2007 Fiscal Year Annual Research Report
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17206071
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
大貫 仁 Ibaraki University, 工学部, 教授 (70315612)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
友田 陽 茨城大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90007782)
篠嶋 妥 茨城大学, 工学部, 准教授 (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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| Keywords | めっき材料 / 高純度プロセス / 分子動力学法 / 結晶粒径 / 密着性 / 耐エレクトロマイグレーション性 / LSI用Cu配線 / 配線抵抗率 |
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| Research Abstract |
本研究のH19年度における課題と成果を以下に示す。
1.Cu配線の大粒径化プロセスの開発
高純度めっき材料(アノード 公称純度9N、硫酸銅 公称純度6N)を用いて作製した幅50nmCu配線(技術ノード32nmLSIに対応)の結晶粒径は、現状純度めっき材料(アノード 公称純度4N,硫酸銅 公称純度3N)を用いて作製したCu配線よりも均一・大粒径化することが分かった。また、抵抗率も現状めっき配線よりも約20%低減できることを明らかにした。
2.密着性向上プロセス
高純度めっき材料を用いたCu配線形成および高速アニール技術(加熱速度約1℃/s)により、幅50nmCu配線におけるCu/バリアメタル界面の酸素濃度を現状めっき材料を用いて形成したCu配線のそれよりも約1/10に低減できることが分かった。この結果は、上記開発プロセスにより、Cu/バリアメタル界面の密着性が向上することを示唆している。さらに、分子動力学シミュレーションにより、密着性に優れた配線構造(幅、高さ等)を明らかにした。
3.配線抵抗・耐EM性の評価
高純度めっき材料を用いて作製した幅50nmCu配線の抵抗率は、現状純度めっき材料を用いて作製したCu配線の抵抗率よりも約20%低いことを明らかにした。また、耐EM(エレクトロマイグレーション性)の配線幅依存性も評価し、配線幅が140nm,100nm,80nm,50nmと微細化するにつれてEMの活性化エネルギーは、0.71eV,0.68eV,0.64eV,0.62eVと減少することが分かった。
4.20nm技術LSI用Cu配線の要素技術確立と適用限界技術ノードの明確化
本研究により、Cu配線が今後とも使用されるためには、めっきプロセスの高純度化が不可欠であることが明らかになった。本研究で開発した高純度プロセスは、技術ノード32nm対応LSIには適用可能であると考えられる。さらに微細Cu配線には一層の高純度化プロセス開発が不可欠である。
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