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メチルBN系低誘電率膜のLSI先端配線への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20360160
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 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪大学

研究代表者

青木 秀充  大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10419468)

研究分担者 木村 千春  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90372630)
杉野 隆  大阪大学, 工学研究科, 教授 (90206417)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2009年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2008年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワードメチル窒化ホウ素 / 低誘電率(Low-k) / LSI配線 / ドライエッチング / BCN / メチルBN / LowK / 配線 / 低誘電率 / 窒化ホウ素 / LSI
研究概要

これまでの成果として、窒化ホウ素(BN)薄膜にカーボン(C)を添加することによる窒化ホウ素炭素(BCN)薄膜において誘電率が低減することを示し、次世代LSI配線の層間絶縁膜として有効であることを示してきた。今回作製した「メチルBN薄膜」とは、BNを母体にメチル基(-CH3)が付いた薄膜のことである。また、メチルBN薄膜はこれまでに我々が作製してきたのBCN薄膜とは少し違い、カーボンの結合手に水素を付加しているため微小なナノスペース確保しており、誘電率(k<2)を下げる効果がある薄膜のことをいう。
メチルBN薄膜をLSI配線における層間絶縁膜に用いるためには、熱特性やレジストアッシング時の耐酸素性が必要である。さらには加工が容易であることが不可欠である。今回、トリスジメチルアミノボロン(TMAB)ガスを原料にしてプラズマアシストCVD法によってメチルBN薄膜を作製した。メチルBN薄膜をドライエッチングによって加工し、熱処理前後の電気的特性の変化を評価した。また、メチルBN薄膜はCF系ガスによって加工が可能であることを見出した。従来に用いられている層間絶縁膜(SiOC系薄膜)とメチルBN薄膜との比較を行い、メチルBN薄膜の優位性を示した。また、LSIプロセスにおいては化学的機械研磨(CMP)用薬液を用いたウエットプロセスについて評価を行い、メチルBN薄膜が耐薬品性にも優れることを示し、メチルBN薄膜が次世代LSI配線プロセスに応用が期待できることを示した。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (28件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Dry etching properties of methyl-BCN film with C_4F_8 gas for Cu/low-k interconnection2010

    • 著者名/発表者名
      Hidemitsu Aoki, Makoto Hara, Takuroh Masuzumi, Farid Ahmed, Chiharu Kimura, Takashi Sugino
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of Fluorine Diffusion into Methyl-BCN Film using Low Temperature Etching2010

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hara, Takuro Masuzumi, Zhiming Lu, Chiharu Kimura, Hidemitsu Aoki, Takashi Sugino
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the radio-frequency power on the dielectric properties of hydrogen-containing boron carbon nitride films deposited by plasma-assisted chemical vapor deposition using tris(dimethylamino)boron gas2010

    • 著者名/発表者名
      Hidemitsu Aoki, Takuro Masuzumi, Makoto Hara, Daisuke Watanabe, Chiharu Kimura, Takashi Sugino
    • 雑誌名

      Thin Solid Films Vol.518 lssue8

      ページ: 2102-2104

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] メチルBCN膜のRFバイアスによる膜質依存性2009

    • 著者名/発表者名
      増住拓朗、原誠、青木秀充、呂志明、木村千春、杉野隆
    • 雑誌名

      電子情報通信学会(電子デバイス研究会) 109(81)

      ページ: 15-20

    • NAID

      110007338322

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of methyl boron nitride film as low-k insulating filmfor LSI interconnection.2009

    • 著者名/発表者名
      H. Aoki, S. Tokuyama, T. Masuzumi, M. Hara, M. K. Mazumder, D. Watanabe, C. Kimura, T. Sugino
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials In Press

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of Boron Carbon Nitride (BCN)film after plasmaashing.2009

    • 著者名/発表者名
      M. K. Mazumder, H. Aoki, T. Masuzumi, M. Hara, D. Watanabe, C. Kimura。M. Fukagawa, M. Umeda, M. Kusuharaand. T. Sugino
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials Vol. 18

      ページ: 419-422

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Cu Electroplating Solutions on Boron Carbon Nitride (BCN)Film.2009

    • 著者名/発表者名
      H. Aoki, M. Hara, T. Masuzumi, M. K. Mazumder, N. Ooi, D. Watanabe, C. Kimura, T. Sugino
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 255 (6)

      ページ: 3719-3722

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of oxygen plasma treatment on boron carbon nitride(BCN)mms composition.2009

    • 著者名/発表者名
      H. Aoki, T. Masuzumi, D. Watanabe, M. K. Mazumder, H. Sota, C. Kimura, T. Sugino
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 255 (6)

