エネルギー分散型X線分光法（EDS）を用いたマイクロエレクトロニクス産業向け拡散バリア層の薄膜化開発

使用装置

EDAX^® Octane Elect Plus EDSシステム

背景

マイクロエレクトロニクス産業では、銅は抵抗率が低いため、集積回路の相互接続によく使われる。しかし、銅はデバイス中を拡散する傾向が強く、性能を著しく劣化させる。このような問題を緩和するために、例えば窒化チタンの40～50 nmのバリア層を使用して銅の拡散を防ぐことができる。しかし、加工コストを削減するため、メーカーはよりコスト効率の高い方法で改良されたバリア層を開発することを目指している。研究されているプロセスのひとつとして、チタンと窒化ケイ素の薄膜を低温で堆積させ、その後アニール処理して窒化チタンバリアを形成する方法が挙げられる。プロセス開発を最適化するためには、窒化チタンが前駆体材料から形成されたかどうかを確認するために、層状構造を特性評価することが重要である。このためには、10 nm程度の空間分解能で元素分布を明らかにする必要があるが、バルク試料では非弾性散乱による電子の横方向の広がりがあるため、走査型電子顕微鏡（SEM）では困難である。