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ナノ構造の新作製法としてのプラズマ異方性CVD

研究課題

研究課題/領域番号 16360020
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関九州大学

研究代表者

白谷 正治  九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 教授 (90206293)

研究分担者 渡辺 征夫  九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 名誉教授 (80037902)
古閑 一憲  九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 助手 (90315127)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2006年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2004年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード銅配線 / プラズマCVD / 異方性製膜 / イオンアシスト製膜 / スパッタリング / ナノ構造 / LSI / 誘導結合型放電 / ルテニウム / 異法性製膜 / 埋め込み形状
研究概要

LSI,量子ドット,量子細線,マイクロマシン等のナノ構造形成の際に,極微細な溝・穴の埋め込みが重要な作製プロセスとなっている,CVDを始め通常の堆積法では,溝内の全ての面で堆積が生じるため,(1)欠陥や不純物が溝内に多くなる,(2)結晶サイズが溝幅の半分以下になる等の問題がある.これに対して,申請者は,従来法の問題点を克服できる,側壁には堆積が生じず穴底から優先的に堆積が進む「プラズマ異方性CVD」が実現できることを発見した.本研究では,主としてLSI内銅配線形成に必要な銅を主な対象として,「プラズマ異方性CVD」を発展させるために調査・検討を行った.以下に得られた成果を示す.
1.高アスペクト比のトレンチの方が良好な埋め込み特性を示す可能性を見出した.
2.堆積速度は,イオン支援による速度とスパッタリング速度の差であり,それらはイオンエネルギーと入射束で制御可能であることを明らかにした.
3.膜の初期成長機構を調べるため,超高真空AFMを用いてTiN,TaN,SiO_2表面上に形成した島密度の製膜時間依存性を求めた.熱CVDでは島密度は下地の材質に依存するが,プラズマCVDでは下地の材質によらず,熱CVDよりも高密度である.
4.基板温度100℃以上で,不純物濃度の低い異方性製膜が実現することを明らかにした.
5.Ru(acac)_3,Cu(hfac)_2,Cu(EDMDD)_2の3種類の錯体材料を用いて異方性製膜を試みたところ,全ての材料で異方性製膜に成功した.
6.高品質銅薄膜の高速製膜に必要な製膜表面への高い水素原子照射量を実現する条件を明らかにするためには高いアルゴンガス希釈率R(=H_2/(H_2+Ar))かつ高い放電電力Pが必要であることが明らかになった.従来の製膜条件R=11%,P=150Wと比較してR=3.3%,P=500Wでは2桁以上のH原子照射量の増加が期待できる,

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (25件)

  • [雑誌論文] Mechanism of Cu deposition from Cu(EDMDD)_2 using H-assisted plasma CVD2006

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe, Toshiya Shingen
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 506-507

      ページ: 197-201

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Plasma anisotropic CVD of high purity Cu using Cu(hfac)_22006

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Shiratani, Takao Kaji, Kazunori Koga, Yukio Wtanabe, Tomohiro Kubota, Seiji Samukawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th International Conference on Reactive Plasmas and 23rd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 119-120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanism of Cu deposition from Cu (EDMDD)_2 using H-assisted plasma CVD2006

    • 著者名/発表者名
      K.Takenaka, K.Koga, M.Shiratani, Y.Watanabe, T.Shingen
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 506-507

      ページ: 197-201

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of Cu deposition from Cu(EDMDD)_2 using H-assisted plasma CVD2006

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe, Toshiya Shingen
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Substrate temperature dependence of deposition rate in anisotropic plasma CVD of Cu2006

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Shiratani, Kosuke Takenaka, Takao Kaji, Kazunori Koga, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Control of deposition profile of Cu for LSI interconnects by plasma chemical vapor deposition2005

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Masaharu Shiratani, Manabu Takeshita, Makoto Kita, Kazunori Koga, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Pure Appl. Chem. 77

