互连性能和可靠性正变得越来越难以保持在每一个新的流程节点。有些事情已经改变。
由国王的故事
今天在半导体增长的主要原因是移动应用,这种需求继续增加没有放缓的迹象。支持这一趋势,芯片制造商继续添加更小、更快的晶体管芯片维持摩尔定律的速度,因此铜线被大大缩水和密度增加。
今天先进的芯片可以特性15层铜金属化和线性超过7英里的电线嵌入在一个平方英寸28 nm芯片布局距离只会增加随着晶体管密度的增加和额外的金属含量。在这些维度变得异常难以实现完美的铜填充100%的战壕,通过构成的电路装置。electro-migration等其他performance-degrading效果,这可能会导致运动留下空洞的铜布线,也变得更有问题。最小的缺陷可以杀死一个设备;互连性能和可靠性开始出现在这些条件下。对于芯片制造商来说,这意味着产量的问题。对于消费者来说,这意味着移动设备,他们依靠可能会失败或不正常工作。
更高的密度较小的节点生成一些新的制造的挑战,特别是在填补狭窄的几何图形和提取从电线和连接器产品性能可靠。因此,行业需要新材料,可以继续扩大铜技术维持摩尔定律的速度。
薄形和选择性的沉积钴电影制造铜线路连接数以十亿计的晶体管在当今集成电路,标志着铜互连最大的变化在过去的15年。
新材料时代互联
应用材料的新Endura Volta CVD系统是一个主要的技术成就精密铜互连材料工程缓解路障扩展超出了2 xnm节点通过两个使应用更形钴班轮和选择性钴覆盖层,完全封装铜线。
钴是一种非凡的新材料,主要因为它有几个好的特点。它提供了低电阻率和奉行铜和屏障层。另外,在沉积有灵活性和调优这个material-making生产友好。
在新流程的第一步,CVD钴使薄,连续沉积的衬层优化后续铜种子层,推动良好的镀层性能,最终,可靠的设备性能。
第二个过程存款选择性化学汽相淀积钴钴后覆盖层的化学机械抛光(CMP)减少electro-migration踩铜线。帽固定原子表面的铜,促进良好附着力的铜线随后介质阻挡层。
应用材料所做的通过使这两个新流程步骤Volta CVD系统的钴班轮和选择性覆盖层是演示改善铜钴差距减少electro-migration填充和一个数量级。这些都是延长摩尔定律超出20纳米的关键。
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