半導体Cu配線形成プロセスの最新情報

《ダマシン法／TSV形成、電解めっき（ECD）・CMP・洗浄の各装置、微細化》

【提携セミナー】

主催：株式会社情報機構

• 半導体Cu配線のダマシン法、ECD、CMP、洗浄装置の要点を工程横断で整理。微細化、TSV、ハイブリッドボンディングに向けた装置管理と不良切り分けを学ぶ。

◆セミナーポイント

○講師より／本セミナーのポイント

半導体の微細化が進むにつれ、デバイスの性能はトランジスタ単体ではなく、それらをつなぐ配線によって律速されるようになりました。Al配線からCu配線への転換は、抵抗とエレクトロマイグレーション耐性を得るための選択でしたが、Cuはドライエッチングで加工できないため、溝を掘ってから埋め込むダマシン法という全く異なる作り方が必要になりました。

この作り方を実際に成立させているのは、バリア／シード成膜装置、電解めっき（ECD）装置、CMP装置、洗浄装置という一連のハードウェアです。レシピや薬液の仕様が同じでも、装置の状態が変われば出来上がる配線は変わります。そして、ある装置の変動が離れた工程の不良として現れるため、原因の切り分けが難しいのがCu配線プロセスの特徴です。

本セミナーでは、ダマシン統合の全体像を装置の並びとして俯瞰したうえで、ECDの添加剤がボトムアップフィルを成立させる仕組み、電流をウェハに運ぶハードウェアの劣化が膜厚と端部形状に現れる機構、Cu CMP装置と後洗浄装置の管理点を、約20年のDRAM製造現場で装置を担当してきた立場から解説します。最後に、配線が細くなるほど実効抵抗率が上昇するという微細化固有の課題と、それが装置に突きつける要求、TSVやハイブリッドボンディングへの波及を整理します。

◆受講後、習得できること

• Cu配線がダマシン法で作られる理由と、バリア／シード〜ECD〜CMP〜後洗浄の装置構成を通して統合プロセス全体を説明できる
• ECD装置の構造（めっきセル・薬液供給系・アノード・コンタクトリング）と、それぞれが膜厚と面内分布に及ぼす影響を理解できる
• ECD添加剤（アクセラレータ・サプレッサ・レベラー）の役割分担と、ボトムアップフィルが成立する条件を理解できる
• 「薬液の問題」に見えて実はハードウェア起因である不良の切り分け方を、実務の観点で習得できる
• Cu CMP装置と後洗浄装置の管理点（パッド・ドレッサー・スラリー供給系）と、ディッシング／エロージョン・Cu腐食防止の実務対策を習得できる
• 微細化が装置に突きつける要求（均一性・清浄度・計測）と、TSV・ハイブリッドボンディングへの波及を俯瞰できる

担当講師

ETSC Consulting　代表　奥山 林明 氏

講師紹介
2005年にエルピーダメモリへ入社。2015年のマイクロン買収を経てマイクロンメモリジャパンに在籍し、約20年間、Cu電解めっき（ECD）／CMP／WET洗浄の装置技術者として従事。ダマシン配線・TSVの双方でCuめっき装置を担当し、DRAM半導体製造装置の管理・最適化において豊富な実績を持つ。2025年9月独立、コンサルティング事業を開始。

セミナープログラム（予定）

1. Cu配線プロセスの全体像 ― なぜこの作り方になり、どの装置が担うのか
1.1 なぜAlからCuへ：抵抗・エレクトロマイグレーション耐性と配線遅延
1.2 Cuが「掘って埋める」理由：ドライエッチング困難性とダマシン法の成立
1.3 ダマシンの工程フローと装置の並び：エッチング→バリア／シード→めっき→CMP→後洗浄
1.4 各工程を担う装置と、その間をつなぐ搬送・待ち時間の条件
1.5 DRAM／HBMにおけるCu配線の位置づけ：ロジックとの使われ方の違い
1.6 統合プロセスとしての難しさ：ある装置の変動が、離れた工程の不良として現れる

2. 電解めっき（ECD）の原理と装置構成 ― めっきが引き継ぐバリア／シードの条件
2.1 めっきが引き継ぐ前提：バリアメタルの役割とTa/TaN系の選択
2.2 シード層の連続性：カバレッジ不足がめっき充填に与える影響
2.3 ECDの原理：アノード・カソード・Cu²⁺の還元反応
2.4 添加剤の三役：アクセラレータ（SPS）・サプレッサ（PEG+Cl⁻）・レベラー
2.5 ボトムアップフィルが成立する条件：競合吸着と塩化物イオンの役割
2.6 めっき装置の全体構成：セル・薬液供給系・整流器・搬送部の役割分担

3. ECD装置の構造と現場の管理点
3.1 めっきセルの構造：可溶性／不溶性アノードの違いと薬液の流れ
3.2 電流を運ぶハードウェア：コンタクトリングの構造と摩耗
3.3 コンタクトリング劣化が現れる形：めっき端部のスカラップと膜厚不足
3.4 薬液管理の実務：添加剤の消耗・分解生成物・分析と補給の考え方
3.5 フィルタ・配管・ポンプ ― 数値を持たない部品が不良源になるとき
3.6 定期保全の設計：周期で決めるか、状態で決めるか
3.7 「化学の問題」に見えるハードの問題：切り分けの手順

4. Cu CMP装置と洗浄装置 ― Cuを削って配線を露出させ、汚染と腐食を断つ
4.1 Cu CMP装置の構成：プラテン・研磨ヘッド・コンディショナ・スラリー供給系
4.2 Cu CMPの二段構成：Cuバルク研磨とバリア研磨の役割分担
4.3 ディッシング・エロージョンの発生機構と配線抵抗への影響
4.4 パッド・ドレッサー・リテーナリングの管理と交換サイクルの決め方
4.5 CMP後洗浄装置の構成と設計思想：異物除去とCu腐食防止（BTA等）の両立
4.6 パーティクル・残留スラリーが後工程に残す不良

5. 微細化が装置に突きつける課題と今後の方向性
5.1 配線が細くなると何が起きるか：実効抵抗率の上昇と散乱の影響
5.2 バリア／シードの体積比問題と薄化の限界
5.3 TSVのめっきはダマシンと何が違うか ― アスペクト比・薬液・時間スケールと、装置が別になる理由
5.4 高アスペクト比を埋める難しさ ― ボイドの発生機構とCMPでの露出
5.5 ハイブリッドボンディングへの波及：接合面に要求される平坦度と清浄度
5.6 装置への要求はどう変わるか：面内均一性・清浄度・その場計測
5.7 装置・材料を評価する際に、ファブが実際に見ている指標

＜質疑応答＞

公開セミナーの次回開催予定

開催日

2026年11月17日(火) 13:00-16:30　＊途中、小休憩を挟みます。

開催場所

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受講料

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＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき34,100円

【オンライン受講（見逃し視聴あり）】：1名 50,600円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき39,600円
＊「見逃し視聴あり」でお申込の場合、当日のご参加が難しい方も後日セミナー動画の視聴が可能です。

＊学校法人割引；学生、教員のご参加は受講料50％割引。

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