冲刺先进制程,美商应材推新技术以解决平面微缩重大瓶颈

半导体设备大厂美商应材,21 日宣布推出新式的选择性钨(Selective Tungsten) 制程技术,可提供晶片厂商以新的方式构建电晶体触点,这是连结电晶体与晶片中其他电路非常关键的第一层电路。而藉由这项创新的选择性沉积技术,可以降低影响电晶体性能并增加耗电量的接触电阻。另外,这项技术,电晶体的节点微缩与触点能缩小至5 奈米、3 奈米甚至更小,并同步提升晶片功率、性能与面积/成本(chip power, performance and area/cost,PPAC )。

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应材表示,虽然微影技术的进步可有效缩减电晶体触点通孔的大小,但使用金属填满通孔的传统做法仍会严重影响PPAC。过去,在传统上,电晶体触点是以多层方式形成,首先,接触通孔是先衬上黏着层和氮化钛阻障层,接着利用沉积技术产生成核层,之后再使用钨来填满剩余空间,钨因其低电阻系数成为接触金属的首选。

不过,7 奈米制程技术的接触通孔直径只有20 奈米。衬垫/ 阻障层与成核层就占了75% 的通孔体积,只剩下25% 供钨使用。细薄的钨线具有很高的接触电阻,会严重影响PPAC 与2D微缩效果。因此,应材公司新推出的全新Endura Volta 选择性钨化学气相沉积系统,能让晶片制造商在电晶体的接触点通孔内进行钨的选择性沉积,以消除线性/ 阻障层及成核层。整个通孔会充满低电阻钨,并解除后续PPAC 的瓶颈。

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应材进一步指出,选择性钨沉积技术是一项整合材料解决方案,在纯净、超高真空环境中结合多重制程科技,比无尘室本身还要洁净许多倍。原子层表面处理可应用于晶圆,采用独特的沉积制程,让钨原子在接触点通孔内选择性沉积,形成无分层、无缝、无间隙自下而上的完美填充。

全球已有多家领先客户采用全新的Endura 系统,而这也是应材在创新沉积制程技术方面的最新力作。其他的产品组合还包括选择性磊晶(selective epitaxy)、选择性沉积(selective deposition) 以及选择性移除(selective removal) 等。应材指出,这些选择性制程能让晶片制造商运用全新方法制作、形塑并调整材料,以便持续在PPAC 精进。

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