ダマシンプロセス技術を利用したサブミクロン構造物の界面強度評価法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655042
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 白鳥 正樹 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60017986)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澁谷 忠弘 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (10332644) ; 于 強 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (80242379)
• Keywords: サブミクロン薄膜 / 先端LSI配線 / ダマシンプロセス / 界面強度 / 破壊力学 / マイクロテスティング / フリーエッジ効果 / 界面端はく離じん性

Research Abstract

これまで,申請者らはマイクロ構造用機械的疲労試験機やサブミクロン薄膜界面強度評価法の開発を行いマイクロ構造物の界面強度評価法について検討してきた.本研究において,申請者らは金属を微小な溝に埋込むダマシンプロセス技術に注目し,それを利用した作り込み試験片の試作を行いその有効性について検証する.対象としている金属を充分に剛性を有している大きなSi基盤に埋め込むことにより,金属の変形は強く抑制される.また,Si基盤を従来の汎用試験機を用いて曲げ等の負荷を加えてやることにより界面に大きな負荷が可能であることから上記の条件をほぼ満足した試験となっている.今年度は,サブミクロン界面強度評価の基礎として上記試験片の試作および試験の実施を行いサブミクロン構造物の界面強度評価手法の体系的な検討を行うことを目的とする.
ダマシンプロセスを用いて作製した試料に効率の良い負荷方法を検討することを目的として3次元の界面端部からのはく離発生メカニズムについて検討した.カンチレバーを用いたはく離試験を実施した結果,はく離は界面端部に発生しその条件を破壊力学的に定量評価が可能となった.また,実際の試験片についてFEM解析を行い,はく離が発生しやすい負荷手法についても検討した.結果として,局所的に負荷を加えることが可能であるナノインデンターを用いた手法が界面に十分な負荷が可能な手法であることを提案することができたとともに,その有効性について初期的な検討を実施した.次年度は,得られた結果を元に界面端部における破壊のメカニズムについて検討する.

Research Products

• [Publications] 白鳥正樹: "Some Recent Topics on the Strength Reliability of Solder Joints in Electronics Packaging"Proc. of the Koria -Japan Joint Symposium on Advanced Engineering & Science. 66-75 (2002)
• [Publications] 澁谷忠弘, 于強, 白鳥正樹他: "LSI用多層サブミクロン薄膜におけるCu/Si3 N4界面のモード別はく離強度評価"溶接構造シンポジウム2002. 263-266 (2002)
• [Publications] 于強他: "マイクロミラー駆動用アクチュエータの開発"Mate2003. 431-436 (2002)
• [Publications] 澁谷忠弘, 于強, 白鳥正樹他: "サブミクロン薄膜界面はく離における3次元構造の及ぼす影響"日本機械学会講演論文集. 30-1. 475-476 (2002)
• [Publications] 澁谷忠弘, 于強, 白鳥正樹: "表面原子マイグレーションによる微小空洞形成機構の解明"日本機械学会講演論文集. 2-5. 251-252 (2002)
• [Publications] 澁谷忠弘他: "Damage Process of Polycrystalline LSI Conductor Due to Atom Migration Induced by Electric Current and Stress"International Journal of Damage Mechanics. 11・2. 113-128 (2002)