低誘電体多層配線膜を用いたULSIシステムの計算機支援プロセスデザイン技術の開発

使用低介电多层布线膜的ULSI系统计算机辅助工艺设计技术的开发

• 批准号: 01F00213
• 负责人: 真壁 利明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00213/
• 关键词: 有機low-K材料; プラズマエッチング; H2; N2-2周波CCP; CAD(VicAddress); N2低温プラズマ; N2のデータベース; プラズマ機能予測; low-K材エッチング; プラズマプロセスデザイン; VicAddress(計算機支援デザインツール); 有機low-kエッチング; H_2; N_2ブラズマ; 多層配線構造; 2f-CCPソース; プラズマダメージ

Si-ULSIは幾多の技術的課題をそのつど乗越え、技術ノードを書き換え縮小を続けている。現行の課題の一つ、信号がもつ配線遅延を改善すべくlow-K材がSiO2に代わり多層配線層に実装されつつある。この際のエッチングプロセス上の課題は、物理的本質課題としての加工時の熱ダメージとともに、low-K材加工用のプラズマ特性とこれにもとつくエッチング特性の予測が当面の課題である。本研究では、国内外で初めて有機low-K材料のエッチングガスとして使用されているH2/N2混合ガスを用いた狭ギャップ平行平板型2周波容量結合プラズマにおける低温プラズマの時空間特性を、代表者が開発したプロトタイプCAD(VicAddress)を駆使して解明している。まず、H2/N2の気相衝突素過程を詳細に調査し、衝突断面積のデータベースを構築し、このデータベースの下で代表者のBoltzmann方程式直接解法コードを駆使した電子輸送パラメータのデータベース化も成し遂げている。これらのデータベースをもとに低温プラズマの2次元時間特性を初めて可視化した形で解明している。SiO2系のエッチングに比べて、維持電圧が高いわりにプラズマ密度が低いH2/N2プラズマの基本特性を論じ、特に、50mTorr程度の低圧ではN2+と電子がプラズマの主電荷であり、水素のイオンはH3+となる極めて興味ある結果を明らかにしている。2周波の機能分離についても論じている。さらに、有機low-K材のエッチングで鍵となるNHj原子の時空間挙動を考察している。以上、本成果をもとに有機low-K材のエッチング予測が可能であり、研究代表者は引き続きlow-K材のエッチング特性と下地デバイスへの電気的、熱的ダメージを解明してゆく計画である。

Si-ULSI has a number of technical issues, including technical issues, technical issues, and technical issues. One of the current problems is to improve the delay of signal distribution. Low-K materials and SiO2 are replaced by multilayer wiring layers. The problem of this problem is the essential problem of physics. The problem of thermal properties in processing low-K materials is the problem of prediction. This study is the first time at home and abroad to explore the application of organic low-K materials in the field of H2/N2 mixtures. A detailed investigation of the H2/N2 gas phase collision process is carried out, and the model of the collision area is constructed. The Boltzmann equation of the representative under the model is directly solved, so that the electron transport model is formed. This is the first time that we've seen a 2D temporal property. SiO2 system's basic characteristics are discussed, especially, the low voltage of 50mTorr, the main charge of N2+ electron, the high voltage of H3 + electron, the high voltage of H3+ electron, and the high voltage of H3+ electron. 2. The function of the cycle is separated. The time-space motion of NHj atoms in organic low-K materials was investigated. The above results show that it is possible to predict the electrical and thermal properties of organic low-K materials.

项目成果

C.H.Shon, T.Makabe: "Numerical Modeling of a capacitively coupled plasma for low-k material etching-comparison of Plasma structure between H_2 and N_2"Proc.of the 20th symp.on Plasma Processing. 119-120 (2003)

C.H.Shon、T.Makabe：“用于低 k 材料蚀刻的电容耦合等离子体的数值模拟 - H_2 和 N_2 之间的等离子体结构比较”第 20 届等离子体处理研讨会的会议记录。

C-H.Shon, T.Makabe: "Modeling of N2/H2 plasma for low k material etching in a capacitively coupled plasma device"Proc.of IEEE Int.Conf., ICOPS 2003. (2003)

C-H.Shon、T.Makabe：“电容耦合等离子体装置中用于低 k 材料蚀刻的 N2/H2 等离子体建模”Proc.of IEEE Int.Conf.，ICOPS 2003。(2003)

C-H.Shon, T.Makabe: "Modeling of N2/H2 capacitively coupled plasma for low-k material etching"IEEE Trans.on Plasma Science. (In print). (2004)

C-H.Shon、T.Makabe：“用于低 k 材料蚀刻的 N2/H2 电容耦合等离子体的建模”IEEE Trans.on Plasma Science。

C-H.Shon, T.Makabe: "Self-consistent simulation of N2/H2 gas plasma for low-K material etching"Bulletin of the Americal Physical Socoety. 48,6. 88 (2003)

C-H.Shon、T.Makabe：“用于低 K 材料蚀刻的 N2/H2 气体等离子体的自洽模拟”美国物理学会通报。

C.H.Shon, T.Makabe: "Pulsed two-frequency capacitively coupled plasma simulation with H_2/N_2 mixtures for the etching of low-k materials"Bulletin of the American Physical Society. 47.7. 31 (2002)

C.H.Shon，T.Makabe：“用 H_2/N_2 混合物进行脉冲双频电容耦合等离子体模拟，用于低 k 材料的蚀刻”美国物理学会通报。