AI時代の半導体製造、ウェット装置への要求は Lam幹部に聞く：GAA、HBM……複雑化する先端プロセス（2/4 ページ）

EE Times Japanは今回、半導体製造装置大手Lam Researchでウェット装置技術システム事業を統括するAaron Fellis氏にインタビューを実施。「AI時代の半導体製造」において、ウェット装置にはどのような役割が求められているのかなど詳細を聞いた。

[永山準，EE Times Japan]

GAAで洗浄に「第3の次元」

――ロジック半導体ではGAAなど新しいトランジスタ構造が導入されていきます。ウェット洗浄にはどのような影響がありますか。

Fellis氏　GAAでは、洗浄に「第3の次元」が加わる。従来のビアやインターコネクトのような構造に対し、GAAでは洗浄対象となる微細構造が3次元化するため、その内部まで精密かつ極めて清浄に洗浄する必要がある。

　同時に下地材料に対する高い選択性も重要だ。例えば、微細構造からエッチング残渣やCMP（Chemical Mechanical Polishing）残渣を除去する場合、不要な残渣だけを取り除き、既に形成されている他の層には影響を与えてはならない。下地材料を保護するだけでなく、顧客が設計した材料の特性や構造の形状を変えることなく、必要な部分だけを処理する必要がある。

ロジックやメモリといった前工程向けに用いられる「EOS」シリーズ［クリックで拡大］ 出所：Lam Research

――HBMでは具体的にどのような技術課題に取り組んでいますか。

Fellis氏　メモリメーカーである顧客と密接に協力し、DRAMのデザインルールを把握し、DRAMアーキテクチャという観点から、各工程でどのような洗浄が必要になるのかを理解している。

　さらにHBMではDRAMそのものの微細化に対応する洗浄に加え、DRAMダイを積層するためのTSVやマイクロバンプにも固有の洗浄課題がある。例えば、どこまで欠陥を除去する必要があるのか、材料に対してどのような選択性が必要なのか、マイクロバンプやTSVの界面をどのように洗浄するのか、といった点だ。こうした用途ではDV-Primeを活用し、HBMを積層、統合した際に良好な性能が得られるよう、顧客と共にプロセスを開発している。

先端パッケージング用途でよく用いられる「DV-Prime」［クリックで拡大］ 出所：Lam Research

ガラス基板対応ではメカトロニクスも自社設計

――先端パッケージングではガラスコア基板が注目されています。従来の基板とは異なる具体的な課題は。

Fellis氏　複数の顧客がガラスコアを検討している。ガラスには剛性などの特徴があり、デバイス性能の面でも利点がある。従来用いられるシリコンウエハーや有機材料のパネルとは異なる基板なので、まず装置内で安全に搬送する方法を考えなければならない。Lamではメカトロニクスやロボットも自社で設計している。基板材料が変わればロボットによる搬送だけでなく、レーザーやカメラを使った基板検出も調整する必要がある。

　プロセスモジュールに入った後はシリコン同様、どの材料を洗浄、除去するのかに加え、構造の形状や寸法、処理時の温度とその制御を理解する必要がある。ただし、求められる基本的な考え方は変わらない。必要な材料だけを精密に処理し、周囲の材料への影響を抑えることである。

　現在、顧客と協力して、ガラスコア基板に固有の洗浄要件やウェットプロセス要件を把握しているところだ。これは現在立ち上がりつつある技術で、比較的近いうちに実用化が進むだろう。パネルベースのガラスパネルの処理には、ザルツブルクで開発している「Kallisto」と「Phoenix」が適用できる。