      ページ: 3635-3638

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A methyl BN film by using tris-di-methyl-amino-boron (TMAB)for future Low-K interlayer.2008

    • 著者名/発表者名
      H. Aoki, S. Tokuyama, M. K. Mazumder, D. Watanabe, C. Kimura, T. Sugino
    • 雑誌名

      Proc. SPIE Vol. 6984, 69841W

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dry etching properties of boron carbon nitride (BCN)films usingcarbon fluoride gas.2008

    • 著者名/発表者名
      H. Aoki, T. Sasada, D. Watanabe, M. K. Mazumder, C. Kimura, T. Sugino
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials 17

      ページ: 1800-1804

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Properties of Methyl Boron Nitride Film for Next GenerationLow-K Interconnection.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Tokuyama, M. K. Mazumder, D. Watanabe, C. Kimura。H. Aoki, T. Sugino
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol. 47, No. 4

      ページ: 2492-2495

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of BCN film after wet process forinterconnection integration.2008

    • 著者名/発表者名
      D. Watanabe, H. Aoki, R. Moriyama, M. K. Mazumder, C. Kimura, T. Sugino
    • 雑誌名

      Diamond and Related Materials Vol. 17

      ページ: 669-672

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Methyl-BCN膜のCMP用薬液による膜質への影響2010

    • 著者名/発表者名
      呂志明, 九鬼知博, 西崎誠, 木村千春, 青木秀充
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Influence of oxygen plasma treatment on properties of Methyl-BCN film2010

    • 著者名/発表者名
      Zhiming Lu, Makoto Hara, Takuro Masuzumi, Makoto Nishizaki, Chinaru Kimura, Hidemitsu Aoki, Takasi Sugino
    • 学会等名
      The 4th International Conference on New Diamond and Nano Carbons
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2010-05-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Annealing effect of methyl-boron carbon nitride film after dry etching2010

    • 著者名/発表者名
      Hidemitsu Aoki, Makoto Hara, Takuro Masuzumi, Zhiming Lu, Makoto Nishizaki, Chiharu Kimura, Takashi Sugino
    • 学会等名
      The 4th International Conference on New Diamond and Nano Carbons
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2010-05-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酸素プラズマ種によるメチルBCN膜の膜質への影響2010

    • 著者名/発表者名
      呂志明, 原誠, 増住拓朗, 西崎誠, 木村千春, 青木秀充, 杉野隆
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(平塚市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Methyl-BCN膜の湿度による膜質への影響2010

    • 著者名/発表者名
      西崎誠, 原誠, 増住拓郎, 呂志明, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(平塚市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 紫外光照射によるMethyl-BCN膜特性への影響評価2009

    • 著者名/発表者名
      増住拓朗, 原誠, 呂志明, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • 学会等名
      H21年度電気学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] CF4を用いた低温ドライエッチングによるMethyl-BCN膜特性への影響2009

    • 著者名/発表者名
      原誠, 増住拓朗, 呂志明, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • 学会等名
      H21年度電気学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] メチルBCN膜の酸素プラズマアッシングによる膜質への影響評価2009

    • 著者名/発表者名
      呂志明, 原誠, 増住拓朗, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • 学会等名
      H21年度電気学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] UV照射に対するMethyl-BCN膜の特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      増住拓朗, 原誠, 呂志明, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山市)
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 低温ドライエッチングを用いたMethyl-BCN膜の特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      原誠, 増住拓朗, 呂志明, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山市)
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] メチルBCN膜の酸素プラズマアッシングによる膜質への影響評価2009

    • 著者名/発表者名
      呂志明, 原誠, 増住拓朗, 青木秀充, 木村千春, 杉野隆
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山市)
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Influence of properties of boron carbon nitride (BCN) film on oxygen and hydrogen2009

    • 著者名/発表者名
      T.Masuzumi, M.Hara, H.Aoki, Z Lu, C.Kimura, T.Sugino
    • 学会等名
      5th International Workshop on reactions involving oxygen and hydrogen
    • 発表場所
      Osaka Univ. (吹田市)
    • 年月日
      2009-06-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] O_2プラズマによるMethyl-BCN膜への影響評価2009

    • 著者名/発表者名
      呂志明, 原誠, 増住拓朗, 木村千春, 青木秀充, 杉野隆
    • 学会等名
      第23回ダイヤモンドシンポジウム(2009)
    • 発表場所
      千葉工業大学(習志野市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of Fluorine Diffusion into Low-k Material (Methyl-BCN) using Low Temperature Etching2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hara, T.Masuzumi, L.Zhiming, C.Kimura, H.Aoki, T.Sugino
    • 学会等名
      2009 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)
    • 発表場所
      Sendai International Hotel (Sendai)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Dry etching properties of methyl-BCN film with C4F8 gas for Cu/LowK interconnection2009

