배선은 칩의 개별 구성요소(트랜지스터, 커패시터 등) 수십 억 개를 이어주는 복잡 미묘한 배선으로 구성되어 있습니다. 점점 더 작은 소자가 조밀하게 채워져 있어 더 많은 배선이 필요하며, 그래서 각각을 연결하기가 점점 더 어려워집니다. 사실 피처 치수는 계속해서 작아지고 있어 배선은 현재 최고급 칩에서 속도 병목이 되고 있습니다. 따라서 금속 연결부의 저항을 최소화하는 기법과 절연 능력을 높이는 새로운 유전체 재료가 필요합니다. 최신 고성능 전자 소자를 생산할 때 고급 배선물질 구조에 좁은 기하학 구조와 복잡한 필름 층이 들어가는 데 이 때문에 좀더 유연하고 정밀한 공정 능력이 필요합니다.
램리서치 솔루션
To keep pace with Moore's Law and enable greater interconnect scaling, the semiconductor ecosystem is continually experimenting with variations of materials. Tungsten has been the interconnect metal of choice for nearly a quarter century in NAND, DRAM, and logic/foundry middle-of-line applications. But scaling requirements are now pushing the boundaries of what is possible with tungsten. A variety of metals are being considered, but one — molybdenum — is an especially promising candidate. At the atomic dimensions required for advanced chipmaking, moly is emerging as the most suitable material to replace tungsten, creating a major inflection in the industry.
Cu’s resistivity depends on its crystal structure, void volume, grain boundaries and material interface mismatch, which becomes more significant at smaller scales. The formation of Cu wires is traditionally done by etching a trench pattern in low-k silicon dioxide using a trench etch process, and subsequently filling the trench with Cu via a damascene flow. Unfortunately, this method produces multi-crystalline structures with significant grain boundaries and voids, which increases the Cu wire resistance. A highly resistive TaN liner material is also utilized in this process to prevent Cu diffusion during the damascene annealing process.