半導体Cu配線形成に用いるめっき添加剤のメカニズム

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650781
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 近藤 和夫 岡山大学, 工学部, 助教授 (50250478)
• Keywords: Cu配線 / Cuめっき / 添加剤 / 抑制作用 / 促進作用 / メカニズム

Research Abstract

1.ビア底のみに電極を有するパターン電極を用い、促進効果について検討した。パターン電極ではCl^-+PEG+JGBに対してCl^-+PEG+JGB+SPSでは電流密度が増加する。SPS添加剤濃度の増加とともに電流密度が増加する。さらにアスペクト比を増加させるとビア底電極の電流密度が増大する。ダマシンめっき電極でのめっき時間を変化させ断面観察した。めっき初期ではビア底部のめっき膜厚は薄いが、電解時間の増大に伴い加速的に増大する。電解に伴いSPSはより活性な一量体(促進物質)に分解する。その一量体がビア底部に蓄積されていき、電解にともないビア底部のめっき成長を促進する。
2.ビア底のみに電極を有するパターン電極を用い、促進効果について検討した。パターン電極幅を減少させるとビア底電極の電流密度が増大する。1と同様な活性な一量体(促進物質)の効果を確認した。
3.SPS添加剤濃度の増加とともに、分極曲線上の電流密度が増加する。この電流密度の増大は、銅めっき表面上に吸着したPEG分子の減少によることを高分解能走査型電子顕微鏡で確認した。
4.半導体のCu配線はサブミクロントレンチ中に形成する。このCu配線形成の際、トレンチ上部が盛り上がりハンプが発生する。このハンプ発生は添加剤中のレベラーであるJGBに原因することを確かめた。
5.半導体を積層実装する技術に三次元実装技術がある。三次元実装にはシリコン基板に貫通電極を形成しその貫通電極に高アスペクトの穴埋めめっきをする。本科研テーマの応用として、本高アスペクト穴埋めめっきに着手・開発中である。

Research Products

• [Publications] K.Kondo, N.Yamakawa: "Role of Damascene via filling additives-II.Via bottom acceleration"ISTC 2001. 1. 532-540 (2001)
• [Publications] Kazuo Kondo: "Fundamental Aspects of Electrodepositon-Zind, Bumping and Via Filling"MPND2001. 16-19 (2001)
• [Publications] 岡村拓治, 田中善之助, 近藤和夫: "穴埋めっきにおける開口寸法の影響"第11回マイクロエレクトロニクスシンポジウム. 95-100 (2001)
• [Publications] 近藤和夫: "実装プロセス工学の最新研究分野"ケミカルエンジニアリング. 146. 64-70 (2001)