| 研究概要 |
本研究は、分子スケールでのめっきの新しいシミュレーション法として分子動力学法とモンテカルロ法を統合した方法を開発し、それをLSI銅微細配線形成の問題に応用して、半導体工学に必要なめっきのシミュレーションシステムを構築することを目的とする。平成18年度は、分子動力学法とモンテカルロ法の統合シミュレーションのための、モデル化、ポテンシャルの設定、アルゴリズム開発、プログラムの並列化を行った。モデルは3次元とし、溶液、電極、補給層、冷却層から成るとした。溶液は硝酸銀水溶液、電極は銀として各原子間に相互作用ポテンシャルを設定した。電極表面での反応として原子の吸着(還元)と離脱(酸化)を取り入れた。系全体の粒子のダイナミックスをシンプレクティック差分法を用いた分子動力学法でシミュレートし、その中で一定の時間間隔ごとに析出反応を実現するプログラムを開発した。さらにプログラムの並列化を行い、これまでより大きいシステムでのシミュレーションを可能とした。このモデルを用いて、添加剤を含まない溶液をからの析出のシミュレーションを行い、核生成と核成長、溶媒効果、表面拡散の影響、欠陥生成について詳しく解析した。さらに平坦でない基板からの成長の例として、V字型の溝を持つ基板からの成長のシミュレーションを行い、空孔の生成過程と、溶媒や陰イオンが不純物として皮膜内に取り込まれる様子を観察した。
また、LSI銅微細配線作成への応用として、これまでの研究で開発したSolid-by-Solidモデルを用いた動的モンテカルロ法による配線埋め込みのシミュレーションプログラムを発展させ、線幅0.1μm,アスペクト比が2-4の配線埋め込みのシミュレーションを可能とした。このモデルに、抑制剤、促進剤、平滑剤の3種類の添加剤を導入し、配線埋め込みに対する添加剤の効果と空孔のない埋め込み(superfilling)の可能性について検討した。論文発表は現在準備中である。
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