2014 Fiscal Year Annual Research Report
原子層堆積重合による縮合系耐熱高分子の積層膜形成と応用
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25630118
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福島 誉史 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (10374969)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
マリアッパン ムルゲサン 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 産学官連携研究員 (10509699)
ベ ジチョル 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (40509874)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 気相堆積重合 / ポリイミド / TSV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気相堆積ポリイミドの三層積層膜を形成することに成功した。連続して厚さ約2μｍのポリイミド構造を堆積し、その高い被覆率（８０％以上）と耐圧（絶縁破壊電圧は約400V/um）を確認した。Cuを埋め込んだ後のポリイミドライナー絶縁膜付Cu-TSVでは、TSV間のSiにかかる応力が、SiO2ライナー絶縁膜付Cu-TSVに比べて劇的に低いことが判明した。この現象は非常に興味深く、この応力低減メカニズムを追究した。成膜温度はどちらも200℃であった。ウエハ上に成膜した際の内部応力は、気相堆積ポリイミドで約40MPa（引張応力）に対し、TEOSえお用いたプラズマCVDで堆積したSiO2は110MPa(圧縮応力)であった。気相堆積ポリイミドのCTEは25ppm/Kであり、プラズマCVDにより堆積したSiO2のCTEは2ppm/Kであった。一方、SiとCuのCTEは、それぞれ3ppm/K、17ppm/Kであるため、CTEでは説明ができなかった。ヤング率を比較すると、プラズマSiO2では50-60GPaであるのに対して、気相堆積ポリイミドでは3-4GPaと1/10以下の低弾性であり、この応力の違いはライナー絶縁膜のヤング率によって支配されていることが分かった。ビアラスト方式で気相堆積ポリイミドライナー絶縁膜を用いてTSVのデイジーチェンを形成した結果、直径20um、深さ40umのCu-TSV1本あたりの抵抗（Cu配線との接触抵抗含む）は18.2ミリオームであり、良好な電気的特性を示した。
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[Presentation] Replacing the PECVD-SiO2 in the Through-Silicon Via of High-Density 3D LSIs with Highly Scalable Low Cost Organic Liner: Merits and Demerits2014
Author(s)
Murugesan Mariappan, Takafumi Fukushima, JiChel Beatrix, Hiroyuki Hashimoto, Yutaka Sato, Kangwook Lee, Tetsu Tanaka and Mitsumasa Koyanagi
Organizer
the 64th Electronic Components and Technology Conference (ECTC)
Place of Presentation
Walt Disney World Swan and Dolphin Resort, Lake Buena Vista, Orlando, Florida, USA
Year and Date
2014-05-27 – 2014-05-30
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