【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.19】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT0240

利用課題名 / Title

金属膜局所スマートカット

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

エレクトロデバイス/ Electronic device,膜加工・エッチング/ Film processing/etching

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

内田 裕也

所属名 / Affiliation

日新イオン機器株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

和田涼太,關誠晃,倉内太道,松本武

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

渋谷 直哉

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-025：スパッタ成膜装置(芝浦）
AT-004：電界放出形走査電子顕微鏡[S4800_FE-SEM]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　本実験はマスクをした金属膜付きウェハにイオン注入を行い、スマートカットの要領で金属膜のトレンチパターンを作る技術の開発を目的としている。この技術が確立されれば配線工程での応用が期待される。
　本実験を実施するにあたり、産総研NPFにおいて6インチSiベアウェハへの金属膜の成膜、およびイオン注入と熱処理を行ったサンプルの断面SEM測定を技術代行にて実施いただいた。(イオン注入と熱処理については社内にて実施)

実験 / Experimental

1.サンプル作成
6インチP型ベアウェハに金属膜を【AT-025】スパッタ成膜装置を用いて成膜。金属膜の膜厚は300nmでPtとRuの2種類を作成。
これらをおおよそ2cm×2cmにカットし、サンプルとした。

2.イオン注入、熱処理
H+ 25keVビームをサンプルに注入。Dose量は1E+17と2E+17の2条件。
注入時、サンプルの一部にSiウェハ小片を被せることで非注入領域とした。
注入処理後サンプルを熱処理。熱処理条件は500℃/15secで昇温し、500℃の状態を180sec維持。

3.測定
処理済みサンプルの注入領域と非注入領域の境界部分の断面SEMを【AT-004】FE-SEM[S-4800]を用いて確認。またこの時へき開部分の状態確認のため産総研ナノプロセシング施設にあるデジタルマイクロスコープ[VHX-6000]を用いて写真撮影。

結果と考察 / Results and Discussion

1E+17Doseの条件ではRu膜、Pt膜ともに焼け跡のみで剥がれる兆候は見られなかった(図1-1,1-2)。2E+17Doseの条件ではPt膜は1E+17条件と同様に焼け跡のみであったが(図1-4)、Ru膜では注入領域がザラザラと膜が浮き上がっている状態だった。

2E+17Dose条件の2サンプルについて図1-3,1-4の赤い線のようにウェハをカットし、注入-非注入領域の境界部(青矢印)と注入領域(黄矢印)について断面SEM測定を実施。
Ru膜について注入領域のRu膜が部分的に浮き上がっているのが分かるが、Si基板からRu膜が剥がれておりRu膜中でスマートカットされて剥がれているわけではないことが分かる(図2)。

　一方Pt膜は拡大しても境界部分に段差は確認できず、スマートカットはできていないことがわかる(図3)。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1

図2

図3

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件