2012 Fiscal Year Research-status Report
新規な低温成膜法によるＳｉＮｘ膜の作製と３次元ウェハ積層配線技術への応用
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24560361
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
武山 眞弓 北見工業大学, 工学部, 准教授 (80236512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野矢 厚 北見工業大学, 工学部, 教授 (60133807)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 薄膜プロセス / TSV / 3次元集積回路 |
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| Research Abstract |
3次元集積回路の高速化に欠かせないシリコン貫通ビア配線(Through Si Via: TSV)では、LSIプロセスを終了した後にTSV配線を作製する、いわゆるビア・ラストプロセスが理想的であると言われている。これは、従来後工程でチップごとに行っていた3次元化を、前工程すなわちウェハ一括方式のLSIプロセスと同じようにそのままTSV配線プロセスを行うことが可能となるからである。このことは、表面状態に敏感なLSIへのダメージを最小限にすることもでき、かつスループットの向上や歩留まりの増加なども見込め、技術的にも産業的にも好都合となる。
しかしながら、その実現のためにはビアを形成するためのプロセス温度を出来るだけ低温にしなければならない。成膜の中で最も低温化が難しいのは、絶縁膜材料とバリヤ材料の形成である。本研究では、これらのバリヤ膜と絶縁膜の低温作製を試みた。その結果、反応性スパッタ法を用いる、あるいはスパッタ法にラジカル応用を行うことで、低温でも高密度で不純物量の少ないバリヤ膜及びSiNx膜を成膜できることを実証した。バリヤ膜に関しては絶縁膜との拡散・反応挙動を検討し、優れたバリヤ材料をいくつか見出した。さらには、絶縁膜に関しては、得られた膜の特性は従来から行われているPECVD法にて低温で得られたSiNx膜と同等以上の特性を有することが明らかとなった。さらには、プロセスの整合性等を鑑み、実際のビアへの埋め込みについても検討を行い、良い知見を得ている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
スパッタ法やその応用による低温でのバリヤ膜及びSiNx膜の作製を行ってきた結果、SiNx膜に関しては、反応ガス及びその導入プロセスを変化させることで、ある程度多様なSiNx膜を作製出来ることが明らかとなった。特に、反応性スパッタ法において優れた膜質となる、緻密で不純物量の少ないSiNx膜を低温で作製出来ることを実証した。一方、バリヤ材料に関しては、従来のスパッタ法及びスパッタ法にラジカルを応用するという新たな手法により、優れたバリヤ特性を示すバリヤ材料がいくつか得られており、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
バリヤ膜及びSiNx膜それぞれに低温での作製と有用な特性については、ある程度の指針が得られたので、今後は、引き続きそれら材料の成膜プロセスの最適化の検討、及び低温プロセスで作製したバリヤ膜とSiNx膜の積層構造の熱的安定性や電気特性等の評価を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度は、様々なバリヤ材料の開発及び主に反応性スパッタ法による絶縁膜の成膜を行ってきたが、次年度には本格的にラジカル導入機構を開発し、試作する。それと共に、CVD装置のガスライン等の増設が必要となる。そのため、本年度の研究費の一部を次年度使用するよう計画している。
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