2006 Fiscal Year Annual Research Report
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17206071
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
大貫 仁 茨城大学, 工学部, 教授 (70315612)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
友田 陽 茨城大学, 理工学研究科, 教授 (90007782)
篠嶋 妥 茨城大学, 工学部, 助教授 (80187137)
青山 隆 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (80363737)
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| Keywords | TEG / Cu配線形成 / 硫酸銅純度 / 平均結晶粒径 / 標準偏差 / 分子動力学法 / ナノスクラッチ試験 / エレクトロマイグレーション |
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| Research Abstract |
本研究のH18年度における課題と成果を以下に示す。
1.配線幅30〜50nmTEG(Test Element Group)作製プロセスの検討と第一次TEG作製
配線幅30〜50mmTEG作製プロセスの検討を行うとともに第一次TEGを作製した。
2.微細溝中におけるCuシード層の結晶粒径制御技術と配線幅30〜50nm溝中へのめっきによるCu膜のボトムアップ成長技術の開発
熱処理により、Cuシード層の結晶粒径を制御しようとしたが、熱処理条件の如何に関わらずボールアップしたため、シード層の粒径制御は困難であるとの結論に至った。しかし、DCめっき法により幅50mm,深さ200nm溝へのCu膜のボトムアップ成長には成功した。30nm溝中へのCu配線形成については検討中。
3.幅30〜50nm配線の長さ方向の縦および横断面におけるCu膜の結晶構造のTEMおよびEBSPによる解析技術の検討
幅50nm配線の長さ方向のTEM観察に成功し、めっき浴条件による平均結晶粒径の変化および粒径の標準偏差を明らかにした。硫酸銅めっき浴を3Nから6Nに高純度化することにより、平均粒径は約6%増加し、標準偏差は28%少なくなることを明らかにした。さらに、配線抵抗率は14%低減することも分かった。
4.分子動力学によるTEG中のCu膜/バリアの引っかき試験のシュミレーション技術の開発
基板上の薄膜のナノスクラッチ試験を分子動力学によりシミュレートし、摩擦係数の最大値が薄膜の剥離を検出できることを実証した。摩擦係数の最大値は異種界面の接合強度と対応した。ナノスクラッチ試験における摩擦係数の最大値を界面の密着強度の評価に利用できることを明らかにした。
5.エレクトロマイグレーション(EM)評価装置の改造と幅80nmCu配線を用いた耐EM性の最適評価条件の確率および幅30nmCu配線の耐EM性の検討
EM評価装置の改造を行い、幅80nm,100nm,140nm配線の耐EM性を評価した。EMの活性化エネルギーはそれぞれ0.64,0.68および0.71eVである。幅30〜50nm配線のEM耐性を評価中である。
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