| 研究概要 |
LSIは高集積化の一途をたどっており,平面的な回路の集積は限界に近づいてきている.そこで,回路を多層に配置したLSIの開発が行われているが,大きな問題のひとつとして層間の接続がある.多層構造LSIでは,下層回路と上層回路の間に直径1μm以下のきわめて微小な孔を設け,配線金属を蒸着させる.しかし,それだけでは孔に配線金属を満たすことができないため,蒸着した後にLSIを高温(配線金属の融点以下)に晒すことによって金属原子の運動を活発にし,原子移動によって孔に配線金属を満たす「リフロー」と呼ばれる手法が注目されている.本研究では,表面拡散シミュレーションプログラムを作成し(平面問題用と軸対称問題用),リフロー過程における表面形状の変化をシミュレーションした.まず,このプログラムを用いて孔形状,配線金属の蒸着状態・量,温度等の外的条件を変化させて,リフローによる接続の可能性について検討した.その結果,リフローによる配線接続はビア孔のアスペクト比に強く依存することが判明した.無次元化表示によってパラメータを整理し,接続可能な条件をわかりやすくマップ表示した.さらに,接続不可能な場合についてその原因を過程より抽出し,孔形状の改良による接続可能性について検討した.その結果広口孔がリフロー接続性を良くすることを明らかにした.さらに,リフロープロセスを明らかにすることを目的として分子動力学による原子オーダーのシミュレーションを行った.拡張系の方法による圧力・温度制御部を新たに付加したプログラムを開発した.拡散に関する解析を実施し,良好にシミュレーションができることを明らかにした.
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