CMP(Chemical Mechanical Planarization)工程は、0.25μm以降の先端プロセスではなくてはならない工程といえる。トランジスタ形成工程からBEOLの配線工程まで、メタル配線から絶縁膜まで、文字通り化学的機械的研磨により表面は平坦化される。CMP装置は、ウェーハ表面にCMPパッドを接触させ双方を回転させながらシリカ系やポリマーの各種砥粒を含んだCMPスラリーにより化学的作用と機械的作用を利用して表面を平坦化している。特にCu多層配線では成膜装置やエッチング装置と同様に繰り返し適用される。

　0.25μmプロセス以降では、CMP工程が必須であり、その比率は年々増加している。2004年には世界市場で46％以上のウェーハでCMPが必要とされているという(米VLSI Research社調べ)。また、一つの製品当たりのCMP工程数も増加しており、0.25μmプロセスで10ステップ程であったものが、0.10μmプロセスでは23ステップへと増加した。さらに今後は、Cu配線の多層化、Low-k層間絶縁膜およびそのキャップ膜、メタルゲートやHigh-kキャパシタなどの採用によりその数は増加するのが明白だ。CMPはコストの低減、性能の改善を要求されている。

　米Entrepix 社はこの複雑なCMPプロセスそのもののプロセス開発から量産までの半導体メーカーからのアウトソース受託および専門家を派遣し量産を行うインソースなど、CMPに特化したサービスを提供している。

　CMPでは、膜の組成、パッド、スラリー、コンディショニングディスク、CMP後洗浄に使用される薬液など多種の部材が使用される。このため、CMPのプロセス開発の負担は半導体メーカーにとっては大きい。米Freescale Semiconductor社は、CMP材料評価とプロセス向上のための技術プロジェクトを、CMP専門ファウンドリとしてEntrepixに外部委託した。¹)これによりFreescaleは、外部のリソースを使ってタイムリーに技術向上プロジェクトを実行しながら、一方で、社内のリソースを直近の生産に関する関心事につぎ込むことができたという。また、米Fairchild Semiconductor社は、0.35μm FEOLプロセス導入時にEntripixにプロセス開発を委託し、Farchildはジャンプスタートを切ることができた。

　Entripixは、1998年に米アリゾナ州TempeにCMP装置および測定装置のリファブメーカーとして設立された。同社には、CTOとしてW-CMPプロセスを開発したRobert L. Rhoades氏が名を連ねている。2002年に開発および量産のCMP委託業務を開始。現在では、200mmウェーハで1日に2000枚を処理できる能力を有している。前述のFreescaleやFairchildの他にも伊仏合弁STMicroelectronics社の量産受託を行っているとしている。

　市況の乱高下に対応するためにも、「ファブライト(Fab-lite)」あるいは「アセットライト(Asset-lite)」モデルを模索する半導体メーカーは多い。特にメモリー市場は市況による影響が大きい。さらに今後、メモリーへのCu配線の適用が模索されている。Entripixの提供するソリューションは、メモリーメーカーにとっては好都合な選択肢となるかもしれない。同社Business DevelopmentディレクタMike Bowman氏は「需要に応える形で今後も処理能力を拡大する。インソース契約とともに、日本も含めたアジア地域のニーズに応えられるよう、CMP地域工場の設置も検討している」と述べた。

Entrepix www.entrepix.com

伊藤忠プラスチックス www.itc-ps.co.jp

1. 「CMPのアウトソーシングでプロセス開発と材料評価を効率化」, Semiconductor International日本版2007年1月号