| 研究課題/領域番号 |
17206071
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
大貫 仁 茨城大学, 工学部, 教授 (70315612)
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| 研究分担者 |
友田 陽 茨城大学, 理工学研究科応用粒子線科学専攻, 教授 (90007782)
篠嶋 妥 茨城大学, 工学部, 助教授 (80187137)
青山 隆 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (80363737)
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| キーワード | TEG / 技術ノード35nm / Cu配線形成 / 配線の低抵抗化 / 配線の密着性向上 / 耐エレクトロマイグレーション性 / 分子動力学法 |
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| 研究概要 |
本研究のH17年度における課題と成果を以下に示す。
1.TEG作製およびCu配線形成:最小線幅30nmの模擬デバイス(TEG)の設計を行い、EB描画とドライエッチング条件の最適化により配線の微細組織、抵抗および耐エレクトロマイグレーション(EM)性を評価できる幅30〜200nm,深さ50,100nmのTEGを作製した。超微細溝へ電気めっきにより、Cuを完全に埋込むことができた。配線抵抗率の配線幅依存性については評価中。
2.配線の低抵抗化技術:配線長さ方向の断面TEM観察用サンプル作製の高度化を行い、技術ノード35nmに相当するCu配線の長さ方向における微細組織のTEM観察技術を確立した。さらに、微細配線溝中のCu配線の大粒径化を目的としてDCめっき液の成分およびめっき後の熱処理条件の最適化の検討を行い、Cu配線の抵抗率を従来プロセスで作製したCu配線のそれに比べ約10%低くできた。
3.配線の密着性の向上:基板/バリア膜上のAlおよびCu極薄膜について、分子動力学法によるスクラッチ試験のシミュレーションを行った。薄膜スケールがnmオーダーになると、スクラッチの臨界荷重は剥離強度の大きさを定量的には反映しない。しかし、基板が同じ場合、動摩擦係数の時間変動の標準偏差が、剥離強度の大きさを定量的に反映することを見いだした。これにより、分子動力学法によるスクラッチ試験のシミュレーションを用いて、基板との密着性の高い薄膜物質を探索する道を開いた。
4.配線の耐EM性:20試料の耐EM性を同時に評価できる装置に改造した。
本装置は、試料温度を150〜300℃、電流密度を10^6〜10^7A/cm^2の範囲で変化させ、抵抗の変化を温度、配線幅および電流密度の関数として連続的に評価できる。一例として、Cu配線を温度300℃に保持し、密度6x10^6A/cm^2の電流を600時間印加し、耐EM性を抵抗の時間的変化として評価し、平均断線時間を求めた。
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