2010 Fiscal Year Annual Research Report
超臨界アニールおよびEMアニールによる微細銅配線の低抵抗化
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22560344
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
上野 和良 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10433765)
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| Keywords | 集積回路プロセス / 集積回路配線 / 超臨界流体 / エレクトロマイグレーション / 微細構造制御 / 熱処理方法 / 電子散乱 / 低抵抗化 |
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| Research Abstract |
大規模集積回路(LSI)は、携帯電話など現代社会を支える電子機器に広く用いられている。LSIの高性能化は、LSIを構成するトランジスタや配線の微細化によって実現されてきたが、近年、微細化の物理的限界が顕在化してきた。配線幅100ナノメートル以下の微細な銅配線では、配線材料の銅の結晶粒界で電子が散乱される効果により抵抗が上昇し、性能向上の妨げになってきた。本研究の目的は、このような銅配線の粒界での電子散乱を減らすため、結晶粒を大きくし粒界を減らす新たな熱処理(アニール)方法を開発することである。本年度は、超臨界状態の二酸化炭素中でアニールする方法(超臨界アニール)と、電流を印加しながらアニールする方法(エレクトロマイグレーション(EM)アニール)について、それぞれの熱処理条件を変化させて、粒径拡大への条件パラメータの影響を調べた。その結果、超臨界アニールでは、超臨界流体の表面クリーニング作用により、薄い銅膜ほど効果があることがわかった。一方圧力条件には、あまり依存しないことがわかった。EMアニールでは、高温ほど銅原子が動き易くなり、電子流の衝突によって銅原子が電子流の方向に移動するEMの効果が顕著になった。その結果、高温ほど結晶粒が電子流の方向に沿って成長促進される傾向が見られた。従来は、熱の作用による粒成長が用いられてきたが、今回、熱に加えて熱以外の作用により銅の粒成長が促進され、粒界を減らして銅配線を低抵抗化できる可能性が示唆された。今後は、配線構造における低抵抗化効果の検証が必要である。また本技術は、他の金属や材料の微細構造制御への応用も期待でき、引き続き基礎検討とともに応用展開に向けた検討を行う。
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Research Products
(3 results)
