| 研究概要 |
通常の研究室用のX線回折装置および(財)高輝度光科学研究センターのSPring-8のシンクロトロン放射光を用いて,加熱冷却サイクル中のCu薄膜の熱応力挙動およびAl配線の電流負荷時における配線中のその場応力測定を行った。
Cu膜の加熱冷却に伴う膜の内部熱応力の変化挙動の実験では,Si基板上に膜厚の異なる膜,さらにCu膜の上にAlNの保護膜を置いた膜を作製し,試料とした。3000nm厚の膜の場合,保護膜のない膜の熱応力変化挙動は加熱時,冷却時ともに塑性変形による効果が大きいが,保護膜付きの場合は明瞭なヒステリシスループを描いた。さらに,100nmと80nmの膜厚の保護膜付きCu膜については,ヒステリシスのない線形な応力変化挙動を示すことが明らかになった。
さらに,Al配線のエレクトロマイグレーションの前駆挙動を観察するため,電流負荷による配線内部の応力測定を試みている。配線サイズは長さ1000μm,幅10μm,高さ0.5μmである。まず,シンクロトロン放射光によりこの配線の指定した場所のひずみ測定を行なう技術を確実にした。次に,電流負荷による格子ひずみ挙動の測定の実験では,電流負荷によりひずみが発生し電流の停止とともに元の状態に戻る変化が新しい知見として明らかになった。
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