次世代集積回路配線と液体／金属接面in-situ計測：どこまでわかりどう使うか？

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究ではCo, Ru, CoTi, NiAlなど新規集積回路配線材料の液相プロセス中表面層(<5 nm)形成過程をin-situエリプソメトリでたとえばΨ-Δ plotなどの解析手法を用いて速度論的に明らかにし、反応メカニズムに基づいて限りなく表面を清浄・維持できる手法を確立し、さらには3次元集積回路に必要な金属/金属常温接合への適用を目指すものである。令和４年度は、以下の２点についての検討を行った。第１はCu電極常温接合のためのめっきCuの強度改善である。当初計画通り、具体的にはスパッタCu層に順次ZnO, PtPd層を堆積したのち無電解Cuめっきを行ない密着性を評価した。スタッドプル式およびスクラッチ式の密着性評価を行った。あきらかにZnO層形成を介することで密着性は向上していた。第２はウェットプロセスにおけるCu表面の清浄化ならびに清浄表面の保護層の検討である。In-situエリプソメトリを用いて、自然酸化物除去、リンス、保護層形成を順次行ってその過程を観察した。過去BTA層を用いた保護膜形成については従前より検討していたのでその再現性を確認した。つぎに自己組織化単分子膜(SAM)膜の利用を試みた。２種のチオール系試薬を用いCu上に直接SAM膜形成ができることを確認した。BTAは瞬間的に膜形成が開始するのに対しSAM膜は形成までの潜伏時間が分単位で長く、この現象を利用すれば表面の清浄層を維持できる可能性がある。