L字型銅配線におけるエレクトロマイグレーションによるボイド移動のマルチフェーズフィールドシミュレーション

摘要

近年，大規模集積回路(LSI)の高集積化により，LSI内部の素子の配線幅が減少し，配線に印加される電流密度が増大してきた．その結果，配線内で発生するエレクトロマイグレーション(EM)による故障問題が顕在化している．EMは，導体中の原子が導体を通る電子から運動量を受け取ることで移動する現象であり，EMが生じることで配線内には原子が存在しないボイドや，移動した原子が蓄積するヒロックが生じる．ボイドは配線の抵抗の増加や断線を引き起こし，ヒロックは配線を覆う絶縁膜を破壊して短絡を発生させるため，ボイドとヒロックはLSIの故障の原因となる．特にボイドは，EMにより移動や形状変化するため，配線の故障箇所や配線寿命の予測を困難とする要因の一つである．