半導体配線材料・技術の最新動向

昨年、2021年10月のこのテーマでのセミナーの再講演依頼に応え、今回は、昨年のセミナーの骨子を維持しながら、この一年間に進んだ技術研究開発と産業界の動向についてupdateする。昨年述べた通り、Cu配線は3nm世代まで延命されつつある。一方で2nmへのCu配線の延命を試みる中、その技術開発が困難を極め、Cu配線微細化の限界が益々近づきつつある。また、BPR (Buried Power Rail) , BSPDN (Back Side Power Distribution Network) 適用の必要性が高まり、研究開発が加速している。また、Cu配線に代わるSubtractive Ru配線開発に関わる個々の技術的課題が鮮明になりつつあり、対応策が研究開発されつつある。 　今回は、それらの最新の技術進捗を2021年の前回の骨子に加える。 (※昨年のセミナーの概要はページ上部のリンクを参照)

1. Cuデュアルダマシン技術の微細化に伴う問題点
   1. Cuデュアルダマシン技術とは
   2. 微細化に伴う問題点
   3. 2nmへの微細化で遭遇するRC performance, 歩留まり、信頼性のジレンマ (update)
2. 最近量産に導入されているCu配線延命を可能にしている新技術
   1. 改良型ALD (atomic layer deposition) バリアメタル技術 (update)
   2. トレンチとビアの形状 (アスペクト比) の最適化
   3. RSB (Reverse Selective Barrier) によるビア抵抗の低減 (update)
   4. Low-k (低誘電率絶縁膜) のPID (plasma induced damage) 耐性向上
   5. シングルダマシンCu配線の導入 (update)
3. Cu配線を更に延命させる為の開発中の技術
   1. Cu リフロー技術 (update)
   2. FAV (Fully Aligned Via) 技術 (update)
   3. レーザーアニールによるCu配線抵抗低減技術 (update)
   4. グラフェンキャップによるCu配線抵抗低減技術 (update)
   5. ハイブリッドCu配線技術による微細化促進 (update)
   6. 酸素を含まない低誘電率絶縁膜技術
   7. Mnによりアシストされた超薄型バリアメタル (update)
   8. 揮発性材料を用いたエアーギャップ形成 (update)
4. シリコン基板に電源線を埋め込む技術
   1. BPR (buried power rail) (update)
   2. BSPDN (backside power distribution network) (update)
5. 代替配線技術
   1. Coデュアルダマシン技術
   2. Subtractive RIE Ru, Mo, W配線 (update)
   3. 金属間化合物配線 (update)
6. まとめ
• 質疑応答