    • 著者名/発表者名
      H.Aoki, M.Hara, T.Masuzumi, D.Watanabe, C.Kimura, T.Sugino
    • 学会等名
      2009 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)
    • 発表場所
      Sendai International Hotel (Sendai)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] メチルBCN膜のRFバイアスによる膜質依存性2009

    • 著者名/発表者名
      増住拓朗, 原誠, 青木秀充, 呂志明, 木村千春, 杉野隆
    • 学会等名
      電子情報通信学会 (電子デバイス研究会)2009表面
    • 発表場所
      東京工業大学(目黒区)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Influence of methyl group on the dielectric constant of boron carbon nitride film containing methyl group2009

    • 著者名/発表者名
      T.Masuzumi, M.Hara, M.K.Mazumder, D.Watanabe, H.Aoki, C.Kimura, T.Sugino
    • 学会等名
      New Diamond and Nano Carbons (NDNC2009)
    • 発表場所
      Michigan, USA (Traverse City)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Boron Carbon Nitride Film containing Hydrogen for 22nm Node Low-K Interconnection2009

    • 著者名/発表者名
      H.Aoki, T.Masuzumi, M.Hara, D.Watanabe, C.Kimura, T.Sugino
    • 学会等名
      VLSI-TSA (Technology, Systems, and Applications) 2009
    • 発表場所
      Taiwan(新竹市)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Methyl Boron Nitride Film as Low-K InsulatingFilm for LSI Interconnection.2008

    • 著者名/発表者名
      H. Aoki, S. Tokuyama, T. Masuzumi, M. K. Mazumder, D. Watanabe, M. Hara, C. Kimura, T. Sugino
    • 学会等名
      19th European Conference on Diamond, Diamond-LikeMaterials, Carbon Nanotubes, and Nitrides
    • 発表場所
      Sitges, Spain
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of Cu Oxidation using Environmentally FriendlyInhibitors in the Ambience of High Temperature and High Humidity for Cu/Low-K. .2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, D. Watanabe, C. Kimura, H. Aoki, T. Sugino
    • 学会等名
      2008 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)
    • 発表場所
      Tukuba、Japan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Properties of boron carbon nitride(BCN)film after plasma ashing.2008

    • 著者名/発表者名
      T. Masuzumi, M. K. Mazumder, H. Aoki, M. Hara, D. Watanabe, C. Kimura, T. Sugino
    • 学会等名
      The 27th Electronic Materials Symposium
    • 発表場所
      Shizuoka、Japan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Properties of Boron Carbon Nitride(BCN)mm after plasma ashing.2008

    • 著者名/発表者名
      M. K. Mazumder, H. Aoki, T. Masuzumi, M. Hara, N. Ooi, D. Watanabe, C. Kimura, M. Fukagawa, M. Umeda, M. Kusuhara, T. Sugino.
    • 学会等名
      New Diamond and Nano Carbons(NDNC2008)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Cu Electroplating Solution on Boron Carbon Nitride(BCN).2008

    • 著者名/発表者名
      H. Aoki, M. Hara, M. K. Mazumder, T. Masuzumi, N. Ooi, D. Watanabe, C. Kimura, T. Sugino.
    • 学会等名
      New Diamond and Nano Carbons(NDNC2008)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] TMABを用いたH含有BCN膜のRFパワー依存性2008

    • 著者名/発表者名
      増住拓朗 原誠 渡邊大祐 木村千春 青木秀充杉野隆
    • 学会等名
      電気学会関西支部連合大会(2008)
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] TMABで作製したメチル窒化ホウ素膜のRFパワー依存性2008

    • 著者名/発表者名
      増住拓朗, 原誠, 渡邊大祐, 木村千春, 青木秀充, 杉野隆
    • 学会等名
      第22回ダイヤモンドシンポジウム(2008)
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] TMABを用いたMethyl doped BN膜のRFパワー依存性2008

    • 著者名/発表者名
      増住拓朗, 原誠, M. K. マズンデル, 木村千春, 青木秀充, 杉野 隆
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] BCN膜へのCu電解メッキ液による影響2008

    • 著者名/発表者名
      渡邊大祐, 青木秀充, 原 誠, M. K. マズンデル, 増住拓郎, 大井直樹, 木村千春, 杉野 隆
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 配線プロセスのためのBCN薄膜上への積層メタル層評価2008

    • 著者名/発表者名
      原誠, 増住拓朗, M. K. マズンデル, 渡邊大祐, 木村千春, 青木秀充, 杉野 隆
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://steem.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://steem.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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