【編集委員長】
新宮原正三 広島大学

【編集委員】
粟谷信義、上野和良、三沢信裕 日本電信電話、日本電気、富士通

【編集委員会 /執筆者】
中川修 Hewlett-Packard Company/ 柴田英毅 東芝/
Chiu H. Ting CuTek Research/ Velery M. Dubin /
Robin Cheung Advanced Micro Devices/
大久保利一、関口淳之輔 ジャパンエナジー/ Tom Ritzdorf Semitool/
進藤義朗 日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース/
粟屋信義 日本電信電話(現シャープ)/
千崎佳秀 SHARP Microelectronics Technology/
霜垣幸浩 東京大学/ 阿部一英、原田裕介、鉄田博 沖電気工業/
蓮沼正彦 東芝/ 齋藤達之 日立製作所/
Sesh Ramaswami Applied Materials Inc./ 三沢信裕 富士通/
久保直人 ロデール・ニッタ/
Jhon de Larios / High Li /Eugene Zhao /OnTrak Systems/
宮崎博史 日立製作所/五十嵐泰史 沖電気工業/
Kang-Sik Choi / Chul-Hi Han Korea
Advanced Institute of science and Technology/
大下祥雄、細井信基 日本電気/ 宮崎博史 日立製作所/
森英嗣、村上正紀 京都大学/ 河野隆宏 富士通/
Shi-Chung Sun Taiwan Semiconductor Manufacturing/
三ヶ木郁 日本電気/ 野上毅 Advanced Micro Devices/
久保田弘 熊本大学/ 上野和良 日本電気/
D. Edelstein / J.Heidenreich / R. Goldb IBM/
星野雅孝 富士通/ 林喜宏 日本電気/ 三沢信裕 富士通/
Chao-Kun Hu IBM/ Changsup Ryu Stanford Univ.

※所属、肩書き等は本書発刊当時のものです。

【目次】

第1章　Cu配線をとりまく状況
1.1　Cu配線技術の発展小史 なぜIBMが先行したか
1.はじめに
2.配線技術トレンド
3.Cu配線技術開発の推移
1.2　次世代LSIにおける配線技術位置づけ
1.2a　Cu配線の回路性能への影響
1.はじめに
2.配線容量と回路性能の解析手法
3.Cu配線による回路性能の向上
4.配線スケーリングの考察
5.まとめ
1.2b　LSI性能からみたCu配線の必要性
1.まえがき
2.配線の種類と役割
3.配線のRC遅延
4.LSIの性能予測モデル
5.LSI性能の配線抵抗依存性
6.配線材料および構造の変革
7.まとめ

第2章　Cu配線技術
2.1　成膜技術
2.1.1　メッキ技術
2.1.1a　History and perspective of Cu plating for ULSI metallization

1.Introduction
2.Plating for ULSI Cu metallization
3.Future perspectives of Cu of plating technology
2.1.1b　Cu electro plating and Cu electroless plating
1.Introduction
2.Experimental
3.Results and Discussion
4.Conclusions
2.1.1c　銅めっき液と添加剤
1.硫酸銅電気めっき液
2.めっき液の構成成分
3.添加剤の働き
4.銅配線に利用され得る電気銅めっき液とは
2.1.1d　Electrochemical Deposition Equipment Review
1.Introduction
2.Currently Available Hardware
3.Important Design Factors for Wafer ECD Equipment
4.Results
2.1.1e　めっき浴の化学と装置
1.はじめに
2.電気めっきの原理
3.電気銅めっきの概要
4.めっき装置の概要
5.めっき液と生産設備の最適化
6.今後の課題
2.1.2　CVD技術
2.1.2.a　CuCVD技術の歴史的背景
1.はじめに
2.LSI応用以前のCuCVD技術の歴史(1948?1988年)
3.LSI配線プロセス応用を目的としたCuCVD技術の発展
2.1.2b　銅CVDの新しいプリカーサ
2.1.2c　CVDメカニズム
1.Cu-CVD原料ガス
2.CVD反応メカニズム解析の基礎
3.(hfac)Cu(tmvs)の反応メカニズム
4.まとめ
2.1.3　スパッタリフロー技術
2.1.3a　スパッタリフロー技術
1.はじめに
2.スパッタ法による微細孔埋め込み技術
3.リフロー技術
4.セルフスパッタ技術
5.まとめ
2.1.3b　スパッタおよびリフローによるCu埋め込み技術
1.はじめに
2.Cuの埋め込み特性と凝集
3.Cu配線の形成とエレクトロマイグレーション耐性
4.まとめ
2.1.3c　Cu膜の酸化・還元リフロー技術
1.はじめに
2.Cu膜酸化・還元リフロー技術
3.まとめ
2.1.3d　低圧ロングスロースパッタリングおよびリフロー技術のCu成膜への応用

