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銅薄膜自己維持スパッタによる高エレクトロマイグレーション耐性多層配線の研究

研究課題

研究課題/領域番号 08555076
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関広島大学

研究代表者

新宮原 正三  広島大学, 工学部, 助教授 (10231367)

研究分担者 吉川 公麿  広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 教授 (60304458)
坂上 弘之  広島大学, 工学部, 助手 (50221263)
高萩 隆行  広島大学, 工学部, 教授 (40271069)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
キーワード銅 / エレクトロマイグレーション / スパッタ / 自己スパッタ / 電子温度 / プラズマ / エレクトロマイブレーション / バリアメタル
研究概要

本研究では、(1)銅の自己維持スパッタのイオン化率制御およびターゲット臨界電流値の低減、(2)サブミクロン高アスペクト比接続孔及び微細配線への銅埋め込み堆積、(3)多層銅配線エレクトロマイグレーション(EM)諸特性評価及びモデリングによる機構解明、等を行った。本年度(平成10年度)は最終年度であり、(1)の自己スパッタ臨界電流低減のために、プラズマプローブを用いた電子エネルギー分布測定を行って自己維持Cuプラズマ形成機構の理解を深めるとともに、更なるスパッタ電源の高出力化を計りより広い電流範囲での自己スパッタ実現に成功した。また、Cuの微細孔埋込においては、誘導加熱プラズマによる高イオン化とともに、Cuイオンを電子ビームにより中性ビーム化して(主要設備電子ビーム源使用)、基板の凹凸による局所電場集中による埋め込み性の劣化の抑制を検討した。また、銅配線エレクトロマイグレーション機構解明の為に、分子動力学シミュレーションによる結晶粒界及び粒界三重点での原子拡散シミュレーションを行い、銅薄膜の多結晶配向性の制御によるEM寿命改善の方向性についての見通しを明らかにした。なお、スパッタ微細Cu配線のEM特性評価は継続して実施しているが、本年実用化した電解めっきCu配線との比較データ取得を現在準備中である。本研究申請時には予見できなかった実用技術での大きな展開があり、さらに本研究の成果を世に示すにはめっきCu配線技術との比較あるいは融合は避けることができないものと思われる。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] S.ABDESLAM: "Molecular Dynamics Simulation of a Void in an Aluminum Interconnection Contain Triple Points Grain Boundary"Advanced Metallization Conference,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. ULSI-XIV. 475-482 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.J.Radzimski: "Directional Copper Deposition Using DC Magnetron Sputtering"J.Vac.Sci.& Tec nol.. B16. 1102-1106 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kikkawa: "ULSI Scaling and Interconnect Technology"Advanced Metallization Conference in 1998,MRS Conf-Proc.. ULSI-XIV. 705-715 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shingubara: "Void Elorgation Phenomena Observed in Polycrystoxline Cu Interconnects at a High Current Density Stressing Condition"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 473. 229-234 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ichiki: "Gay-filling of Cu Employing Sustained Self-sputtering with Inductirely Coupled Plasma Ionization"Jpn.J.Appl.Phys.. 36. 1469-1472 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shingubara: "Effect of Interfacial Reaction and Wetting Properties on Al Reflow Characteristics"Mat.Res.Soc.Conf.Proc.. ULSI-XII. 117-121 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.J.Radzimski: "Optical Emission Spectroscopy of High Density Metal Plasma Formed during Magnetron Sputtering"J.Vac.Sci.Technol.B. 15. 202-208 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shingubara: "Void Formation Mechanism at No Current Stressed Area"American Institute of Physics Proceedings. 418. 159-170 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Sano: "Self-sputtering of Cu film employing highly ionized Cu plasma"Mat.Res.Soc.Conf.Proc.. ULSI-XI. 709-715 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shingubara: "Cudeposition characteristics into submicron contact holio employing self-sputtering with a high ionization rate"Mat.Res.Soc.Proc.. 427. 185-192 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. ABDESLAM, and S. Shingubara: "Molecular Dynamics Simulation of a Void in an Aluminum Interconnection Contain Triple Points Grain Boundary"Advanced Metallization Conference, Mat..Res. Soc. Symp. Proc.. ULSI-XIV. 475-482 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.J.Radzimski W.P.Posadowski, S.M.Rossnagel and S. Shingubara: "Directional Copper Deposition Using DC Magnetron Self-Sputtering"J. Vac. Sci. & Tecnol.. Vol.B16. 1102-1106 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kikkawa: "ULSI Scaling and Interconnect Technology"Advanced Metallization Conference in 1998, MRS Conf. Proc.. ULSI-XIV. 705-715 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shingubara, S. Kajiwara, T. Osaka, H. Sakaue, and H. Takahagi: "Void Elongation Phenomena Observed in Polycrystalline Cu Interconnects at a High Current Density Stressing Condition"Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol.. 473. 