Механизмы удаления метильных групп с поверхности low-k диэлектриков плазмой различного состава

Диэлектрики с ультранизкой диэлектрической проницаемостью (так называемые low-k материалы) используют в качестве межслойных изоляторов медных проводников в сверхбольших интегральных схемах. Диффузия атомов Cu может приводить к деградации их свойств, и наиболее эффективным способом решения этой проблемы является создание на их поверхности ультратонких барьерных металлических слоев. Однако этот процесс затруднен сложным рельефом поверхности low-k пленок и наличием на ней гидрофобных CH3-групп, препятствующих осаждению металла. Поэтому перед нанесением слоев необходимо провести предварительную функционализацию поверхности, основной целью которой является удаление метильных групп. В настоящей работе выполнено динамическое моделирование методом теории функционала плотности воздействия радикалов и ионов плазмы различного состава (инертных газов, молекулярного азота и кислорода) на поверхность low-k диэлектрика с целью исследования механизмов удаления указанными частицами метильных групп. Полученные результаты продемонстрировали возможность осуществления этого процесса при достаточно низкой (10–15 эВ) энергии воздействующих частиц. В работе представлен подробный анализ рассчитанных траекторий частиц, выполнено сравнение взаимодействия с CH3-группами атомов инертных газов Ne и He и более химически активных атомов N и O, описаны особенности удаления групп под действием молекул и молекулярных ионов.

low-k материалы, плазма, ионы, радикалы, функционализация поверхности, компьютерное моделирование, метод теории функционала плотности