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《应用材料公司推出全新布线技术拓展铜芯片布线到2nm节点及以上》

  • 来源专题：集成电路与量子信息
  • 发布时间：2024-07-11

  • 据官网7月8日报道，应用材料公司宣布推出其最新的IMS（集成材料解决方案）全新布线技术，旨在通过使铜布线微缩到2nm及以下的逻辑节点，来提高计算机系统的每瓦性能。IMS在一个高真空系统中结合了六种不同的技术，包括业界首创的材料组合，使芯片制造商能够将铜线扩展到2nm及更高的节点。该解决方案是钌和钴（RuCo）的二元金属组合，这是业界首次在大批量生产中使用钌，它同时将衬垫的厚度减少33%至2nm，为无空洞铜回流产生更好的表面性能，并将电线电阻减少25%，降低了芯片容量，提高了芯片性能和功耗，增强了用于3D堆叠的逻辑和DRAM芯片。

    近年来，应用材料公司的 Black Diamond 材料一直处于行业领先地位，其铜线周围采用低介电常数（或“k 值”）薄膜，旨在减少电荷的积聚，从而增加功耗并导致电信号之间的干扰。现在，应用材料公司推出了这一材料的增强版，这是该公司 Producer  Black Diamond PECVD 系列的最新产品。这种新材料降低了最小k值，以实现2nm及以下的微缩，同时提供更高的机械强度。随着芯片制造商和系统公司将3D逻辑和内存堆叠提升到新的高度，这将变得至关重要。


    原文链接：https://ir.appliedmaterials.com/news-releases/news-release-details/applied-materials-unveils-chip-wiring-innovations-more-energy

  • 原文来源：https://www.semi.org.cn/site/semi/article/150706a25bfb43aaac2e19cef7be51e4.html
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  • 《美国应用材料公司推出全新2nm及以下尖端制程芯片检测系统》
    • 来源专题：集成电路与量子信息
    • 发布时间：2025-03-25
    • 据官网2月19日报道，美国半导体设备大厂应用材料公司宣布推出最新的半导体缺陷检测系统——SEMVision H20，以帮助领先的半导体制造商进一步突破芯片微缩的极限。该系统将业界最灵敏的电子束技术（第二代冷场发射技术）与先进的 AI 图像识别相结合，可以更好、更快地分析世界上最先进芯片中的纳米级缺陷。 SEMVision H20系统利用以下两项重大创新，能以极高精度对芯片缺陷进行分类，同时分析检测结果比当今最先进技术快3倍： （1）第二代冷场发射（CFE）技术：应用材料的CFE技术是电子束成像的突破，可实现亚纳米分辨率，用于识别最小的隐藏缺陷。与传统的热场发射（TFE）技术相比，CFE在室温工作时会产生更窄的电子束，从而将纳米级图像分辨率提高50%，成像速度提高10倍。通过SEMVision H20，应用材料公司推出的第二代CFE技术，在保持业界最高灵敏度和分辨率的同时，提供了更快的吞吐量。更快的成像速度增加了每个晶圆的覆盖范围，使芯片制造商能够在三分之一的时间内收集相同数量的信息。 （2）深度学习AI图像模型：SEMVision H20使用深度学习AI功能从虚假缺陷中自动提取真实缺陷。应用材料公司的专有深度学习网络不断使用芯片制造商晶圆厂的数据进行训练，并对缺陷类型进行分类，包括空隙、残留物、划痕、颗粒等数十种缺陷类型，从而能够更准确、更有效地表征缺陷。
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  • 《IMEC：2nm芯片可以用这种材料》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2020-10-21
    • 在2020年国际互连技术大会上，imec首次展示了采用钌金属(Ru)，具备电气功能的双金属层级结构（2-metal-level）互连技术。该金属是使用特殊的半镶嵌和气沟(Air Gap)技术生产，具有更好的使用寿命和更佳的物理强度（mechanical strength）。 透过一个12层金属分析，证实了这个半镶嵌技术可带来系统级的优势，包含降低阻容（resistance-capacitance，RC）、功耗和IR-Drop。此外，钌金属也展现了绝佳的潜力，可望作为先进制程的中段（MOL）接触插塞（contact plugs）的替代方案。 目前，替代性的金属化材料（例如钌）和替代性的金属化制程（例如半镶嵌），正被密集的研究中，以前进2纳米或者以下制程技术的前段（BEOL）和中段（MOL ）互联。 在前段设计中，imec提出了一种半镶嵌（semi-damascene）整合技术，作为传统的双重镶嵌（dual-damascene）的替代方案。为了能够完全的发挥这种结构技术的潜力，需要有除了铜（Cu）或钴（Co）以外的其他金属，它们可以被沉积而无扩散阻挡层，且具有高的体电阻率，并可以被图模式的使用，例如：减成蚀刻。 这个结构也可以增加互连的高度，并结合气隙作为电介质，将有望减少阻容（RC）延迟，这是后段制程的主要瓶颈。 Imec首次使用「钌」进行金属化，并在300mm晶圆上制造并特性化了双金属层的半镶嵌模组。在30纳米金属间距线的测试结构显示，有超过80％以上的可重复性（无短路迹象），且使用寿命超过10年。同时钌的气隙结构的物理稳定性可与传统的铜双重镶嵌结构相比。 Imec纳米互连专案总监Zsolt Tokei表示，结果显示，半镶嵌与气隙技术相结合不仅在频率和面积上优于双镶嵌，而且为进一步的性能强化提供了可扩展的途径。气隙技术则显示出将性能提高10％，同时将功耗降低5％以上的潜力。 使用高深横比的电线，可将电源线路中的IR下降减少10％，进而提高可靠度。在不久的将来，为半镶嵌模组开发的光罩组（Mask set）将能够进一步改善半镶嵌的整合，并通过实验验证去达成预期的性能改进。 Imec还展示了在先进MOL接触插塞中，使用「钌」替代钴或钨的优势。imec CMOS元件技术总监Naoto Horiguchi指出，无阻绝层的钌，有潜力进一步减小因缩小接触面积而产生的接触电阻。 在一项评测研究中，imec评估了钌和钴，结果表明钌是替代MOL狭窄沟槽中的钴，最有希望的候选方案。在0.3纳米氮化钛(TiN)内衬（无阻挡层）的孔洞，填充钌的电阻的性能，优于在相当的制程中填充钴（有1.5纳米氮化钛阻挡层）。研究还证明，钌作为源极和汲极接触材料，在p-硅锗(SiGe)和n-硅(Si)上的接触电阻率都较低，约为10-9Ωcm-2。
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