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湿式法による次世代微細配線形成技術の構築およびデバイス応用

利用湿法构建下一代微细布线形成技术及器件应用

基本信息

批准号：
17655087
负责人：
逢坂哲彌
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

近年のULSIには銅配線が用いられているが、通常は銅の基板への拡散を防止するために拡散バリア層が形成されている。我々は均一成膜性に優れるウェットプロセスに注目し,有機分子膜と無電解めっき法を併用する新規バリア層形成プロセスを開発した.さらに,近年のウェハサイズの大型化に伴い,電気銅めっきにおける電流密度分布の不均一化が懸念されるために,無電解めっき法による拡散バリア層の形成後,無電解銅めっきにより直接拡散バリア層上に銅を埋め込むオール無電解プロセスを提案している.以前の検討において,高い拡散防止特性を有する無電解NiBめっき膜(>20nm)を種々の基板上に成膜することを可能としたが,配線サイズの極微細化に伴い,バリア層には更なる薄膜化が要求されており,その膜厚は10nm以下とされているのに対して、無電解NiB膜では10nm以下での膜厚制御が困難であった.本研究では,微細なULSI配線に要求される薄膜バリア膜を実現するため,無電解NiBめっきと,高い拡散防止特性を有し,ナノレベルでの膜厚制御が容易な無電解CoWPめっきを組み合わせたCoWP/NiBバリア膜プロセスの開発を行った.有機分子膜形成,触媒化処理および活性化処理を施した基板上に,無電解NiBめっきにより初期析出核を形成した後,無電解CoWPめっきを行う2段階プロセスを用いる手法により,基板上に均一なCoWP膜の形成が可能になった.さらに、この無電解バリア層を形成したトレンチパターン基板を無電解銅めっきにより埋め込むことにも成功した。この無電解銅めっき浴はポリエチレングリコールを添加剤として用いることで、トレンチ上部と底部での析出速度に大きな差を与え、ボトムアップの埋め込みを可能としためっき浴である。本研究の成果により,拡散バリア層および配線銅埋め込みの両者を無電解めっきにより行うことが可能となった。

In recent years, ULSI has been used for copper wiring, usually for copper substrate dispersion prevention, and for dispersion layer formation. We have developed a new method for the formation of organic molecular films without electrolysis. In recent years, due to the large-scale development of copper alloy, the current density distribution of copper alloy is not uniform. After the formation of the electrolytic copper alloy layer, the electrolytic copper alloy layer is directly dispersed on the electrolytic copper alloy layer. In the past, it was difficult to control the film thickness of electroless NiB film (>20nm) or less because of the high dispersion prevention characteristics of electroless NiB film (>20nm) and the film formation on substrate. In this study, the requirements of fine ULSI wiring for thin films were investigated. Electroless NiB coating and high dispersion prevention characteristics were achieved. The film thickness control was easy. Electroless CoWP coating was combined with CoWP/NiB coating. Organic molecular film formation, catalytic treatment and activation treatment are applied to the substrate, and electroless NiB is applied to the substrate. After the initial precipitation nucleus is formed, electroless CoWP is applied to the substrate. In addition, the electrolyte free layer is formed on the substrate. The electroless copper bath can be used to deposit copper at the top and bottom of the bath. The results of this study show that there is no electrolyte in the electrolyte, and the distribution of copper in the electrolyte is possible.

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Evidence for “superfilling” of submicrometer trenches with electroless copper deposit

DOI：
10.1063/1.2712505
发表时间：
2007-03
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Madoka Hasegawa;Noriyuki Yamachika;Y. Shacham-Diamand;Y. Okinaka;T. Osaka
通讯作者：
Madoka Hasegawa;Noriyuki Yamachika;Y. Shacham-Diamand;Y. Okinaka;T. Osaka

An Electrochemical Investigation of Additive Effect Observed in Trench-Filling of ULSI Interconnects by Electroless Copper Deposition

化学镀铜沉积 ULSI 互连沟槽填充中观察到的加成效应的电化学研究

DOI：
发表时间：
期刊：
電気化学および工業物理科学 (印刷中)
影响因子：
0
作者：
Okinaka;Y.;Shacham-Diamand;T.Osaka
通讯作者：
T.Osaka

All-wet fabrication process for ULSI interconnect technologies

DOI：
10.1016/j.electacta.2005.04.069
发表时间：
2005-11
期刊：
Electrochimica Acta
影响因子：
6.6
作者：
M. Yoshino;Yui Nonaka;J. Sasano;Itsuaki Matsuda;Y. Shacham-Diamand;T. Osaka
通讯作者：
M. Yoshino;Yui Nonaka;J. Sasano;Itsuaki Matsuda;Y. Shacham-Diamand;T. Osaka

Void-free trench-filling by electroless copper deposition using the combination of accelerating and inhibiting additives