連載の第9回と第10回では，LSIの微細化と多層化に伴って配線の断線やパターン崩れを防ぐための必須技術となったメッキとCMP（化学的機械研磨：chemical mechanical polishing）による平坦化技術を取り上げる。メッキとCMPは，1980年代後半の技術革新によってLSI製造向けで実用化され，1990年代後半にLSIの基幹プロセスであるCu配線の形成に適用された。層間絶縁膜の低誘電率化に伴う研磨の低圧力化に応えるために，電気分解やエッチングを活用した平坦化技術がカギとなってきた。
LSIの多層化が進むにつれて，配線の凹凸を数十nm以下に抑える平坦化技術が求められるようになった。配線の断線やパターン崩れを防ぐためである。さらに，微細化に伴い，露光プロセスにおける焦点深度（DOF：depth of focus）の余裕度を確保する点からも重要性が高まった。
これまでに提案されてきたLSIの平坦化技術は，三つに分類できる。第1に，絶縁性材料をスピン塗布して層間絶縁膜を形成するSOG（spin on glass）法，第2に，層間絶縁膜を形成した後に流動性を持たせて平坦化するリフロー技術，第3に，成膜後に凹凸を削る研磨技術である。このうち，1980年代後半に標準技術となったのが，CMP（化学的機械研磨：chemical mechanical polishing）と呼ぶ研磨技術である。CMPは1990年代後半にメッキ成膜技術（ECD：electro chemical deposition）と共にCu配線に適用され，LSI製造の基幹プロセスとなった。
メッキとCMPの適用個所
まず，メッキとCMPが現行世代のLSIのどの部分の形成プロセスに適用されているかを把握しよう（図1）。
メッキの適用個所は次の四つに分類できる。Cu配線，Cu配線のキャップ・メタル，電極用バンプ，再配線である。
Cu配線では次の手順でメッキを利用する。エッチングで配線穴を開けた後，絶縁用バリヤー層と導通用シード層をスパッタで形成する。メッキでCuを成膜し，最後に余分なCuをCMPで削って埋め込む。配線のキャップ・メタルの形成は，配線埋め込み後に行うプロセスである。電極用バンプは多層配線後に形成する。メッキ材料にはAuを使う。再配線は実装工程のプロセスであり，メッキ材料にはCuやNiを使う。
一方，CMPの適用個所は次の四つである。層間絶縁膜，Cu配線，素子間分離層（STI:shallow trench isolation），Wプラグである。
これらの部分に対するCMPは，研磨抑止膜のない「ブラインドCMP」と抑止膜のある「埋め込みCMP」に大別できる。例えば，ブラインドCMPは層間絶縁膜の研磨に使う。このCMPには段差の低減が求められる。埋め込みCMPは，Cu配線の研磨やSTIの研磨に適用できる。Cu配線向けでは，Cu膜が過剰に削られて皿状に凹む「ディッシング」や，層間絶縁膜が過剰に削られる「エロージョン」の低減が要求される。STI向けでは，研磨の均一性やディッシングの低減が求められる。次に，メッキとCMPがLSIの製造に導入された経緯を，導入時期で先行したCMPから順に説明しよう。
