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固液界面電荷移動反応制御によるウェット系インテグレーション新プロセスの開発

通过控制固液界面电荷转移反应开发新型湿法系统集成工艺

基本信息

批准号：
13025244
负责人：
本間敬之
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究はグローバルインテグレーションの要素技術であるウェットプロセスによる極微細金属構造体の形成において,本系に特有である固液界面電荷移動反応を理論的・実験的観点から素過程レベルで解明し,これに基づいた原子レベル界面制御を可能とする新規プロセスへと展開することを目的とした.特に高集積デバイス・回路配線形成のための無電解Cu析出プロセスを中心に検討した.まず無電解析出反応において電子放出過程を担う還元剤分子種の,金属表面サイトにおける反応について検討した.(111)結晶表面を想定したクラスタに還元剤分子種を配したモデル系を構築し,これ用いて非経験的分子軌道法により反応素過程の解析を行った.還元剤分子種として,無電解析出反応系に典型的に用いられる次亜リン酸,ジメチルアミンボラン,ヒドラジンおよびホルムアルデヒドを選定し,各々について系統的な検討を行った.その結果,各還元剤の吸脱着エネルギーバリアおよび反応バリアの差から,還元剤分子種の「還元能」および金属表面サイトの「触媒活性」を定量的に評価することが可能であることを明らかとした.さらにPd等の原子についても同様な解析を行い,Cuにおける結果との比較検討から,Cu析出のための還元剤種の選定には,反応中間体の吸脱着エネルギーの影響の考慮が重要であることを明らかとした.このような知見を基に,新規還元剤の探索を行った.特にナノ領域への均一・無欠陥形成を考慮し,微量不純物の混入が極力抑制され,かつ水素発生を伴わない系を中心に検討を行い,新たな無電解浴系を開発した.

This study is aimed at exploring the theoretical basis of charge transfer reaction at solid-liquid interface, the fundamental mechanism for the formation of fine metal structures, and the development of new methods for the control of atomic interfaces. Special high-concentration copper deposition in the center of the circuit wiring formation. The process of electron emission without electrolytic precipitation is responsible for the reduction of molecular species, and the surface of metals is also investigated. (111)Crystal surface characterization and molecular species coordination are proposed for the analysis of molecular processes using the non-molecular orbital method. The typical applications of redox molecule species and electroless precipitation reaction systems are selected from a variety of sub-species, sub-species and sub-species. As a result, the adsorption and desorption of each reducing agent is different from that of the other, and the "reducing energy" of the reducing agent molecular species and the "catalytic activity" of the metal surface are quantitatively evaluated. In addition, the analysis of Pd and other atoms in the same way, the comparison of Cu and other results, the selection of Cu precipitation and reduction species, and the consideration of the influence of adsorption and desorption of reaction intermediates are important. The new rules are based on knowledge, and the new rules are based on exploration. In particular, the uniformity of the field and the absence of impurity formation are considered, and the mixing of trace impurities is strongly suppressed. The formation of water elements is discussed in the center of the system, and a new electroless bath system is developed.