229-234 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Ichiki, T. Kikuchi, A. Sano, S. Shingubara, and Y. Horiiike: "Gap-filling of Cu Employing Sustained Self-sputtering with Inductively Coupled Plasma Inization"Jpn. J. Appl. Phys.. vol.36. 1469-1472 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shingubara, H. Kotani, K. Ando, H. Sakaue, F. Nishiyama, and T. Takahagi: "Effect of Interfacial Reaction and Wetting Properties on Al Reflow Characteristics"Mat. Res. Soc. Conf. Proc.. ULSI-XII. 117-121 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.J.Radzimski, O.E.Hankins, J.J.Cuomo, W.P.Posadowski, and S. Shingubara: "Optical Emission Spectroscopy of High Density Metal Plasma Formed during Magnetron Sputtering"J. Vac. Sci. Technol. B. Vol.15 No.2. 202-208 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shingubara, T. Osaka, S. Abdeslam, H. Sakaue, and T. Takahagi: "Void Formation Mechanism at No Current Stressed Area"American Institute of Physics Proceedings. Vol.418. 159-170 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Sano, H. Kotani, H. Sakaue, S. Shinguhara, T. Takahagi, Y. Horiike, and Z.J.Radzimski: "Self-sputtering of Cu film employing highly ionized Cu plasma"Advanced Metallization and Interconnect systems for ULSI Applications in 1995 Mat. Res. Soc. Conf. Proc.. ULSI-XI. 709-715 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shingubara, A. Sano, H. Sakaue, T. Takahagi, Y. Horiike, Z. Radzimski, and Posadowski: "Cu deposition Characteristics into submicron contact holes employing self-sputtering with a high ionization rate"Mat. Res. Soc. Proc.. vol.427. 185-192 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.J.Radzimski: "Direction copper deposition using dc magnetron self-sputtering" J.Vac.Sci.Technol. B16-3. 1102-1106 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.ABDESLAM: "Molecular Dynamics Simulation of a Void in an Aluminum Interconnection containing Triple Point of Grain Boundaries" Mat.Res.Sec.Symp-Proc.(発行予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shingubara: "Void Elongation Phenomena Observed in Poly crystalline Cu Interconnect" Mat.Res.Soc.Synp.Proc.473. 229-234 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ichiki: "Gap-filling of Cu Employing Sustained Self-sputtering" Jpn.J.Applied Phys.36. 1469-1472 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Z.J.Padzimski: "Optical Emission Spectroscopy of High Density Metal Plasma" J.Vac.Sci.Technol.B. 15-2. 202-208 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shinguhara: "Void Formation Mechanism at No Current Stressed Area" American Institute of Physics Proceedings. 418. 159-17 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 新宮原 正三: "LSI配線信頼性技術における課題と今後の方向" 日本信頼性学会誌. 19-4. 257-262 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] ZJ. Radzimski, and S. Shingubara: "Optical Emission Spectroscopy of High Density Metal Plasma Formed during Magnetron Sputtering" J. Vac. Sci. Technol.,. (accepted for pubrication. (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T. Ichiki, T. Kikuchi, A. Sano, S. Shingubara, and Y. Horiike,: "Gap-Filling of Cu Employing Self-Sutained Sputtering with ICP Ionization" Extended Abstracts of Solid State Devices and Materials. 115-117 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S. Shingubara. H. Sakaue. T. Takahagi. Y. Horiike. Z. Radzimski, and Posadowski: "Cu deposition Characteristics into submicron contact holes employing self-sputterigng with a high ionization rate" Mat. Res. Soc. Proc.427. 185-192 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A. Sano, H. Sakaue, S. Shingubara. T. Takahagi. Y and ZJ. Radzimski: "Self-sputtering of Cu film employing highly ionized Cu plasma" Mat. Res. Soc. Conf. Proc.ULSI-XI. 709-715 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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