JP2010177405A - カーボンナノチューブ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のカーボンナノチューブ配線構造の製造方法は、Cu配線上のCoを含むめっき層をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、前記プラズマ処理工程の前又は後に前記Coを含むめっき層に、カーボンナノチューブ成長用の助触媒を付与する助触媒付与工程と、前記プラズマ処理工程及び助触媒付与工程より後に前記Coを含むめっき層及び前記Coを含むめっき層に付与された前記助触媒を加熱処理する加熱処理工程と、前記加熱処理工程より後に、プラズマCVD法によるカーボンナノチューブ成長工程とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
助触媒付与工程はカーボンナノチューブの成長を促進させるために行う。助触媒としてはTi,Ta,MoとVからなる群から選ばれた一種以上であることが好ましい。その中でもTiがカーボンナノチューブの成長の促進効果が大きいため、より好ましい。
また、付与された助触媒が微粒子の場合は優れた触媒活性を示すためにCoを含むめっき層のCoの1mol%以上50mol%以下の助触媒が付与されることが好ましい。また、付与される助触媒微粒子の微粒子径は優れた触媒活性を示すために0.1nm以上5nm以下であることが好ましい。
上記に記載したように加熱のみではCu配線上のCoを微粒子化することは困難であるが、本発明のカーボンナノチューブ成長方法では微粒子化に際しプラズマ処理を行った後に、下記に説明する加熱処理を行うため、加熱のみに比べて容易に微粒子化が可能である。
プラズマ処理されたCoを含むめっき層は表面状態の結晶構造が変化しているため、加熱処理を行うことで、Coを含むめっき層とCoを含むめっき層に付与された助触媒は相互拡散により合金化し、さらに、表面張力により微粒子化する。
カーボンナノチューブ成長工程では熱処理工程によって微粒子化した触媒と炭化水素を含む原料ガスを用いてカーボンナノチューブを成長させる。その原料ガスはメタン、エタン、プロパン、アセチレン等の1種類以上の炭化水素を含むことが好ましい。原料ガスには炭化水素の他にも水素や希ガス等の非反応性ガスを含んでもよい。
図1に示す配線構造は、半導体集積回路等が形成された下地基板において、下層金属配線1上に無電解めっき法によりコバルトを含むめっき層2が形成され、低誘電率絶縁体などからなる層間絶縁膜3がそのコバルトを含むめっき層2上と上部金属配線4の間に形成されている。
以下、発明の実施形態を用いて発明を説明する。なお、実施例の形態は発明の基本的な形態であり、発明を限定解釈するものではない。
図2から図5のカーボンナノチューブ成長にかかる工程の模式図を基に説明する。
まず、半導体装置にビアホールの形成を行った。図2は実施例1のビアホール形成工程を示す模式図である。最初に、半導体集積回路等が形成された下地基板に形成された下層Cu配線11直上に、無電解めっき法を用いてCoWP層12を選択的に形成した。次ぎに、CoWP層12上及びその他基板表面上に、厚さが200nmになるようにSiOC(層間絶縁膜13)を形成した。次いで、層間絶縁膜13をエッチングしてCoWP層12までのビアホールを形成した。
プラズマ処理工程の後に助触媒付与工程を行ったこと以外は実施例1と同様に実施した。
プラズマ処理工程を行なかったこと以外は実施例1と同様の形態で実施した。
比較例1のカーボンナノチューブ成長後で、CMP処理前のカーボンナノチューブのSEM画像を図7に示す。
2…Coを含むめっき層
3…層間絶縁膜
4…上層金属配線
5…ビアホール
6…触媒金属合金
7…金属微粒子
8…カーボンナノチューブ
11…下層Cu配線
12…CoWP層
13…SiOC
14…上層Cu配線
15…ビアホール
16…触媒金属合金
17…金属微粒子
18…カーボンナノチューブ
Claims (7)
- Cu配線上のCoを含むめっき層をプラズマ処理するプラズマ処理工程と、
前記プラズマ処理工程の前又は後に前記Coを含むめっき層に、カーボンナノチューブ成長用の助触媒を付与する助触媒付与工程と、
前記プラズマ処理工程及び助触媒付与工程より後に前記Coを含むめっき層及び前記Coを含むめっき層に付与された前記助触媒を加熱処理する加熱処理工程と、
前記加熱処理工程より後に、プラズマCVD法によるカーボンナノチューブ成長工程とを備えたことを特徴とするカーボンナノチューブの製造方法。 - 前記プラズマ処理工程における前記プラズマは、少なくとも水素または希ガスのうち少なくとも1種類を含むガスから生成されたことを特徴とする請求項1記載のカーボンナノチューブの製造方法。
- 前記プラズマ処理工程のプラズマ処理温度が25℃以上500℃以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のカーボンナノチューブの製造方法。
- 前記カーボンナノチューブ成長用助触媒となる金属はTi、Ta、MoとVからなる群から選ばれた1種以上を具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブの製造方法。
- 前記加熱処理工程における処理温度が200℃以上500℃以下であり、前記カーボンナノチューブ成長工程における成長温度が200℃以上500℃以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のカーボンナノチューブの製造方法。
- Cu配線上のCoを含むめっき層をプラズマ処理及び加熱処理によって微粒子化する微粒子化工程と、
前記プラズマ処理工程の前又は後に前記Coを含むめっき層に、カーボンナノチューブ成長用の助触媒を付与する助触媒付与工程と、
前記微粒子化工程及び助触媒付与工程より後に、プラズマCVD法によるカーボンナノチューブ成長工程とを備えたことを特徴とする工程によって製造されたカーボンナノチューブ。 - 対向する金属配線と、
前記対向する金属配線間に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を貫通するビアホールを具備する回路基板において、
前記層間絶縁膜の金属配線と接続する一方の面にCoを含むめっき層を具備し、
前記ビアホール内の前記Coを含むめっき層を具備する側の金属配線に触媒微粒子を具備することを特徴とするカーボンナノチューブ配線基板。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011204769A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012049268A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Toshiba Corp | 半導体基板の製造方法 |
JP2013058669A (ja) * | 2011-09-09 | 2013-03-28 | Toshiba Corp | 半導体装置とその製造方法 |
WO2013046291A1 (ja) | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 富士通株式会社 | 放熱材料及びその製造方法並びに電子機器及びその製造方法 |
JP2013074034A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2014086622A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
WO2014203550A1 (ja) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 導電構造及びその製造方法、電子装置及びその製造方法 |
