大電流金属イオンセルフスパッタを用いた超高純度・低抵抗金属薄膜形成技術の開発

开发利用高电流金属离子自溅射的超高纯度、低电阻金属薄膜形成技术

• 批准号: 05750026
• 负责人: 後藤 康仁
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750026/
• 关键词: 銅イオンビーム; セルフスパッタ; 銅薄膜; LSI配線技術; 高純度; 低抵抗; 運動エネルギー

次世代LSIの配線材料として期待されている銅薄膜の超高純度化・超低抵抗化を目的として、銅イオンビームで銅ターゲットをセルフスパッタする銅薄膜形成技術の開発を行なった。当該年度ではまず、本方式においては形成される薄膜の概要を知るため、基礎的な計算機シュミレーションと実験を行った。シュミレーションでは通常のアルゴン照射と比較 して銅イオン照射のほうが高いスパッタ率を有することが示された。実験は、含浸電極型液体金属イオン源から引き出した銅イオンビームを集束して銅ターゲットに照射し、スパッタされた粒子をシリコン基板上に堆積した。このとき、いくつかの異なる基板位置で薄膜を堆積した。成膜装置の概要を知るため、装置パラメータとイオン電流量、成膜速度などの測定を行った。その結果、2"の銅ターゲットでの金属イオンビーム電流が200muA程度、成膜速度は最大で20As^<-1>程度が得られた。次にいろいろな基板位置における薄膜の純度、構造、電気抵抗率等の差異を調べた。用いた評価手法はラザフォード後方散乱法、粒子線励起X線放出、X線回折、四端子法による電気抵抗率測定などである。結果としては、得られた銅薄膜の電気抵抗は同様な真空度下で真空蒸着により形成した薄膜と比較して約6割程度の値を示した。熱温度よりも高い運動エネルギーをもったスパッタ粒子は基板上での膜の高密度化などを起こし、低抵抗化を実現したものと考えられる。エレクトロマイグレーション耐性の向上のためには薄膜が高配向している必要があるが、配向に関しては本年度の研究では制御するには至っていない。また、イオン源電極に由来すると思われるきわめて微量の鉄系元素が検出された。これらの問題は装置構成、材料を検討することで克服できると考えられる。

The wiring materials for next-generation LSI are expected to achieve the goal of ultra-high purity and ultra-low resistance of copper thin films. The development of copper thin film formation technology is expected to be carried out. When the year is over, this method will form a summary of the film, and the basic computer system will be implemented. In general, the radiation rate is higher than that of the copper radiation rate. Immersion electrode type liquid metal source, copper ion source, copper ion source, copper The film is deposited on the substrate. Film forming apparatus overview, apparatus selection, current amount, film forming speed measurement As a result, the metal current of 2"copper is 200muA, and the film formation speed is 20As<-1>." In addition, differences in purity, structure and electrical resistivity of thin films due to substrate position are adjusted. The method of evaluation is used to measure the electrical resistivity by the method of rear scattering, particle excitation X-ray emission, X-ray reflection and four-terminal method. The results show that the electrical resistance of the copper thin films is about 60% higher than that of the vacuum evaporated thin films. High temperature, high temperature, high temperature, low temperature, high temperature, high This year's research on the alignment of thin films with high alignment is necessary. The origin of iron source electrode is unknown. The problem is that the device composition and material are discussed.