      ページ: 391-398

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on ion irradiation effects on plasma anisotropic Cu CVD using triode discharge2005

    • 著者名/発表者名
      Takao Kaji, Kosuke Takenaka, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proc. of Plasma Science Sympoium-2005 and 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 391-398

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measruement of H density in Cu CVD discharges using VUV absorption spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Takao Kaji, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proc. of Plasma Science Sympoium-2005 and 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 639-640

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of ion irradiation on plasma anisotropic CVD2005

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Manabu Takeshita, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Novel Materials Processing by Advanced Electromagnetic Energy Sources

      ページ: 75-78

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of deposition profile of Cu for LSI interconnects by plasma chemical vapor deposition2005

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Masaharu Shiratani, Manabu Takeshita, Makoto Kita, Kazunori Koga, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Pure Appl.Chem. 77, 2

      ページ: 391-398

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on ion irradiation effects on plasma anisotropic Cu CVD using triode discharge2005

    • 著者名/発表者名
      Takao Kaji, Kosuke Takenaka, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proc.of Plasma Science Sympoium-2005 and 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 641-642

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measruement of H density in Cu CVD discharges using VUV absorption spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Takao Kaji, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proc.of Plasma Science Sympoium-2005 and 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 639-640

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of sputtering due to ion irradiation on plasma anisotoropiv CVD of Cu2005

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka Manabu Takeshita, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Novel Materials Processing by Advanced Electromagnetic Energy Sources

      ページ: 75-78

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Plasma anisotropic CVD of high purity Cu using Cu(hfac)_22005

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Shiratani, Takao Kaji, Kazunori Koga, Yukio Watanabe, Tomohiro Kubota, Seiji Samukawa
    • 雑誌名

      Proc.of the 6 th International Conference on Reactive Plasmas and 23 rd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 119-120

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of Cu deposition from Cu(EDMDD)_2 using H-assisted plasma CVD2005

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe, Toshiya Shingenn
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic Deposition of Cu in trenches by H-assisted Plasma Chemical Vapor Deposition2004

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Makoto Kita, Toshio Kinoshita, hazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A 22

      ページ: 1903-1907

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropic deposition of Cu using plasma CVD2004

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Shiratani, Kosuke Takenaka, Kazunori Koga, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of International COE Forum on Plasma Science and Technology

      ページ: 33-34

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dissociative ionization of Cu(EDMDD)_2 by electron impact2004

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Manabu Takeshita, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of International COE Forum on Plasma Science and Technology

      ページ: 171-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of solvent on properties of Cu films prepared by HAPCVD using Cu(EDMDD)_22004

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Takao Kaji, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of 26th International Symposium on Dry Process

      ページ: 347-352

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropic Deposition of Cu in trenches by H-assisted Plasma Chemical Vapor Deposition2004

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Makoto Kita, Toshio Kinoshita, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A 22, 4

      ページ: 1903-1907

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropic Deposition of Cu in trenches by H-assisted Plasma Chemical Vapor Deposition2004

    • 著者名/発表者名
      K.Takenaka, M.Kita, T.Kinoshita, K.Koga, M.Shiratani, Y.Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A 22・4

      ページ: 1903-1907

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of ion irradiation on plasma anisotropic CVD2004

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Manabu Takeshita, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Novel Materials Processing by Adbanced Electromagnetic Energy Sources (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic deposition of Cu using plasma CVD2004

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Shiratani, Kosuke Takenaka, Kazunori Koga, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of International COR Forum on Plasma Science and Technology

      ページ: 33-34

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Dissociative ionization of Cu(EDMDD)_2 by electron impact2004

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Manabu Takeshita, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of International COR Forum on Plasma Science and Technology

      ページ: 171-172

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of solvent on properties of Cu films prepared by HAPCVD using Cu (EDMDD)_22004

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Takenaka, Takao Kaji, Kazunori Koga, Masaharu Shiratani, Yukio Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of 26th International Symposium on Dry Process

      ページ: 347-352

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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