10/31 半導体配線材料・技術の 基礎から最新動向まで

IBM Research / IBM Corp.
Principal Research Staff Member　博士 (工学)　野上 毅　氏

【専門】LSI先端配線技術

　2006年からIBM Research, Albanyにて先端配線技術開発に従事。1994年から1997年、スタンフォード大学(客員研究員)でのCu配線技術の研究以来、Cu配線技術の研究開発に従事。(株)東芝、川崎製鉄(株)、AMD (Advanced Micro Devices) Inc.、ソニー(株)を経て現職。東京大学工学部、学士(1982), 修士(1984), 博士(1994)。現在、2nm/1.4nm配線技術開発に従事。

　2021年、2022年と続けたこの配線技術に関するテーマでのセミナーであるが、昨年2023年は講師の業務多忙により再講演依頼に応えられなかったが、今回は、これまでのセミナーの骨子を維持しながら、この二年間に進んだ技術研究開発と産業界の動向についてupdateする。一昨年述べた通りに、Cu配線は3nm世代まで延命された。現在は、日本の半導体産業復興を最先端2nmで実現すべく、政府主導の最大限の努力が鋭意進行中である　(半導体装置産業、材料供給の分野では、今現在、既に日本は最先端の産業界にとって極めて重要な不可欠な存在である)。2nmに於いても、Cu配線の延命される見通しである。その技術開発が困難を極めている。取り分け、微細配線パターニングに加えて、Cuの埋め込み、ビア接続、配線/ビア抵抗、EM (electromigration)信頼性など達成のため、新たな技術の導入が産業界で試みられている。また、BSPDN(Back Side Power Distribution Network)適用の必要性が高まり、その技術も改良と革新が進行中である。Cu配線に代わるSubtractive Ru配線開発、更にその先を見据えた2D材料の模索が進行中である。今回は、2022年セミナーの骨子を踏襲しながら、配線技術の基礎から最新の技術進捗に至るまでについて述べる。（※昨年、一昨年のセミナーの概要はページ上部のリンクを参照）

１．導入
　1.1 配線に起因して増大する問題 （RC、EM 、パターニング)
　1.2 配線プロセスの基礎

２． 配線メタル技術のこれまでの進化
　2.1 これまで導入されてきたCu配線延命技術
　2.2 最近、更に導入されている新規技術

３．Cu配線技術延命の限界の次の代替配線技術候補
　3.1 Subtractive Ru配線技術

４．Cu配線を更に2nmへと延命するための新規技術
　4.1 RuCo Liner
　4.2 Single Damascene Cu with W (Mo) via
　4.3 BSPDN (Backside Power Distribution Network)

５．1.4nm以降を目指した探索的技術
　5.1 TMD, Topological Semimetal, Intermetallic Compound, etc.

６．　まとめ

　　　□質疑応答□

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