諾發(fā)系統(tǒng)(Novellus)日前宣布與IBM成立共同研究項目，將利用諾發(fā)之電鍍銅SABRE與電漿輔助化學氣相沉積VECTOR系統(tǒng)，設計出可制造3-D半導體銅硅穿孔(TSV)之制程，該新制程將可應用于小體積與低耗電的3-D整合產(chǎn)品。
使用TSV技術將半導體工業(yè)推往3-D整合是一股強烈的趨勢，將多種組件堆棧成類似三明治結構與用銅孔連接所有導電層，此技術增加了電路密度并使最終組件變小，透過每個組件間較短的連接長度，進而增加組件速度與較低的電力消耗，堆棧的結構也允許多種特定功能組件的組合，包含利用非同構型的整合，以符合現(xiàn)今不斷縮小之電子產(chǎn)品的需求，如手機、PDA及筆記本電腦。
然而，對于整合TSV到半導體制程，以至于新結構需同時具有高可靠度與低制造成本上，仍面臨數(shù)個重要挑戰(zhàn)。其一是于極深的高長寬比結構之無洞填充時，降低過多的銅沉積或承載，承載厚度會隨著TSV的形態(tài)而改變；另一個挑戰(zhàn)則需要低溫沉積介電薄膜的能力，如此一來，在TSV的制造流程中，芯片上熱預算才不至于超過標準。
諾發(fā)系統(tǒng)已發(fā)展出一套特殊高效的SABRE Electrofill@ TSV 制程，該制程使用享有專利權的設備，以及電鍍液達到最低過量銅之無洞填充，過多銅可降低75%，容許使用傳統(tǒng)的化學機械研磨(CMP)代替客制研磨泥漿；此外，SABRE的優(yōu)化TSV電鍍液提供較短的電鍍，因而能有較高的生產(chǎn)率。
為了解決低溫介電膜的需求，諾發(fā)系統(tǒng)的 VECTOR平臺搭配著獨創(chuàng)的多站連續(xù)沉積結構(MSSD)，使得具有穩(wěn)定且高良率的TSV制程，在崩潰電壓、漏電行為及芯片間的再現(xiàn)能力，與200度以下介電膜沉積的要求上成為可能。SABRE與VECTOR的應用簡化了TSV的制造流程，并開創(chuàng)了低成本、高效能3-D芯片的廣泛應用，諾發(fā)系統(tǒng)與IBM 將一起合作評估與研發(fā)制程應用于IBM的3-D整合項目。
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