超臨界流体を用いた大規模集積回路用高機能薄膜形成プロセスの開発

利用超临界流体开发大规模集成电路高性能薄膜形成工艺

• 批准号: 15760566
• 负责人: 杉山 正和
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760566/
• 关键词: 銅薄膜; ULSI用配線形成; 超臨界二酸化炭素; 有機金属原料; 初期核発生; 可視化; 界面不純物; 鋼薄膜

昨年度作製した窓付き超臨界製膜装置を用い,製膜過程のin situ観察手法の確立と,それに基づく原料探索,製膜条件の最適化を行った。昨年度は,製膜過程を窓からCCDカメラにより観察し,流体および基板表面の色の変化として捉えることに成功した。今年度は,製膜過程の変化を定量的に観察するため,in situ紫外・可視分光測定を行った。タングステンランプの光を製膜装置の窓から入射し,基板に反射して戻ってくる光をCCDカメラに代えて取り付けたファイバー式分光器により観察した。これにより,(1)原料の溶解に伴う600nm付近にピークを持つブロードな吸収の増加,(2)基板上でのCu核発生・核の合一による700nm付近にピークを持つブロードな反射の増加が観察された。基板上でのCu核の状態と分光反射率の対応関係は,反射率変化の特徴的な段階で製膜を中止し,核や膜の電子顕微鏡観察を行うことで確認できた。基板温度を上昇させながら700nmの反射光強度を観察すると,ほぼ一定だった強度が核発生が始まる時点で急激に増大しはじめ,核が合一して連続膜になる時点で光強度の増加が飽和した。核発生が始まる温度が低い方が,平滑なCu膜を得られることがわかった。この観察手法を用いて,製膜に適したCu有機錯体を探索した。当初用いたhfac錯体はフッ素がCuの核発生を阻害するため原料としては不適であることが判明した。そこで,フッ素非含有のacac錯体とdpm錯体を比較した。その結果,acac錯体の方が核発生開始温度が低く,より平滑な膜を製膜できることがわかった。また,TiNよりもRuの方が核発生温度が高いなど,核発生過程への下地の影響も明らかになった。

Yesterday the annual cropping し た 窓 き supercritical membrane device を pay い, membrane process の in situ 観 examine methods の と, そ れ に base づ く explore raw materials, the membrane conditions の line optimization を っ た. Annual は yesterday, the membrane process を 窓 か ら CCD カ メ ラ に よ り 観 examine し, fluid お よ の の び substrate surface color variations change と し て catch え る こ と に successful し た. This year, に観, <s:1> variation を quantitative に観 examination するため of the film-making process, and in situ ultraviolet-visual spectrophotometry を for った. タ ン グ ス テ ン ラ ン プ の light を membrane device の 窓 か ら incident し, substrate に reflection し て 戻 っ て く る を CCD カ メ ラ に generation え て in り pay け た フ ァ イ バ ー type optical splitter に よ り 観 examine し た. こ れ に よ り, (1) the raw material に の dissolved with う pay nearly 600 nm に ピ ー ク を hold つ ブ ロ ー ド な suction 収 の rights, (2) substrate で の Cu nuclear 発 raw, nuclear の oneness に よ る pay nearly 700 nm に ピ ー ク を hold つ ブ ロ ー ド な reflection の raised plus が 観 examine さ れ た. State of substrate で の Cu nuclear の と spectral reflectance の 応 seaborne masato は, the omens の reflectance variations of 徴 な Duan Jie で membrane を suspended し, nuclear membrane や の electronic 顕 micromirror 観 examine を line う こ と で confirm で き た. Substrate temperature rising を さ せ な が ら 700 nm の reflected light intensity を 観 examine す る と, ほ ぼ certain だ っ た strength が nuclear 発 beginning が ま る point で nasty shock に raised big し は じ め, nuclear が oneness し て even 続 membrane に な る point で light intensity の raised が requirement by saturated し た. Nuclear 発 beginning が ま る low temperature が い が, smooth な Cu membrane を must ら れ る こ と が わ か っ た. The examination techniques are を and を て. The membrane preparation is に suitable for <s:1> た. The organic error of Cu is を and the exploration is た. Had used い た hfac misprinted は フ が ッ element Cu の nuclear 発 raw を resistance against す る た め materials と し て は discomfort で あ る こ と が.at し た. Youdaoplaceholder0 で で,フッ non-containing <s:1> acac error とdpm error を comparison た た. そ の results acac misprinted の party が nuclear 発 born began to low temperature が く, よ り smooth を な membrane the membrane で き る こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0,TiNよ <s:1> <s:1> the <s:1> side が the nuclear activation temperature が is high <s:1> な な が, the nuclear activation process へ <s:1> underground <s:1> the influence of <s:1> is obvious ら になった になった.

项目成果

百瀬 健, 杉山正和, 霜垣幸浩: "超臨界CO_2を用いたCu薄膜堆積:製膜過程の可視化"化学工学会第69年会予稿集. A108 (2004)

Ken Momose、Masakazu Sugiyama、Yukihiro Shimogaki：“使用超临界 CO_2 进行铜薄膜沉积：成膜过程的可视化”日本化学工程师学会第 69 届年会记录 A108（2004 年）。

超臨界CO_2を用いたCu薄膜堆積:製膜過程の可視化(2)

使用超临界CO_2沉积Cu薄膜：成膜过程的可视化（2）

• 发表时间: 2005
• 期刊: 化学工学会第70年会予稿集
• 作者: 百瀬 健;大久保智弘;杉山正和;霜垣幸浩
• 通讯作者: 霜垣幸浩

百瀬 健, 杉山正和, 霜垣幸浩: "超臨界CO_2中におけるCu薄膜形成過程の可視化"第51回応用物理学関係連合講演会予稿集. 28-5-28-7 (2004)

Ken Momose、Masakazu Sugiyama、Yukihiro Shimogaki：“超临界 CO_2 中 Cu 薄膜形成过程的可视化”第 51 届应用物理联席会议论文集（2004 年）。

超臨界CO_2中におけるCu薄膜形成過程の可視化

超临界CO_2中Cu薄膜形成过程的可视化

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第51回応用物理学関係連合講演会予稿集
• 作者: 百瀬 健;大久保智弘;杉山正和;霜垣幸浩
• 通讯作者: 霜垣幸浩