Influence of Cu-Ion Migration and Fine-Line Effect on Time-Dependent Dielectric Breakdown Lifetime of Cu Interconnects

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概要

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• The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) of sub-half-micron Cu interconnects was investigated with respect to the waiting time between Cu chemical mechanical polishing (CMP) and barrier dielectric deposition. Breakdown voltage and TDDB lifetime between adjacent Cu wires decrease markedly if the waiting time in air exceeds 5 days. This is due to Cu-ion migration phenomenon on the CMP surface. The degradation can be improved by keeping the samples in a N2 box or adopting post-CMP cleaning. This TDDB degradation has been observed for various Cu barrier dielectrics in this study. In addition, a "fine-line effect" on Cu TDDB lifetime has been discovered. As Cu wire width becomes smaller, the TDDB lifetime also decreases because of the intensification of the electric field at the CMP surface.

• Published by the Japan Society of Applied Physics through the Institute of Pure and Applied Physicsの論文
• 2005-01-15

著者

• 武田 健一

  日立製作所 中央研究所

• Takeda Ken-ichi

  Central Research Laboratory Hitachi Ltd.

• NOGUCHI Junji

  Hitachi, Ltd., Micro Device Division

• TAKEDA Ken-ichi

  Hitachi, Ltd., Central Research Laboratory

• TSUNEDA Ruriko

  Hitachi, Ltd., Central Research Laboratory

• MAKABE Kazuya

  Renesas Technology Corp.

• Kubo Maki

  Hitachi Ltd. Micro Device Division

• Takeda Ken'ichi

  Central Research Laboratory Hitachi Ltd.

• Takeda Ken-ichi

  Central Research Laboratory, Hitachi Ltd., Kokubunji-shi, Tokyo 185-8601, Japan

• Takeda Ken-ichi

  Hitachi, Ltd., Central Research Laboratory, 1-280 Higashikoigakubo Kokubunji-shi, Tokyo 185-8601, Japan

• Takeda Ken-ichi

  Hitachi, Ltd., Central Research Laboratory, Kokubunji, Tokyo 185-8601, Japan

• Takeda Ken-ichi

  Central Research Laboratory, Hitachi Ltd., Higashikoigakubo, Kokubunji, Tokyo 185-8601, Japan

• Miura Noriko

  Renesas Technology Corp., 4-1 Mizuhara, Itami, Hyogo 664-0005, Japan

• Miura Noriko

  Renesas Electronics Corporation, Hitachinaka, Ibaraki 312-8504, Japan

• Tsuneda Ruriko

  Hitachi, Ltd., Central Research Laboratory, Kokubunji, Tokyo 185-8601, Japan

• Makabe Kazuya

  Renesas Technology Corp., 751 Horiguchi, Hitachinaka, Ibaraki 312-8504, Japan

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