ルネサスエレクトロニクスの那珂工場(図1)で、3月19日(金)午前2時47分頃、火災が発生した。同日午前8時12分頃、消防により鎮火を確認した。ルネサスはこの火災状況を同日の23時にプレスリリースでメディアに流した。第一報のプレスリリースには翌20日(土)午前9時から警察と消防の立会いの下で現場検証する予定と書かれてあった。

図1 ルネサスエレクトロニクスの那珂工場 出典:記者説明会からのスクリーンショット
図1 ルネサスエレクトロニクスの那珂工場 出典:記者説明会からのスクリーンショット

 現場検証は9時から13時まで行われた。現場検証の結果、人や建屋の被害はなかったが、純水供給装置や空調装置など一部用役設備および一部製造装置に被害が出たという。そして、警察および消防による現場検証が終了し、出火元がN3棟(300mmライン)の一部工程である、メッキ装置であるということが特定された。同装置の筐体およびメッキ槽は熱への強度が相対的に低く、過電流が発生したことにより発火に至ったものだと断定された。

 なお、焼損面積は、約600平方メートルで、N3棟(300mmライン)1Fのクリーンルーム面積(12,000平方メートル)の内、約5%に相当し、焼損した製造装置は、11台でN3棟(300mmライン)の全製造装置の約2%に相当するという。ただ、焼損面積が小さいからと言って、生産工程に支障が少ないということでは決してない。半導体前工程の工場は、リソグラフィ、エッチング、成膜という一連の工程を何度も繰り返すことによって、薄膜のパターンを描いていくからだ。自動車工場とは違い、流れ作業ができないという性格の工場である。

 現に、火災現場の1階のクリーンルームの上にある2階のクリーンルームは正常に稼働しているが、出火元がBEOL(半導体前工程の中の後半の配線工程)であり、FEOL(半導体前工程の中の前半のCMOSトランジスタを形成する前半の工程)は正常に稼働している模様。半導体ICは一般に、シリコン結晶ウェーハを投入してから、CMOSトランジスタを形成し、その後に配線層を形成する。FEOLとはCMOSトランジスタを形成するまでのプロセスを指す。その後で配線層を形成する訳だが、ロジックICでは5~6層配線は当たり前。10層に及ぶような複雑なICもある。

多層配線でのメッキ工程

 この多層配線工程では、特に複雑なロジックICでは、昔のAl(アルミニウム)配線ではなく、Cu(銅)配線が主流である。Al配線は蒸着工程が使えたが、Cu配線では使えない。このため、デュアルダマシンと呼ばれる特殊なプロセスを使って形成する。実はCuはシリコン中に入ると、電子をトラップするディープレベルと呼ばれる不純物準位を作るため、Cuがシリコンに直接入らないようにしなければならない。このため、Cuの侵入を抑え、なおかつシリコンに入っていかないような金属でシリコン表面を覆う。このような金属はバリアメタルと呼ばれる。そこでシリコンの上にCuを配線する場合には、必ずバリアメタルをスパッタリングなどの手法で薄く形成し、その後、種結晶としてCuを薄く形成する。ただし、電気抵抗を下げるためにCuは分厚くしかも短時間で付けたい。そこでメッキを使う。

 メッキ液には硫酸銅に青酸カリを混ぜたものを一般にはよく使う。メッキ液の中にアノード(陽極)からカソード(陰極)に電流を流すと、Cuイオンがカソード側に流れて、カソード電極に取り付けたシリコンウェーハ上にCuメッキされるという訳だ(図2)。

図2 メッキ装置 出典:記者説明会からのスクリーンショット
図2 メッキ装置 出典:記者説明会からのスクリーンショット

 今回の火災では、メッキ槽の中にあるアノード電極から続いている上側の配線の一部に電流集中が起き、そこで電線が切れてしまい、その火花によって発火したらしい。電線が切れて電流が停止したのであるが、すでに近くにある樹脂材料に火が飛び移ってしまった。作業員が遠くからその様子を見つけ発火を確認し、非常停止ボタンを押したが、火はすでに手の付けられない状態になっていたために消防へ連絡したという。

 過電流が発生した原因や発火に至った経緯については調査中とのことであるが、疑問として回路ブレーカーが作動する前になぜ過電流検出保護回路をアノード配線近くに入れていなかったのだろうか。また発火した火花が樹脂に飛び移ったというが、難燃性樹脂を採用していなかったのだろうか。こういった疑問を含めてルネサスはメッキ装置メーカーに問い合わせている最中だとしている。

隠さない説明は好感

 記者会見では、ルネサスが会見で見せた焼けただれたメッキ装置、クリーンルーム内の近くの延焼した製造装置(図3)、やや離れたクリーンルーム内のすすに汚れた天井などの写真までも公開した。これらの写真を見て、なぜわずか1カ月で生産を戻せるのかという質問が集中した。これに対して、CEOの柴田英利氏は、クリーンルームのフィルタや部材の手配、代替すべき11台の装置の手配、さらに焼けただれたクリーンルームで手作業での片付けの応援部隊の手配などはすでに終わっているとして、最短で1カ月で再開する、と固い決意を崩さなかった。

図3 焼けただれたメッキ装置 出典:記者説明会からのスクリーンショット
図3 焼けただれたメッキ装置 出典:記者説明会からのスクリーンショット

 これは2011年の3.11東日本大震災の時に自動車メーカーやティア1サプライヤーなどの応援部隊の手伝いであっという間に片付いたという経験が同氏にはある。人海戦術しかない片付けにはとにかく人が必要だ。すでに5社以上の企業から手伝いの人を出すという申し出を受けているとしている。

 今回の事故で改めて感心したことは、メディアに火災事故の最初から21日(日)にウェブ記者会見を開くまでのスピード感と透明性である。事故を起こしたことはまずいが、それを隠さず、スピード感を持って対応したことは評価できる。事故が起きた19日午前2時から同日23時にプレスリリース第一報、翌20日の9時から13時までの現場検証とそのデータ整理、発表準備を済ませた21時には第二報が入り、その直後に21日(日)14時に開催するウェブ記者会見のお知らせが入った。21日の会見で現在の全容がほぼわかった。

 ところで、ルネサスエレクトロニクスの時価総額は、いつの間にか2兆1200億円程度になっている。1年前の時価総額の3倍である。その最大の要因は、ルネサス自身が大きく変わったことにありそうだ。柴田CEOが就任する前までのルネサスのトップは、大きな借金を背負ってまでもほとんど相乗効果のないIDTを買収した。2019年6月に柴田英利氏がCEOに就任した当初は、また金融系の人がトップか、と落胆したが(参考資料1)、彼はまだ40歳代と若い。海外留学の経験もある。スピード感があり、ITがけん引する半導体企業のトップとしては海外企業並みであることが徐々にわかってきた(参考資料2)。これまでのスピード感、ITメガトレンドへの対応、シリコンバレーのIDT経営陣をルネサス経営陣に加えたこと、などこれまでの古臭いNEC、日立、三菱といった典型的な旧体質の企業体から訣別したことが、今回の火災事故の対応からもはっきりわかった。

参考資料

1.ルネサスの社長交代劇だが、また金融系の人(2019/6/25)

2.ルネサスがグローバル企業に変身中(2020/8/8)