)，表面改性層的厚度較高，而當(dāng)氣流減少時(shí)，表面改性層的厚度也相對(duì)較高，這意味著對(duì)多孔性的破壞較低通過(guò)氧等離子體處理的介電常數(shù)材料將隨著射頻功率和處理時(shí)間的增加而增加，并隨著氣體流量的增加而減少。氧等離子體中的離子轟擊破壞易碎鍵并形成與水蒸氣有關(guān)的Si-OH鍵，其低極性Si-CH3鍵將被還原，從而使薄膜從疏水性變?yōu)橛H水性，介電常數(shù)As結(jié)果，膜的機(jī)械強(qiáng)度，電性能和可靠性變差，并且變化幅度隨著RF功率和處理時(shí)間的增加而增加，并且隨著氣體流量的增加而減小。

三部分使用專門設(shè)計(jì)的功率屏蔽結(jié)構(gòu)來(lái)研究低介電常數(shù)薄膜被等離子體中的離子，光子和自由基降解的程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，等離子體中的所有成分都將引起較低的介電常數(shù)。此外，自由基，光子和離子所造成的破壞將更加嚴(yán)重。

四部分是討論在氧等離子體過(guò)程中低k膜對(duì)互連鑲嵌溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和底層的影響。我們將設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的溝槽結(jié)構(gòu)來(lái)模擬實(shí)際的溝槽結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在氧等離子體處理之后，溝槽結(jié)構(gòu)中的側(cè)壁膜和底部膜的電學(xué)和可靠性將變差，并且溝槽結(jié)構(gòu)中的側(cè)壁膜的損害比底部膜的損害小。同時(shí)，當(dāng)溝槽的寬度減小時(shí)，氧等離子體對(duì)側(cè)壁膜和底膜的損害將減少，這是因?yàn)檠醯入x子體成分流過(guò)的情況較少。因此，在相同的等離子體處理和低k膜條件下，當(dāng)溝槽結(jié)構(gòu)的寬度變窄時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致膜的更多劣化。

五部分是使用HF溶液去除膜的表面改性層，并分析表面改性層的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由氧等離子體處理的膜產(chǎn)生的表面改性層將使膜特性劣化，但是當(dāng)表面改性層被蝕刻時(shí)，其膜特性，電性能和可靠性將與之前相同。氧等離子體處理的膜具有相似的特性。

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