電子パッケージ信頼性確保のための集積回路配線における短絡故障予測法の開発

开发集成电路布线短路故障预测方法确保电子封装可靠性

• 批准号: 01J08427
• 负责人: 長谷川 昌孝
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku 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-01J08427/
• 关键词: エレクトロマイグレーション; 金属薄膜配線; 短絡故障; 支配パラメータ; 電子パッケージ; 損傷予測

電子パッケージの高集積化に伴い、微細金属薄膜配線におけるエレクトロマイグレーション(EM)損傷が問題となっている。EMはボイドおよびヒロックを配線に形成し,ボイド,ヒロックの成長は配線の断線および短絡故障をそれぞれ引き起こす。本研究は,表面に保護膜を有する配線の短絡故障予測法の開発を目的とする。本年度は最終年度として下記の項目について研究を実施し本研究の目的を達成した。短絡故障予測法の実験検証短絡故障は,配線上の絶縁物の破壊を伴ったヒロックの成長,結合により生じる。短絡故障過程の数値シミュレーション手法の開発にあたっては,絶縁物の破壊時点を短絡故障と定義した。絶縁膜で被覆された多結晶配線における絶縁物破壊の数値シミュレーション手法をEM損傷の支配パラメータを用いて開発した。この手法は,配線内部応力分布の経時変化をシミュレートすることでヒロック形成による絶縁物破壊に至るまでの時間および破壊箇所を予測することにより,短絡故障強度の評価を行うものである。さらに本シミュレーション手法をボイドの形成・成長による断線過程のシミュレーションにまで拡張し,絶縁膜で被覆された多結晶配線の断線故障に対する強度評価法についても開発を行った。厚さの異なる絶縁膜を表面に有するアルミ多結晶配線を対象として,配線が断線に至るまで通電実験を行った。絶縁物破壊に達するまでの時間と断線時間および断線箇所に関する実験結果を本法に基づいた評価結果と比較したところ,絶縁物破壊に達するまでの時間および配線寿命さらに断線箇所のいずれにおいても良好な一致を示し,本強度評価法の有効性を検証した。

High concentration of electrons and fine metal film alignment problems EM is the most common type of fault that occurs when the wiring is broken, and when the wiring is broken. This study aims at developing a method for predicting short-circuit faults in wiring with protective film on the surface. This year is the last year to record the research project and achieve the goal of this research Short-circuit fault prediction method to detect short-circuit fault, the breakdown of insulation on the wiring, accompanied by growth, combined with the occurrence of the fault. The number of short circuit fault process is determined by the method of development, and the time of breakdown of the insulation is determined by the definition of short circuit fault. The number of crystal lines in the insulating film is determined by EM damage control. This method is used to estimate the time from the occurrence of a fault to the occurrence of a fault. This paper presents a new method for evaluating the strength of a multi-crystalline conductor covered by an insulating film during the formation and growth of a conductor break. The thickness of the film is different from that of the surface of the film. The results of this method are based on the evaluation results and comparison. The results of this method are consistent with the results of this method. The effectiveness of this method is demonstrated.

项目成果

Masataka Hasegawa: "Simulation of Electromigration Failure in Angled Polycrystalline Line Covered with Passivation Layer"Advances in Computational Engineering & Sciences 2002(CD-ROM). 86 (2002)

长谷川正孝：“钝化层覆盖的斜角多晶线电迁移失效模拟”计算工程进展

Kazuhiko Sasagawa: "Derivation of Film Characteristics and Prediction of Electromigration Failure in Passivated Polycrystalline Line"Advanced Metallization Conference 2002. (in press). (2003)

Kazuhiko Sasakawa：“钝化多晶生产线中薄膜特性的推导和电迁移失效的预测”2002 年高级金属化会议。（出版中）。

Kazuhiko Sasagawa: "Prediction of electromigration failure in passivated polycrystalline line considering passivation thickness"Proc.of InterPACK '03. InterPack2003-35065 (2003)

Kazuhiko Sasakawa：“考虑钝化厚度的钝化多晶线电迁移故障的预测”Proc.of InterPACK 03。

Masataka Hasegawa: "Failure Simulation of Angled Polycrystalline Lines Covered with Passivation Layer"Proceedings of 2002 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition(CD-ROM). 39677 (2002)

长谷川正孝：“覆盖有钝化层的倾斜多晶线的失效模拟”2002年ASME国际机械工程大会暨博览会论文集（CD-ROM）。

Masataka Hasegawa: "Expression of a governing parameter for electromigration damage on metal line ends"Proc.of InterPACK '03. InterPack2003-35064 (2003)

Masataka Hasekawa：“金属线端部电迁移损伤控制参数的表达”Proc.of InterPACK 03。