2nm世代以降の先端半導体配線技術の最新動向

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本セミナーでは、Cu/Low-k配線の基礎と、2nm世代以降で顕在化する抵抗増大・信頼性劣化の限界要因を整理したうえで、Ru/AG (Airgap) 配線や裏面電源配線 (BSPDN) など次世代配線技術の最新動向をわかりやすく解説いたします。

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近年、AIの急速な進展と応用の拡がりによって、それを支える先端半導体が世界的に注目されている。先端半導体では、さらなる集積度の向上が求められているが、2nm世代以降の微細配線では、従来のCu/Low-k配線による限界が見え始め、Ru/Airgapなどの新材料/新構造、裏面配線等の研究開発が盛んに行われている。  本セミナーでは、現在使われているCu/Low-k配線の基礎から、2nm世代以降の配線に向けた新材料、新構造や新プロセスの最新研究開発動向を解説する。

  1. 集積回路配線の基礎知識
    1. 配線の微細化と3D化が求められる背景
    2. 配線の役割と性能指標
      1. 配線の役割
      2. 階層化された多層配線構造
      3. 配線の性能指標
      4. 各配線層の役割に応じた要求性能
    3. 配線信頼性の基礎知識
      1. 微細化に伴う配線信頼性の重要性
      2. デバイスの故障と信頼性予測の手順
      3. エレクトロマイグレーション (EM)
      4. ストレス誘起ボイド (SIV)
      5. TDDB
      6. 耐湿信頼性
    4. Cu/Low-k配線プロセス
      1. Cu/Low-kダマシンプロセスと課題
      2. Low-k絶縁膜と課題
      3. ダマシン法に用いる要素プロセス
        • バリア・ライナ
        • めっき
        • リフロー
        • CMP
    5. nm以降半導体に向けた配線の材料・構造・プロセス
    6. 2nm以降半導体に向けた配線の課題
      1. 新材料への切り替え時期予測とロードマップ
      2. 2nm以降の微細パターンの形成方法 (Self-Aligned Double Patterning)
    7. Cu配線の延命
      1. Advanced Low-k膜 (高プラズマ耐性Low-k膜)
      2. バリア/ライナーの薄膜化
      3. Cu埋め込み法の改善
      4. グラフェンキャップによる改善
      5. ビア抵抗低減のための新構造とプロセス
    8. Cu代替配線配線材料
      1. 代替配線材料の選択基準
      2. 代替配線材料をしぼり込む流れ
      3. ルテニウム/エアギャップ配線 (Ru/AG)
      4. モリブデン
      5. グラフェン
      6. その他の代替配線材料
    9. 2nm以降の配線信頼性
      1. Ru/AG配線のEM信頼性とジュール発熱
      2. Ru/AG配線のTDDB信頼性
    10. 新構造とプロセス
      1. 配線とビアのセルフアライン接続構造とプロセス
      2. 裏面電源配線 (Backside Power Delivery Network) と3D集積

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