ECD(Electrochemical Deposition:電気化学堆積、電解めっき)は、めっき液中でウェハを陰極として電流を流し、金属イオンを還元析出させて金属膜を形成する成膜技術です。半導体の前工程では、銅(Cu)配線のダマシン(damascene)プロセスにおける溝・ビアの埋め込みに不可欠で、ECP(Electrochemical Plating)とも呼ばれます。CVD/PVDでは難しい高アスペクト比構造への緻密な銅充填を低コストで実現します。
銅ダマシンの流れは、絶縁膜に溝を形成し、バリアメタル(TaN/Ta)とPVDによる銅シード層を成膜した後、ECDで溝を銅で埋め、余剰銅をCMPで除去するというものです。ECDで重要なのが、めっき液に添加するアクセラレータ・サプレッサー・レベラーといった有機添加剤で、これらが「ボトムアップフィル」を促し、ボイドやシームのない埋め込みを可能にします。
微細化が進むと、溝が狭く深くなりシード層の被覆も困難になるため、添加剤設計・電流波形(パルスめっき)・液管理がますます重要になります。先端ノードではコバルトやルテニウムのライナー/めっきとの組み合わせ、TSV(シリコン貫通電極)の深穴銅充填など、ECDの適用範囲が拡大しています。
ECD装置は荏原製作所(Ebara)・Applied Materials・Lam Researchが主要サプライヤーで、特に荏原はCMPと並ぶ強みを持ちます。配線抵抗を左右する銅充填品質は、デバイスの動作速度・信頼性(エレクトロマイグレーション耐性)に直結するため、ECDはBEOL(後段配線工程)の中核技術と位置づけられます。