11/5 微細Cu配線・Low‑k/Air-Gap材料・Post-Cu材料に見る先端多層配線技術

微細Cu配線・Low‑k/Air-Gap材料・Post-Cu材料に見る先端多層配線技術

～Cu代替材料・ナノカーボン・Low-k材料の低誘電率化、プロセスダメージなどの課題まで徹底解説～
～「多層配線/2.5D・3Dデバイス」2日間セミナー1日目～

講師

名古屋大学　未来社会創造機構　客員教授 兼 技術コンサルタント(半導体分野)
元 (株)東芝　研究開発センター　首席技監
柴田 英毅 氏​

【専門】
　半導体デバイス・プロセス技術 ／ 半導体集積回路技術 ／ 多層配線形成技術 ／ 三次元デバイス集積化技術
　MEMS技術 ／ 光伝送技術 ／ 材料強度学 ／ 金属疲労学 固体物理学 ／ 薄膜材料物性学
【所属学会・業界での活動】
　JEITA STRJ (半導体技術ロードマップ専門委員会) 配線WG委員長
　ITRS国際半導体技術Roadmap Interconnect-TWG(Co-Chair)
　Selete研究運営委員及び先端コアBEPプログラム委員
　半導体MIRAIプロジェクト/Selete-NSI (Nano. Silicon Integration) 技術委員
　応用物理学会 集積化MEMS技術研究会副委員長
　SSDM組織委員、SIRIJ業界戦略委員、COCN(産業競争力懇談会)Proj.S委員会委員
　内閣府FIRST/ImPACT/SIPの東芝側実用化・事業化責任者、他多数
【著書、論文、特許】
　・ロジックLSI技術の革新(培風館)
　・半導体プロセス技術(培風館)
　・応用物理ハンドブック(丸善)
　・Cu配線技術の最新の展開(サイペック)
　・異種機能デバイス集積化技術の基礎と応用(シーエムシー出版)
　・審査付き学術論文及び主要国際学会での論文発表：計91件
　・国内学会・セミナー・学術専門委員会等での講演：計70回
　・登録特許数：計73件
【受賞歴】
　日刊工業新聞社十大新製品賞
　IEEE IITC2005 Best Paper Award受賞
　IMAPS2009 Best Paper Award受賞
　ADMETA2009 Best Paper Award受賞
　ADMETA2012 Best Paper Award、Technical Achievement Award受賞
　社長特別表彰 (功績賞)
　電気学会センサ・マイクロマシン部門「優秀技術論文賞」

セミナー趣旨

セミナー講演内容

【「多層配線/2.5D・3Dデバイス2日間」2日間セミナー 1日目：2026年11月5日(木) 13:00～17:30】

１．多層配線技術の役割とスケーリング，材料・構造・プロセスの変遷
　1.1 多層配線の役割と要求，階層構造，フロアプランの実例
　1.2 配線長分布と配線階層(Local, Intermediate,(Semi-)Global)毎のRC寄与度の違い
　1.3 下層(Local)・中層(Intermediate)及び上層((Semi-)Global)配線のスケーリング理論
　1.4 多層配線技術の進化の足跡
　1.5 配線・コンタクト・Viaホールの材料・構造・プロセスの変遷

２．微細Cuダマシン配線技術の基礎～最新動向
　2.1 配線プロセスの変遷(Al-RIE⇒Cuダマシン)
　2.2 金属材料の物性比較とCu選定の考え方
　2.3 Cu酸化拡散防止膜(バリアメタル)の要件と材料候補(Ta(N),Ti(N),Nb(N),W(N))
　2.4 Ta(N)の課題(対Cu濡れ性,対酸化性)とTi(N)の優位性
　2.5 バリアメタル及びSeed-Cuスパッタ法の変遷と課題
　2.6 CVD-Ru，Co, RuCoライナーによるCu埋め込み性の改善
　2.7 Mnを利用した超薄膜バリア(MnSixOy)自己形成技術
　2.8 Cu電解めっきプロセスの概要と無電解法, Cuリフロー法, MOCVD法との比較, Additiveの重要性，役割，選定手法
　2.9 CMPプロセスの概要と研磨スラリーの種類，適用工程の拡大
　2.10 Cu-CMにおける低機械強度Low-k対応施策(低荷重, 複合粒子スラリー, Pad表面改質)

３．Post-Cu配線技術の基礎～最新動向
　3.1 Cuダマシン配線における微細化・薄膜化による抵抗増大
　3.2 平均自由行程からみたCu代替金属材料候補の考え方
　3.3 W，Co，Ru，Mo，Ni, Al2Cu, NiAl, CuMgなどの最新開発動向から見た有力候補
　3.4 金属配線の微細化限界についての考察とナノカーボン材料への期待
　3.5 多層CNT(MWCNT)によるViaホールへの埋め込みと課題
　3.6 多層グラフェン(MLG)による微細配線形成と低抵抗化検討結果

４．低誘電率(Low-k/Air-Gap)絶縁膜形成技術の基礎～最新動向
　4.1 Cu配線に用いられている絶縁膜の種類と役割
　4.2 各種配線パラメータの容量に対する感度解析結果
　4.3 ITRS(国際半導体技術ロードマップ委員会)Low-kロードマップの課題と大改訂
　4.4 比誘電率(k)低減化の手法と材料候補(SiOF, MSQ/SiOC, PAr, BCBなど)
　4.5 層間絶縁膜(ILD)構造の比較検討(Monolithic vs. Hybrid)
　4.6 材料物性から見たLow-k材料の課題(低機械強度, 低プラズマダメージ耐性など)
　4.7 Porous材料におけるPore分布の改善とEB/UV-Cure技術の適用効果
　4.8 Porous材料におけるダメージ修復技術の効果
　4.9 Pore後作りプロセスの提案とLow-k材料の適用限界の考察
　4.10 Air-Gap技術の導入の考え方と構造・方式の比較、課題、現実的な解

　□ 質疑応答 □

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