【訪談】Ru Wiring 前驅體的開發【原田亮介，田中貴金屬工業株式會社新業務開發部部長】

半導體

2026/06/09

2026年5月7日電子元件產業新聞

實現世界最高的蒸汽壓力

作為先進半導體佈線技術，釕（Ru）等替代材料的研發正在穩步推進。田中貴金屬工業工業株式會社（位於東京都中央區）致力於開發用於釕佈線的化學氣相沉積（CVD）/原子層沉積（ALD）釕前驅體材料。 2020年，該公司研發出一種液態釕前驅體，其蒸汽壓達到了世界最高水平，目前正準備進行量產，以促進其廣泛應用。我們訪問了該公司新業務開發部部長原田亮介，以了解該釕前驅體的特性及其未來發展前景。

―關註CVD/ALD材料的原因是什麽?

原田：化學氣相沉積（CVD）和原子層沉積（ALD）都是在基板上形成薄膜的技術，但近年來，ALD 因其能夠在即使是很小很深的孔洞中均勻沉積薄膜，尤其是在半導體小型化的大背景下，而備受關注。在 ALD 製程中，一種稱為前驅體的化合物會透過減壓或加熱氣化，然後被輸送到加熱的基板上，從而形成原子層級的薄膜。

我們公司目前提供半導體產品，接合線，銀膠黏劑，濺鍍靶材，電鍍液，探針的材料雖然他們供應各種材料，但他們正將CVD/ALD材料作為新的業務領域。他們已在ALD前驅體的研發方面投入了20餘年，並在2020年實現了世界最高的蒸汽壓水準。CVD/ALD的前身他們宣布了這件事。

―此次開發的前置器的特點是?

原田：目前，銅（Cu）是半導體的主流線材，但預計未來將被釕（Ru）取代，因為釕的電阻比銅低，耐久性更高。釕前驅體包括多種產品，例如“DCR”、“RuPta”和“TRuST”。 DCR是固體，而RuPta和TRuST是液體前驅體。

其中，TRuST具有高蒸汽壓力 (易於形成氣體)，並且容易被諸如氫和氧的反應氣體分解，因此可以形成低阻力的Ru膜。常溫下的蒸汽壓力是傳統Ru預制器的100倍以上，是液體預制器中世界上最高的。

雖然具有高蒸氣壓和小分子結構的催化劑在反應器中濃度較高，且在基板的吸附性較好，但與傳統催化劑相比，TRuST 製程在階梯覆蓋率和沈積速率方面均表現出色。值得一提的是，其沉積速率約為每循環 1.7 埃，這在採用液態 Ru 催化劑的原子層沉積 (ALD) 製程中位列世界最高水平之列。

―怎樣成膜?

原田：薄膜沉積可使用氧氣或氫氣作為反應氣體。特別是，採用氧氣和氫氣的兩階段製程可以防止基板氧化，並實現高品質、低電阻的薄膜沉積。在第一階段，在沉積前驅體薄膜後引入氫氣以抑制基板表面氧化。重複此循環後，製程切換到使用氧氣進行薄膜沉積。由於每個階段都使用相同的原料和沈積溫度，因此可以降低製程和設備成本。

―有課題嗎?

原田：原子層沉積（ALD）技術可以在精細複雜結構的表面形成超薄膜，但與引入的前驅體材料總量相比，可用於成膜的前驅體材料量較少，因此材料利用率並不高。此外，釕是一種稀有金屬，近年來價格持續上漲。從資源保護和穩定供應的角度來看，有必要回收未使用的前驅體材料。我公司目前也正在開發一種技術，回收回收後使用的前驅體材料，並將其轉化為高純度金屬釕。