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2005年8月号
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新規Ultra Low-k絶縁材料の開発 |
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Peter Singer |
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Cu配線への導入が期待できる新しい絶縁材料が、米イリノイ大学Urbana-Champaign校の研究者により開発された。熱安定性のある芳香族重合体のポリマーで比誘電率は（k）1.8、良好な機械特性と膜密着性を持っているという。
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同大学のMaterials science and Engineering学部教授James Economy氏は「この芳香族熱硬化型のポリマーは高い熱安定性を持ち、吸湿性は低く、CMP（Chemical Mechanical Planarization）にも耐えられる。Cu配線への適用が可能な材料」と述べている。Economy氏と同校卒業生で現在は米DuPont社に務めるYoungqing Huang氏は、k＝2.7の材料から開発を始めて、微小ポア（空孔）のダミー成分となるポロジェンを添加していった。高い硬度と剛性を維持しながら、k値を1.85まで下げることができたという。
「空孔は密封されており、サイズは約5nm。膜に熱処理が加えられると低分子量のポロジェンは膜を透過して分散する。ポロジェンはガス分子に分解されポリマー構造を通過し拡散する。残った微小空孔は生成された膜材料の機械強度を減少させない」（Economy氏）という。この新しい絶縁膜は400℃に耐え、微細薄膜としても適用でき、基板への密着性もその他の候補材料より優れている。Economy氏は「Cu配線に適用する上での絶縁材料の課題は突き止めた。そしてその全てを解決できた」と自負している。Huang氏は、新材料を米サンフランシスコで開催されるMaterials Research Societyの会合で発表する。研究者達は、現在同技術に関する特許を申請している。
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