第1章 LSI微細金属配線における信頼性問題の概説

• 1. LSI配線構造の推移と信頼性問題
• 2. 現在のCu多層配線構造とロードマップ

第2章 金属薄膜における拡散現象

• 1. Fickの拡散方程式
• 2. 拡散のミクロな機構
• 3. 結晶粒界と転位
• 4. 拡散経路と活性化エネルギー

第3章 応力と塑性変形

• 1. 応力とひずみ
• 2. 応力とひずみの関係式
• 3. 弾性変形と塑性変形
• 4. 塑性変形の機構

第4章 薄膜・配線の応力と緩和現象

• 1. 応力測定方法
  • 1.1 ウエハー反り計測による応力測定法
    • 1.1.1 基本式の導出
    • 1.1.2 薄膜積層の効果
    • 1.1.3 カバレッジの効果
    • 1.1.4 ウエハー反り測定装置
  • 1.2 X線応力測定法
    • 1.2.1 X線回折
    • 1.2.2 sin2ψ法による3軸応力の算出
    • 1.2.3 配線の応力測定への適用
• 2. 薄膜の応力と緩和現象
  • 2.1 Cu薄膜の応力測定と温度依存性
  • 2.2 薄膜の応力緩和現象
• 3. 配線の応力と緩和現象
  • 3.1 Al配線の応力と緩和現象
  • 3.2 Cu配線の応力と緩和現象

第5章 エレクトロマイグレーションの基礎

• 1. エレクトロマイグレーションの基礎概念と寿命評価における課題
• 2. エレクトロマイグレーションによるAl配線信頼性不良現象の例
• 3. 配線寿命分布の統計と寿命予測式
• 4. Al合金配線及びCu配線のエレクトロマイグレーション信頼性比較

第6章 ストレスマイグレーションの基礎

• 1. ストレスマイグレーションによる配線信頼性不良の特徴
• 2. 微細配線の応力状態
• 3. ストレスマイグレーションの機構
• 4. ストレスマイグレーションへの対策

第7章 配線不良部位の評価・解析技術

• 1. OBIRCH手法の基本原理:電流経路と欠陥位置の可視化
• 2. OBIRCH手法の発展系
  • 2.1 IR-OBIRCH
  • 2.2 NF-OBIRCH
  • 2.3 LSIテスターリンク
  • 2.4 RIL/SDL
• 3. 将来のさらなる微細化への対応

第8章 界面密着性評価と微細配線信頼性

• 1. 界面強度の考え方
• 2. 従来の密着性試験法
• 3. 破壊力学に基づく界面における亀裂に対する強度評価法
  • 3.1 界面亀裂先端近傍の応力場と界面破壊靱性
  • 3.2 破壊靱性試験
  • 3.3 界面破壊靱性による密着性評価の物理的意味
  • 3.4 緩やかな亀裂の進展
• 4. 界面亀裂の発生強度評価
  • 4.1 界面端からの亀裂発生
  • 4.2 界面端の応力場
  • 4.3 界面端からの亀裂発生試験

第9章 ストレスマイグレーションによる微細配線のボイド形成

• 1. ビア下部およびビア内部のボイド形成
• 2. 平面膜における配向性とボイド形成傾向
• 3. 微細組織・配向性とボイド形成傾向の関係
• 4. 絶縁層の種類の影響

第10章 ビア構造におけるエレクトロマイグレーション

• 1. テスト構造
  • 1.1 EM現象の基礎
  • 1.2 リザバー効果
  • 1.3 応力勾配による質量逆流
• 2. 新しいテスト構造を使ったEMドリフト速度の測定
• 3. EM故障時間モデル
  • 3.1 Al-Cu配線のEM故障時間モデル
  • 3.2 Cu-Al配線のEM故障時間モデル
• 4. 今後の課題

第11章 バリアメタルキャップ銅配線のマイグレーション耐性

• 1. 無電解メタルキャップの構造とプロセス
• 2. メタルキャップ銅配線のマイグレーション耐性
  • 2.1 EM改善およびそのメカニズム
  • 2.2 SIVおよび構造依存性
• 3. 今後の課題と展望

第12章 エレクトロマイグレーションの損傷予測モデリング

• 1. エレクトロマイグレーション損傷モデル化の試み
• 2. 原子流束発散に基づく損傷予測への統一的アプローチ
• 3. AFDに基づいた信頼性評価法の開発
  • 3.1 AFDの一般表現
  • 3.2 電流入出力パッドに接続された多結晶配線
    • 3.2.1 電流入出力パッドに接続された多結晶配線のAFD
    • 3.2.2 パッドに接続された多結晶配線の寿命予測
    • 3.2.3 パッドに接続された多結晶配線への予測法の適用と有効性の検証
  • 3.3 ビア接続された多結晶配線
    • 3.3.1 多結晶配線端部のAFD
    • 3.3.2 ビア接続された多結晶配線のしきい電流密度の評価
  • 3.4 ビア接続されたバンブー配線
    • 3.4.1 バンブー配線のAFD
    • 3.4.2 ビア接続されたバンブー配線のしきい電流密度の評価
• 4. 信頼性評価法のまとめ

第13章 多層銅配線におけるストレスマイグレーション

• 1. ストレスマイグレーション問題の顕在化
• 2. 多層銅配線プロセス
• 3. SIVの評価温度依存性
• 4. SIVの配線幅依存性
• 5. SIVのパターン形状依存性
• 6. 電解めっき膜の膜質とSIV
• 7. 層間膜のLow-k化とSIV
• 8. ボイド核生成
• 9. SIV改善プロセス

第14章 ハンダ接合技術におけるマイグレーション現象

• 1. フリップチップ・ハンダ接合における特異的なエレクトロマイグレーションの挙動
  • 1.1 エレクトロマイグレーション臨界積
  • 1.2 フリップチップ・ハンダ接合部での電流集中現象
  • 1.3 陰極側コンタクト部分におけるパンケーキ型ボイドによる不良モード
• 2. フリップチップ・複合ハンダ接合におけるEMによる相のマイグレーション現象