超臨界アニールおよびEMアニールによる微細銅配線の低抵抗化

• 研究課題/領域番号: 22560344
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 上野 和良 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10433765)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 集積回路配線 / 半導体超微細化 / デバイス設計・製造プロセス / 電子・電気材料 / 電子デバイス・機器 / ナノカーボン / グラフェン / 集積回路プロセス / 超臨界流体 / エレクトロマイグレーション / 微細構造制御 / 熱処理方法 / 電子散乱 / 低抵抗化

研究概要

集積回路に用いる微細銅配線は、微細な銅の結晶粒が集まってできている。本研究は、微細銅配線における結晶粒の境界(粒界)での電子散乱による抵抗上昇を抑制するため、結晶粒を拡大して粒界を減らす新しい熱処理(アニール)方法を検討した。その結果、表面クリーニング作用のある超臨界流体中でのアニール(超臨界アニール)や電流を印加しながらアニールするエレクトロマイグレーション(EM)アニールによって従来法より粒径が拡大することがわかった。またEMアニールでは電流方向にそった異方性粒成長が可能であることを示した。これらの成果は、微細銅配線の低抵抗化と高信頼化につながるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Japanese Journal of Applied Physics (2012)
  • 著者名/発表者名: Liyana Razak, Takamasa Yamaguchi, Seishi Akahori, Hideki Hashimoto, Kazuyoshi Ueno
  • 雑誌名: Current Induced Grain Growth of Electroplated Copper Film 巻: 51 05EA04 号: 5S ページ: 1-6
  • DOI: 10.1143/jjap.51.05ea04
  • 査読あり
• [雑誌論文] 半導体集積回路の配線に用いる銅めっき膜の不純物（解説） (2012)
  • 著者名/発表者名: 上野 和良
  • 雑誌名: 表面技術 巻: 63 ページ: 227-232
  • 査読あり
• [雑誌論文] 半導体集積回路の配線に用いる銅めっき膜の不純物 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上野和良
  • 雑誌名: 表面技術 巻: 63 号: 4 ページ: 227
  • DOI: 10.4139/sfj.63.227
  • NAID: 130002553394
  • ISSN: 0915-1869, 1884-3409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grain Growth Enhancement of Electroplated Copper Film by Supercritical Annealing (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Ueno, Yuji Shimada, Shigeru Yomogida, Seishi Akahori,Tomohiko Yamamoto,Takamasa Yamaguchi, Yoshinori Aoki, Akiko Matsuyama, Takashi Yata,, Hideki Hashimoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 49 05FA08 号: 5S2 ページ: 05FA08-05FA08
  • DOI: 10.1143/jjap.49.05fa08
  • NAID: 210000068523
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grain Growth Enhancement of Electroplated Copper Film by Supercritical Annealing (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野和良, (他計10名)
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 49
  • NAID: 210000068523
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超臨界流体中アニールによるめっき銅膜の改質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上野和良, (他計10名)
  • 雑誌名: 表面技術 巻: 61 ページ: 583-586
  • NAID: 10026542629
  • 査読あり
• [学会発表] Improvement of Multilayer Graphene Quality by Current Stress during Thermal CVD (2013)
  • 著者名/発表者名: Liyana Razak, Daiki Tobino, Kazuyoshi Ueno
  • 学会等名: Materials for Advanced Metallization 2013
  • 発表場所: Leuven、Belgium
  • 年月日: 2013-03-11
• [学会発表] Improvement of Multilayer Graphene Quality by Current Stress during Thermal CVD (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Ueno
  • 学会等名: Materials for Advanced Metallization (MAM) 2013
  • 発表場所: Leuven, Belgium
• [学会発表] 電流を印加した熱CVD法によるナノカーボン成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上野 和良
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 厚木市、神奈川県
• [学会発表] Current Induced Grain Growth of Electro-plated Copper Film (2011)
  • 著者名/発表者名: Liyana Razak, Takamasa, Yamaguchi, Seishi Akahori, Hideki Hasimoto, and Kazuyoshi Ueno
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2011, Asian Session
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Current Induced Grain Growth of Electroplated Copper Film (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野和良
  • 学会等名: Advanced Metallization Conference 2011, 21^<st>. Asian Session
  • 発表場所: 東京(芝浦工業大学)
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] 超臨界アニールによるめっき銅膜の粒成長(4) EBSDによる粒観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木 和慶,蓬田 茂,伊藤 寛征, 中島 里絵, 池野 昌彦, 上野 和良
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] 超臨界アニールによるめっき銅膜の粒成長(4)EBSDによる粒観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野和良
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形(山形大学)
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] 電流ストレスによるめっきCu薄膜の粒成長:添加剤濃度依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野和良
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形(山形大学)
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] 超臨界アニールによるめっき銅膜の粒成長(3)圧力及び膜厚依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青木和慶, (他計5名)
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 長崎大学 (長崎県)
  • 年月日: 2010-09-15
• [図書] 半導体・MEMSのための超臨界流体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上野和良、他
  • 出版者: コロナ社
• [産業財産権] グラフェン膜製造方法、グラフェン膜製造装置 (2013)
  • 発明者名: 上野和良、ラザクリヤナ
  • 権利者名: 芝浦工業大学
  • 取得年月日: 2013-01-24
• [産業財産権] グラフェン膜製造方法、グラフェン膜製造装置 (2013)
  • 発明者名: 上野 和良、ラザク リヤナ
  • 権利者名: 芝浦工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-01-24