集積回路銅配線に対する有機インヒビターの防食効果

有机缓蚀剂对集成电路铜布线的腐蚀防护效果

基本信息

批准号：
14655131
负责人：
杉浦修
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度、銅板に感光性ポリイミドを塗布した試料を使ってベンゾトリアゾール(BTA)前処理の効果を調べた結果を受け、本年度は無電解めっきで形成した銅電極上に感光性ポリイミド膜を塗布した試料を作製してBTA前効果を調べた。また、XPS測定により、BTAの熱耐性を調べ、さらに有効な銅配線形成方法について調べた。銅電極表面にBTAを吸着させた試料を窒素雰囲気中でさまざまな温度でアニールした後、XPS測定により表面元素を調べた。炭素(C)ならびに窒素(N)の構成比より、銅表面上のBTA分子はおよそ275℃まで耐えることが分かった。本研究で使用した感光性ポリイミドの最終硬化温度が320℃であるため、最終工程ではBTA分子が分解している可能性が高いが、硬化工程で銅を腐食する水分などが発生するのは低温度領域であると予想され、その温度までBTAが銅表面に存在していれば、銅配線の防食効果を期待できる。また、最終硬化温度が275℃を越えないポリイミド材料を用いれば、さらに完全な防食効果が期待できることが分かった。めっき銅電極にBTA前処理を施してポリイミド膜を形成した場合は、BTA前処理を施していない試料に比べてリーク電流が約10分の1まで低く、昨年度、銅板で調べた結果と同様のBTA前処理効果が確認できた。温度と電圧ストレスを加えた測定(BTS測定)では、温度200℃、電界強度1MV/cmにおいてBTA処理した試料は10^<-9>A/cm^2台と集積回路に充分応用できるまで低くなることを確認した。BTS処理後のポリイミドサンプルのXPS深さ方向測定を行ったところ,BTA未処理時はCuが0.8〜1.5at%程度検出されたが,BTA処理後は検出限界(0.1at%)未満であったことから、BTA前処理により、銅のポリイミド膜中へのマイグレーションを抑制できたため、上記の効果が得られたと言える。

去年，我们研究了苯并三唑（BTA）对铜板上光敏聚元素涂层的样品进行预处理的作用，今年，我们准备了一个样品，其中将光敏的聚酰亚胺膜应用于由电气板形成的铜电极，以检查BTA的效果。此外，通过XPS测量检查了BTA的热电阻，并研究了形成铜线的有效方法。在各种温度下，在氮气中将BTA吸附到铜电极表面上的样品被退火，然后通过XPS测量检查表面元素。碳（C）和氮（N）的组成比表明，铜表面上的BTA分子可以承受约275°C。这项研究中使用的光敏聚酰亚胺的最终固化温度为320°C，因此BTA分子在最后一步中很可能已经分解了，但是预计在低温范围内，在铜范围内会出现在该温度下的水分和固化步骤中的其他物质的产生，如果copper效果可能会在该温度上发生，则可能会在pref corper上进行corper corper corper corper corter precter corter corter corter precter cortr precter corter corter cortr corter corter prection cortr corter prection cortr corter prection cortr cortr prection。还发现，使用最终固化温度不超过275°C的聚酰亚胺材料可以进一步提供更完整的抗腐蚀效果。当将BTA预处理应用于镀铜电极时，形成聚酰亚胺膜时，泄漏电流比未经BTA预处理的样品的泄漏电流低约十分之一，并且与去年使用铜板的调查结果相同的BTA预处理效应。在具有温度和电压应力（BTS测量值）的测量中，证实在200°C的BTA处理的样品和1MV/cm的电场强度被还原为10^<-9> a/cm^2单元，直到它们足够适用于集成电路。当在XPS深度方向上测量BTS后的聚酰亚胺样品时，在未处理BTA时检测到Cu，但是BTA处理后，检测极限低于检测极限（0.1 at％），而BTA预处理则阻止了Copper迁移到Polyimide膜中的迁移，从而可以说这可以实现上述效果。