Отзыв ведущей организации (Технологические основы и методики послойного травления кристаллов интегральных схем с системой межсоединений на основе меди)

отзыв ведущей организации ОАО «НПП «Пульсар» на диссертацию Милованова Романа Александровича «Технологические основы и методики послойного травления кристаллов интегральных схем с системой межсоединений на основе меди», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.06 - «Технология и оборудование для производства полупроводников„материалов и приборов электронной техники» Одним из методов исследования системы межсоединений современных интегральных микросхем ~ИМС) при анализе катастрофических отказов является послойное стравливание топологических слоев с последующим их исследованием с использованием различного диагностического оборудования (растровые электронные и электронно-ионные микроскопы, системы рентгеноспектрального анализа и т.д.).

Для систем многослойной металлизации ИМС на основе алюминия подобные методы разработаны и успешно применяются. При переходе к системам металлизации на основе меди методика послойного травления может существенно отличаться от методов, используемых для алюминиевой металлизации. Широкое распространение медной системы металлизации началось с перехода на топологические нормы менее 130 нм для обеспечения снижения последовательного сопротивления и улучшения параметров ИМС, это в свою очередь вызывает необходимость разработки методов анализа отказов кристаллов, что, несомненно„ является актуальной задачей. Научная новизна рецензируемой работы связана с разработкой новых методик селективногО траВления медных проводнйкОВ, кОторая до яастоязцего времени не проводилось ни зарубежными ни отечественньгми учеными, В работе детально исследованы и доведены до практического применения методы жидкостного и вакуумно-плазменного селективного травления меди.

На Основе этих методов были разработаны методики, позволяющие селективно к диффузионно-барьерному слою (ДБС) из тантала удалять медные проводники системы межсоединений кристаллов ИС. Из вышесказанного следует, что цель работы заключается в исследовании технологических основ и разработки методик послойного препарирования кристаллов ИС с системой межсоединений на основе меди для повышения процента выхода годных в производстве ИС и при разработке новых ИС. Представленная работа состоит из введения, четырех глав, раскрывающих основные научные положения и практические результаты. В первой главе приводится обзор литературы, посвященный основным методам послойного травления систем металлизации интегральных схем.

К основным методам послойного травления отнесены методы микрошлифования„ жидкостного, вакуумно-плазменного и ионно-лучевого травления. Рассмотрены особенности системы межсоединений на основе алюминия и меди. Показано, что основным Отличием алюминиевой системы металлизации от медной является способ формирования проводников. В алюминиевой металлизации проводники формируются путем прямой фотолитографии, тогда как в медной металлизации вначале осаждается слой внутриуровневого диэлектрика, в котором формируются медные проводящие слои. Кроме того, перед осаждением меди проводится осаждение ДБС. Во второй главе представлены результаты экспериментальных исследований с использованием метода жидкостного травления медных проводников системы межсоединений современных ИМС - Иггех-4 и Ыг1ех-б ф. ХВ1пх.

Перед проведением исследований методов послойного травления было проведено детальное исследование конструктивно-технологических особенностей кристаллов ИМС с помоцтью анализа вертикальных сечений с рентгеноспектрального анализа. В процессе исследований были опробованы различные методы. как традиционного жидкостного травления, так и на основе использования геля- носителя. Было показано, что использование геля-носителя, а также травящей смеси на основе аммиака и перекиси водорода не позволяет обеспечить равномерность процесса травления„а также скорости травления. Также было показано, что использование аммиачного комплекса двухвалентной меди, а также смеси соляной кислоты с перекисью водорода обеспечивает селективность травления меди по отношению к диффузионно-барьерному слою из тантала и полное удаление проводников без повреждения нижележащих слоев.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований методом вакуумно-плазменного травления медных проводников системы межсоединений ИМС Уптех-4 ф. Х111пх. Показано, что использование двухстадийного процесса с рабочим газом ВС1з и параметрами основного процесса Т = 280 'С и Р = 2 мТорр обеспечивает удаление меди и селективность к ДБС. Для снижения температуры процесса может быть использовано разбавление рабочего газа аргоном. Такое разбавление обеспечивает снижение температуры до 100 'С.

Проведены исследования, показавшие невозможность снижения температуры процесса травления до 100 'С при использовании УФ излучения со следующими источниками света: светодиодный УФ излучатель АФС-365 мощностью 80 мВт/м, ртутная УФ лампа НБВ% 160 мощностью 150 мВт/м . В главе 4 представлены результаты синтеза метода послойного травления кристаллов ИС с медной системой многоуровневой металлизацией.

Данный метод применен к послойному травлению ИС У1г1ех-4 ф. Х111пх. Приведен разработанный алгоритм последовательных технологических операций исследования образцов кристаллов. Результаты диссертационного исследования были апробированы на многочисленных международных, всероссийских на~ чно-технических конференциях и семинарах Е недостаткам диссертационной работы можно отнести следующее: не представлены критерии и методика оценки качества процесса жидкостного травления. Выводы представляются только на основе фотографий образцов. 1~ для различных растворов наблюдается одинаковые результаты травления, однако в дальнейшем для синтеза метода послойного травления выбран именно раствор соляной кислоты и перекиси водорода. Не представлено объяснение выбора раствора; при исследовании ВПТ, а также при апробации синтезированного метода послойного травления рассматривался только образец Ъ'|грех-4„.

при описании процесса ВПТ не отмечено влияние прогрева, а рассматривается только влияние 2 этапа процесса травления; ~' в диссертации не представлены данные по исследованию образцов с разрушенными слоями металлизации, которые бы показали применимость метода именно к выявлению эффектов катастрофических отказов ИМС. Отмеченные недостатки, тем не менее, не снижают общего высокого уровня диссертационной работы Милованова Р.А.

Полученные в диссертации результаты могут быть использованы в ОАО «НПП «Пульсар», ОАО «НИИМЭ и Микрон», ИСВЧПЭ РАН, группе компаний «Ангстрем», ОАО «Российская электроника», АО «ГЗ «Пульсар». Диссертация Милованова Р.А. «Технологические основы и методики послойного травления кристаллов интегральных схем с системой межсоединений на основе меди» на соискание ученой степени кандидата технических наук, является научно-квалификационной работой и полностью соответствует требованиям ВАК Минобрнауки РФ пп. 9-14 «Положения о порядке присуждения ученых степеней», постановление Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2013 г., а ее автор Милованов Роман Александрович заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по Отзыв рассмотрен на заседании секции №1 Научно-технического совета 11.02.201 бг..

Отзыв составил Ученый секретарь ОАО «НПП «Пульсар» к.ф.м.н. :~~; ф ' "- Е.В. Каевицер Тел: "г3 ° - ~4 ' — Уг. М Е-гпа11: КаенЬег е~ф!ри1вагпрр.га Адрес: 105137, Москва, Окружной проезд, д. 27, ОАО кНПП «Пульсар». .