低介電常數材料簡介
低介電(diàn)常數材料是指介電(diàn)常數較小的材料，通過降低集成電(diàn)路中使用的介電(diàn)材料的介電(diàn)常數，可以降低集成電(diàn)路的漏電(diàn)電(diàn)流、降低導(dǎo)線之間的電(diàn)容效應、降低集成電(diàn)路發熱等等，更可以有效提升電(diàn)子元器件的速度。
既然降低材料的介電(diàn)常數有那多好處(chù)，那如何降低材料的介電(diàn)常數呢？
降低介電常數的方法有多種方法 ，其中一種方法是通過添加一些添加劑來改變(biàn)材料的物理和化學性質，從(cóng)而降低其介電常數。例如 ，添加一些氟化物或氧化物可以降低陶瓷的介電常數 。
另外，可以通過改變(biàn)制備(bèi)工藝來降低材料的介電常數，例如，通過等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）技術來制備(bèi)低介電常數材料。
低介電(diàn)常數(shù)材料應用存在的問題
雖然低介電(diàn)常數材料具有各種優點(diǎn) ，但在實際應用中需要提前知悉使用低介電(diàn)常數材料的相關風險。
與二氧化矽相比，低介電常數材料有較低的密度和松軟的結構，使其更容易受到外部力量的破壞 。此外，由於(yú)其熱傳導性能較差 ，不利於(yú)内部熱量的散發；同時，它的熱膨脹系數也與金屬不匹配 ，可能導緻分層(céng)和裂紋的産生。另外，低介電常數材料與金屬層(céng)之間的機械強度存在差異，這也易導緻分層(céng)和裂紋的出現 。最後，Cu易擴散進入低介電常數材料的孔隙中，從而影響芯片的可靠性。
同樣基於(yú)低介電常數材料的材料特點，在對低介電常數材料進行失效原因分析的時候容易由於(yú)分析設備(bèi)電子束直接造成對樣品的傷害，導緻無法有效分析其失效原因。
其中有效的解決(jué)方法包括 ：
1. 塗層(céng)Pt可改善樣品導(dǎo)電性，減弱荷電效應；
2. 降低SEM觀察電(diàn)壓，減小高能電(diàn)子束輻(fú)射損傷和荷電(diàn)效應；
3. 減小工作距離，可提高圖像分辨率，彌補(bǔ)電(diàn)壓降低的不利影響；
4. 減弱束流，弱化電(diàn)子束的短時轟(hōng)擊損傷；
這些措施可以幫(bāng)助保護(hù)樣品，同時提高圖像質量。
根據(jù)我們的研究結(jié)果，我們可以得出以下結(jié)論：
1. 低電(diàn)壓電(diàn)流對(duì)低介電(diàn)常數材料造成的損傷相對(duì)較小。在實驗過程中，我們發現使用低電(diàn)壓電(diàn)流進行操作可以有效地減少low-k材料的損傷程度，在相關失效分析操作中需要盡可能減低電(diàn)壓與電(diàn)流；
2. 表面dep層(céng)可以有效地保護低介電(diàn)常數材料不受損壞。通過在low-k材料表面添加dep層(céng)，可以形成一個保護層(céng)，有效地隔離試驗本身對材料的影響；
3. 經過Cu plating及Cu CMP工藝處(chù)理的樣品中，由於(yú)應力和熱膨脹系數不匹配等原因，多孔低介電常數材料會出現明顯的孔擴大現象，可以用於(yú)分辨低介電常數材料與普通的二氧化矽材料。
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