תצהיר מחסום בייצור שבבים

מדוע אתה זקוק לשכבת מחסום?

בתהליך חיבורי הנחושת של שבבים, אטומי הנחושת רגישים מאוד להתפשטות למדיום הבידוד שמסביב (כמו SiO₂ או חומרים נמוכים-K), וכתוצאה מכך לכישלון קצר או דליפה. כדי לעצור דיפוזיה זו, יש להפקיד שכבת מחסום ננומטרית בין הנחושת למדיום. Tantalum Nitride (TAN) הפכה לבחירה המיינסטרימית בגלל הקומפקטיות הגבוהה שלה, יכולת האנטי-דיפוזיה והמוליכות החשמלית שלה. עם זאת, כאשר התהליך עובר ל- Sub -28 nm, האחידות והכיסוי של שכבת המכשול מתמודדים עם אתגרים משמעותיים.

 

טכנולוגיית תצהיר אדים פיזי (PVD):

בצמתים של 22 ננומטר ו -14 ננומטר, PVD הוא עדיין טכנולוגיית הליבה של תצהיר שכבת המחסום, עם היתרונות והחידושים הבאים:

ה- PVD של פלזמה מתכתית מיוננת

The tantalum target is bombarded with high-energy ions, and the tantalum atoms are sputtered out and reacted with nitrogen to form TaN films. Re-sputter process. After the TaN is deposited, the surface of the film is bombarded with argon ions to redistribute the TaN at the bottom to the sidewall, significantly improving the through-hole coverage of the aspect ratio >5: 1 (למשל, עלייה של 40% בכיסוי הקירות הצדדי בצומת 32 ננומטר).

יתרונות תהליכים
קצב התצהיר של סרטים דקים שזופים (2-5 ננומטר) יכול להגיע ל -10 ננומטר\/דקה, המתאים לייצור המוני. לא נדרשים מבשרים מבוססי פחמן כדי להימנע מבעיות שאריות פחמן בתהליך ALD; הציוד בוגר, ועלות תהליך יחיד נמוכה יותר מ -30% מזו של ALD.

Lחיקויים

הכיסוי התחתון של החור העמוק אינו מספיק, ויש לשלב אותו עם נקייה של התזת כדי להסיר מזהמים שיוריים; ברוחב הקו מתחת ל -10 ננומטר, קצב הכיסוי של הצעד של PVD (<50%) is difficult to meet the demand.

0040-02544 פלג גוף עליון, DPS מתכת

תצהיר שכבה אטומית (ALD)
למרות ש- ALD הוא מדויק ברמת אטום תיאורטית, הוא עדיין עומד בפני אתגרים מרובים ביישומים מעשיים:

צווארי בקבוק בעבד את אלד טאן

זיהום מבשר: בעת שימוש במקור טנטלום אורגני (למשל, ת"א (NME₂) ₅) ואמוניה (NH₃), שאריות פחמן מובילות לעלייה בהתנגדות לסרט (פי 3 יותר מאשר שיזוף PVD); אפקט מפריע סטריטי: במבנים עם יחס גובה -רוחב של> 1 0: 1, מולקולות המבשר אינן יכולות להתפזר ביעילות לתחתית, וכתוצאה מכך אי -רציפות של הסרט. שיעור התצהיר נמוך: ALD גדל רק 0.1 ננומטר במחזור יחיד, ולוקח 50 מחזורים כדי להפקיד 5 ננומטר סרטי, שאורכו פי 10 מ- PVD.

יתרונות פוטנציאליים ויישומים עתידיים
ALD מאפשרת בקרת עובי של ± 0. 2 ננומטר על דופן הצד של Finfets 3D; כאשר רוחב הקו מתכווץ ל -5 ננומטר, ALD עשויה להיות הטכנולוגיה היחידה העומדת בדרישות הכיסוי.

0040-09094 תא 200 מ"מ

ניתוח זרימת תהליכי מפתח (נטילת מבנה דמשק כפול 28 ננומטר כדוגמה)

נקייה כימית
מטרה: להסיר שאריות תחמוצת נחושת ותחריט מ- VIA.

שיטה: חומצה חנקתית\/חומצה הידרופלואורית (HNO₃\/HF) תמיסה תמיסה, ואחריה אפייה ב -200 מעלות כדי להסיר לחות.

נקייה נקייה
פרמטרים: הפצצת יון ארגון רך (אנרגיה <50 eV) להסרת מזהמים שיוריים בתחתית ולשפר את הידבקות השיזוף.

תצהיר שיזוף ומגיבה
תצהיר PVD: שכבה של 2 ננומטר שיזוף מופקדת, ואחריה מגיבה של ארגון יון, מחלקת מחדש את השיזוף התחתון לדופן הצדדים (מ- 60% ל- 85% כיסוי).

תצהיר שכבה של טנטלום (TA)
פונקציה: פועלת כשכבת הדבקה לשכבת זרעי הנחושת בעובי של 1-2 ננומטר כדי למנוע קילוף נחושת.

(זרעי CU)תַצהִיר
תהליך: PVD מפקדים שכבת נחושת של 300 ננומטר כדי לספק מצע מוליך למילוי נחושת אלקטרוליטי לאחר מכן.