1.はじめに
2.ロングスロースパッタ法の概要とCu埋め込み技術への課題
3.Cu埋め込み技術におけるロングスロースパッタ法の効果
4.まとめ
2.1.3e　Copper Fill at the 0.13μm node using CVD and PVD techniques
1.Introduction
2.Copper Fill processes overview
3.Copper DryFill Processes Results
4.Conclusions
2.2　加工技術
2.2.1　CMP
2.2.1a　Cu-CMPの特性と課題
1.はじめに
2.Cu-CMPの特性
3.CMPの課題
4.まとめ
2.2.1b　Cu-CMPにおける研磨資材の現状について
1.緒　言
2.Cuの研磨におけるスラリー,研磨布材料の適用性
3.実際の研磨特性例
4.Cu研磨における今後の課題
2.2.1c　Copper CMP Cleaning
1.Introduction
2.Cu CMP Cleaning- A Comparison to Oxide and W CMP
3.Cu CMP Cleaning Results
4.Conclusions
2.2.2　RIE
2.2.2a　概　説
2.2.2b　高温ドライエッチング法
1.はじめに
2.異方性加工条件の確保
3.壁保護膜の形成を伴うドライエッチング法
4.NH3添加による側壁保護膜の膜質改善
5.結論
2.2.2c　Low Temperature Plasma Etching of Copper Films Using
Ultraviolet Irradiation
1.Intrloduction
2.Experiment
3.UV effects on Cu etching
4.Etch characteristics
5.Conclusions
2.2.2d　赤外線照射を用いた低温Cu RIE技術
1.はじめに
2.赤外光照射Cu RIE技術
3.まとめ
2.2.2e　Cl2単体を用いたCu RIE技術
2.3　バリアメタル
2.3.1　Cu配線用スパッタ蒸着バリア材
1.はじめに
2.バリア材の作製法
3.バリア材の評価法
4.バリア材の遷移
5.バリア性と膜構造の関連
6.バリア性に及ぼす因子
7.スパッタ蒸着バリア材のULSIデバイス応用への課題
2.3.2　各種バリアメタルのCu拡散試験
1.はじめに
2.Cu拡散試験の実例
3.まとめ
2.3.3　CVD Barrier Metal for Cu Metallization
1.Introduction
2.Experimental
3.Results and Discussion
4.Conclusion
2.3.4　プラズマ窒化を用いたバリアメタルフリーCuダマシン配線技術
1.はじめに
2.バリアメタルフリーCuダマシン配線の試作
3.バリアメタルフリーCuダマシン配線の電気特性
4.まとめ
2.3.5　Barrier and Seed Layers for Cu Technology
1.Copper Seed Layer
2.Barrier/Seed Interface
3.Barrier Layer
4.まとめ
2.3.6　拡散バリア材の選択
1.Cu配線用拡散バリア用材料の選択指針
2.酸素混入の問題
3.バリア材料薄膜のモフォロジー制御
4.アスペクトの高い部分に使用する場合のストレスによる影響
2.4　トータルプロセス
2.4.1　トータルプロセス概説?デュアルダマシンCu配線の現状と課題
1.はじめに
2.デュアルダマシン配線の特徴
3.デュアルダマシン構造とプロセスフロー
4.今後の動向
2.4.2　Sub-0.25μm CMOS ULSI Technology with Multilevel Copper
Interconnections
1.Introduction
2.Performance Modeling
3.CMOS Technology Description
4.Multilevel Cu Interconnect Data
5.Cu Interconnect Reliability
6.Multilevel Integratrion and CMOS Reliability
7.CMOS/Copper Microprocessor
8.Concluision
2.4.3　Cuプロセスに絡んだ工程概論
1.はじめに
2.Cuプロセスと他のプロセスの違いと問題点
3.Cuプロセスによる他のプロセスへのCu汚染
4.まとめ
2.4.4　低誘電率有機膜へのCuダマシン配線形成
1.はじめに
2.低誘電率有機膜の選定
3.Cuダマシン配線とのプロセスインテグレーション
4.まとめ
2.5　信頼性
2.5.1　Cu配線の信頼性 概説
1.はじめに
2.CuとAlの材料物性比較
3.エレクトロマイグレーション有効電荷について
4.Cu配線のエレクトロマイグレーション
5.まとめ
2.5.2　ダマシンCu配線の信頼性
1.はじめに
2.ダマシンCu配線の形成プロセス
3.エレクトロ・マイグレーション試験
4.解析および考察
5.まとめ
2.5.3　Electromigration of Cu Interconnect
1.Introduction
2.Theoretical Background
3.Microstructure
4.Lifetime
5.Conclusion
2.5.4　Effect of Copper Texture on Electromigration Lifetime
1.Introduction
2.Experimental
3.Results
4.Discussion
5.Conclusions