US8981569B2 (en) | 2012-09-06 | 2015-03-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device with low resistance wiring and manufacturing method for the device |
US10378104B2 (en) | 2013-11-13 | 2019-08-13 | Tokyo Electron Limited | Process for producing carbon nanotubes and method for forming wiring |
CN111863714A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-30 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 一种互连结构的形成方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005072171A (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2006069817A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Fujitsu Ltd | 炭素元素からなる線状構造物質の形成体及び形成方法 |
JP2007268319A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | カーボンナノチューブ合成用触媒及びその製造方法、触媒分散液、並びに、カーボンナノチューブの製造方法 |
JP2008172250A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Samsung Electronics Co Ltd | カーボンナノチューブを有する電気配線構造及びその形成方法 |
-
2009
- 2009-01-29 JP JP2009017687A patent/JP4869362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005072171A (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2006069817A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Fujitsu Ltd | 炭素元素からなる線状構造物質の形成体及び形成方法 |
JP2007268319A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | カーボンナノチューブ合成用触媒及びその製造方法、触媒分散液、並びに、カーボンナノチューブの製造方法 |
JP2008172250A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Samsung Electronics Co Ltd | カーボンナノチューブを有する電気配線構造及びその形成方法 |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011204769A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012049268A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Toshiba Corp | 半導体基板の製造方法 |
JP2013058669A (ja) * | 2011-09-09 | 2013-03-28 | Toshiba Corp | 半導体装置とその製造方法 |
WO2013046291A1 (ja) | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 富士通株式会社 | 放熱材料及びその製造方法並びに電子機器及びその製造方法 |
US10396009B2 (en) | 2011-09-26 | 2019-08-27 | Fujitsu Limited | Heat dissipation material and method of manufacturing thereof, and electronic device and method of manufacturing thereof |
US9635784B2 (en) | 2011-09-26 | 2017-04-25 | Fujitsu Limited | Heat dissipation material and method of manufacturing thereof, and electronic device and method of manufacturing thereof |
JP2013074034A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US8981569B2 (en) | 2012-09-06 | 2015-03-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device with low resistance wiring and manufacturing method for the device |
US9123720B2 (en) | 2012-10-25 | 2015-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
US9355900B2 (en) | 2012-10-25 | 2016-05-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
JP2014086622A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2015005659A (ja) * | 2013-06-21 | 2015-01-08 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 導電構造及びその製造方法、電子装置及びその製造方法 |
WO2014203550A1 (ja) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 導電構造及びその製造方法、電子装置及びその製造方法 |
US10090248B2 (en) | 2013-06-21 | 2018-10-02 | Fujitsu Limited | Conductive structure and manufacturing method thereof, and electronic device and manufacturing method thereof |
US10378104B2 (en) | 2013-11-13 | 2019-08-13 | Tokyo Electron Limited | Process for producing carbon nanotubes and method for forming wiring |
CN111863714A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-30 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 一种互连结构的形成方法 |
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Publication number | Publication date |
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