aveni S.A. 運(yùn)用創(chuàng)新電鍍化學(xué)，將銅互連擴(kuò)展至5nm及以下節(jié)點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)BEOL集成

　　為2D互連和3D硅穿孔封裝提供顛覆性濕沉積技術(shù)與化學(xué)材料的開發(fā)商與生產(chǎn)商aveni S.A.今日宣布，其已獲得成果可有力支持在先進(jìn)互連的后段制程中，在5nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)可繼續(xù)使用銅。

　　「值此銅集成20周年之際，我們的研究結(jié)果證實(shí)了IBM研究員Dan Edelstein在近期IEEE Nanotechnology Symposium上的主題演講中所表達(dá)的意見：『銅集成可持續(xù)使用』?！?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/aveni">aveni執(zhí)行長(zhǎng)Bruno Morel指出。

　　由于器件要滿足(和創(chuàng)造)市場(chǎng)需求，因而不可避免地不斷縮小尺寸，設(shè)計(jì)師們正不斷努力開發(fā)替代集成方案，不僅包括前段制程的方案還有后段制程(BEOL)的方案。其中，最突出的是，替換雙嵌入式互連中的銅線，以彌補(bǔ)因較細(xì)的銅聯(lián)機(jī)而產(chǎn)生對(duì)器件速度有負(fù)面影響的電阻電容延遲。建議的替代方案為用鈷代替銅，可能性最大的候選材料或較為特殊的材料有納米釕管、納米石墨烯管或納米碳管。

　　先進(jìn)雙嵌入式結(jié)構(gòu)采用原子層沉積氮化鉭(TaN)銅擴(kuò)散阻擋層, 這是一種薄化學(xué)氣相沉積(CVD)鈷襯料，和布線為其主要構(gòu)成物的電鍍銅填充層。早代產(chǎn)品(≥7nm節(jié)點(diǎn))也在鈷填孔和銅填孔間采用了物理氣相沉積(PVD)銅晶種層，但先進(jìn)器件由于邊際晶種覆蓋和集成障礙問(wèn)題逐漸淘汰了這種膜層。

　　特別重要的一點(diǎn)是，薄TaN阻隔層避免了銅的擴(kuò)散和器件的損壞。(TaN上的)薄鈷襯料的完整性對(duì)確保屏蔽功能正常十分關(guān)鍵。應(yīng)用于5nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的鈷襯料的厚度減少至接近于3nm，降低了傳統(tǒng)電鍍銅制程的靈活性。

　　在最近的研究中，aveni將其Sao?堿性電鍍銅化學(xué)性能與傳統(tǒng)的商用酸性鍍銅的性能進(jìn)行了比較。電鍍樣品為TaN上3nm CVD鈷。研究結(jié)果顯示，酸性銅化學(xué)材料腐蝕了鈷填料，導(dǎo)致電鍍化學(xué)物質(zhì)與底層的TaN層發(fā)生反應(yīng)并形成氧化鉭(TaOx)。TaOx的形成是導(dǎo)致器件故障的另一種表現(xiàn)形式，因?yàn)樗鼘?dǎo)致了斷路，妨礙了電流流動(dòng)。

　　采用aveni的Sao化學(xué)材料的鈷依然保持完整，也沒(méi)有形成TaOx，這使銅互連延伸到5nm及以下的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。

　　aveni首席技術(shù)官Frédéric Raynal評(píng)價(jià)說(shuō)：「我們很興奮能獲得這些研究結(jié)果，因?yàn)樗鼈冏C實(shí)了我們對(duì)電鍍銅Sao堿性化學(xué)材料優(yōu)于酸性化學(xué)材料的定位，尤其是在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)中薄鈷襯料技術(shù)的運(yùn)用。」

　　aveni將于2018年初公布完整調(diào)查報(bào)告。