集成电路中金属互连工艺的研究进展

随着集成电路中器件尺寸不断微缩,RC延时成为制约电路工作频率的主要因素。作为后端制程发展的里程碑之一,引入铜(Cu)和低介电常数(κ)材料作为互连导体和介质材料可以显著降低RC延时。然而,随着工艺技术节点达到5 nm或更低,电阻的尺寸效应使得Cu互连技术无法满足性能需求。由于低κ材料在工艺集成上的限制,尺寸微缩导致的RC延时主要通过金属化方法来抑制。介绍了金属互连工艺的发展和挑战,综述了为解决上述问题近几年金属互连技术的最新研究进展,包括新工艺和新材料的开发以优化传统的扩散阻挡层/衬垫层,Ru半大马士革工艺以及混合金属互连工艺,展望了后摩尔时代金属互连技术的发展。

40nm一体化刻蚀工艺技术研究

用金属硬掩模层(MHM)进行一体化(AIO)刻蚀的工艺是40 nm节点后道工序的关键工艺技术。阐述了40 nm低功耗芯片工艺研发过程中,一体化刻蚀工艺开发所遇到的诸多工艺难题,并对其产生的机理进行了深入分析。结合工艺设备与工艺特性,进行了刻蚀实验并对刻蚀工艺条件进行了优化,使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品形貌进行了观测,采用电迁移测试结构对通孔样品的可靠性进行了测试,结果表明,氮化钛厚度、沟槽剖面形貌和顶部缺口形貌得到优化,双大马士革凹槽形貌、通孔剖面形貌以及通孔底部完整性得到较好控制,解决了氟化钛残留问题,有效解决了一体化刻蚀的工艺难题。