Выполнен анализ технологических операций при изготовлении многоуровневых межсоединений современных СБИС методом Двойной Дамасцен и выделены проблемные операции. 1) Травление пористой внутриуровневой изоляции с ультра низким значением диэлектрической постоянной. 2) Нанесение металлических барьерного и зародышевого слоев на пористую поверхность вытравленных диэлектрических пористых промежутков, в которых будут формироваться медные проводники. 3) Низкая механическая прочность диэлектрических пористых промежутков между медными проводниками. 4) Недостаточная устойчивость медных проводников к отказам из-за электромиграции. 5) Быстрое увеличение удельного сопротивления медных проводников с уменьшением их ширины и ограниченные возможности компенсации этого явления при увеличении высоты проводников. Предложены возможные пути решения этих проблем: вначале изготавливаются горизонтальные медные проводники и далее в промежутки между проводниками встраивается пористый диэлектрик, используя золь-гель метод ХНР (химическое нанесение из растворов на центрифуге). Горизонтальные медные проводники можно изготовить используя метод стандартного одинарного Дамасцена, встраивая медные проводники внутрь временной маски, которая далее удаляется и заменяется пористым диэлектриком. В другом способе можно использовать локальное электрохимическое осаждение медных проводников, если на поверхность пластины предварительно нанести барьерный (БС) и зародышевый (ЗС) слои и на их поверхности сформировать временную маску с рисунком горизонтальных проводников вскрытую до поверхности зародышевого слоя. При этом способе осаждения медные проводники сразу после осаждения имеют текстурированную кристаллическую структурту, что упрощает получение удлиненных кристаллитов при последующей термической рекристаллизации, а поверхности проводников также локальным электрохимическим способом могут быть покрыты металлическим барьерным слоем, например из CoWP. Далее слои БС и ЗС удаляются. Аналогично, в промежутки между медными проводниками встраивается пористый диэлектрик с ультранизким значением диэлектрической постоянной. Рассматривается также следующий этап формирования межсоединений при создании многокристальных СБИС методом ЗД вертикальной сборки утонённых кристаллов, соединяя их между собой медными проводниками, пронизывающими насквозь кристаллы чипов способом ЗД ТСВ (3D TSV-through substrate via). С целью повышения отвода тепла от таких сборок и повышения механической прочности соединения кристаллов, одновременно с заполнением медью сквозных отверстий в кристаллах и формированием на их поверхностях микро бампов, их торцевые поверхности также покрываются медной пленкой и материалом микро бампов над поверхностью кристаллов.
展开▼
