應用材料公司解決2D尺寸繼續微縮的重大技術(shù)瓶頸

應用材料公司近日宣布推出一項新技術(shù)，突破了晶圓代工-隨邏輯節點(diǎn)2D尺寸繼續微縮的關(guān)鍵瓶頸。

應用材料公司最新的選擇性鎢工藝技術(shù)為芯片制造商提供了一種構建晶體管和其它金屬導線(xiàn)連接的新方法，這種連接作為芯片的第一級布線(xiàn)，起著(zhù)至關(guān)重要的作用。創(chuàng )新型選擇性沉積降低了導線(xiàn)電阻，從而提升晶體管性能并降低功耗。有了這項技術(shù)，晶體管及其導線(xiàn)的節點(diǎn)可以繼續微縮到5納米、3納米及以下，從而實(shí)現芯片功率、性能和面積/成本（PPAC）的同步優(yōu)化。

應用材料公司創(chuàng )新的選擇性鎢工藝技術(shù)消除了在先進(jìn)晶圓代工-隨邏輯節點(diǎn)微縮而阻礙晶體管功率和性能的導線(xiàn)電阻瓶頸

微縮挑戰

雖然光刻技術(shù)的進(jìn)步使得晶體管導線(xiàn)通孔可以進(jìn)一步縮小，但是，傳統的金屬填充導線(xiàn)通孔的方法已成為PPAC優(yōu)化的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸。

長(cháng)久以來(lái)，導線(xiàn)一直通過(guò)多層工藝完成。首先在通孔內壁涂覆一層由氮化鈦制成的粘附阻擋層，然后成核層，最后用鎢填充剩余空間，首選鎢作為填孔金屬是因為它的電阻率很低。

在7納米晶圓代工節點(diǎn)，導線(xiàn)通孔直徑只有20納米左右。粘附阻擋層和成核層約占通孔容積的75%，只剩25%左右的容積用于填鎢。細鎢絲電阻很高，使PPAC優(yōu)化和進(jìn)一步的2D尺寸微縮遭遇重大瓶頸。

VLSIresearch董事長(cháng)兼首席執行官Dan Hutcheson 表示：“隨著(zhù)EUV的出現，我們需要解決一些關(guān)鍵性的材料工程挑戰才能讓2D尺寸微縮繼續發(fā)展。在我們這個(gè)行業(yè)，粘附阻擋層就像醫學(xué)里的‘動(dòng)脈斑塊’，它剝奪了芯片達到最佳性能所需的電子流。應用材料公司的選擇性鎢沉積是我們期待已久的突破?！?/p>

應用材料公司最新的Endura^? Volta? Selective Tungsten CVD系統

選擇性鎢沉積

應用材料公司最新的 Endura^? Volta? Selective Tungsten CVD系統 使得芯片制造商可以選擇性地在晶體管導線(xiàn)通孔進(jìn)行鎢沉積，完全不需要粘附阻擋層和成核層。整個(gè)通孔用低電阻鎢填充，解決了PPAC持續微縮所面臨的瓶頸。

應用材料公司的選擇性鎢工藝技術(shù)是一種集成材料解決方案，結合了潔凈度比潔凈室高許多倍的超潔凈、高真空環(huán)境下的多項工藝技術(shù)。對晶圓進(jìn)行原子級的表面處理并采取獨特的沉積工藝，使得鎢原子在通孔選擇性沉積，實(shí)現無(wú)脫層、無(wú)縫隙、無(wú)空洞完美地自下而上填充。

應用材料公司半導體產(chǎn)品事業(yè)部副總裁Kevin Moraes表示：“數十年來(lái)，行業(yè)依賴(lài)于2D尺寸微縮來(lái)驅動(dòng)功率、性能和面積/成本（PPAC）的同步優(yōu)化，但是如今，由于所要求的微縮幾何形狀太小，我們越來(lái)越接近傳統材料和材料工程工藝的物理極限。我們的選擇性鎢工藝技術(shù)集成材料解決方案，是應用材料公司通過(guò)創(chuàng )造新的工藝來(lái)滿(mǎn)足微縮需求而無(wú)需在功率和性能上妥協(xié)的完美例證?！?/p>

全新的Endura系統已經(jīng)成為全球多個(gè)領(lǐng)先客戶(hù)的選擇。應用材料公司創(chuàng )新的選擇性加工工藝已經(jīng)成熟地運用于選擇性外延、選擇性沉積與選擇性移除上，而應用在Endura平臺上還是首次。這些選擇性加工技術(shù)使得芯片制造商能以全新的方式創(chuàng )制、塑造、調整材料，持續推動(dòng)PPAC的進(jìn)步。