诺发系统发表全新氮化钨(WN)制程

诺发系统日前宣布开发出一种创新的DirectFill化学气相沉积氮化钨(WN)线性阻隔膜，取代传统的物理气相沉积(PVD)金属钛及有机化学气相沉积法(MOCVD)氮化钛堆积成线性阻隔薄膜用于先进内存组件的钨接触传导和铜线互连传导应用。氮化钨(WN)薄膜沉积使用诺发系统的ALTUS多平台序列沉积(MSSD)架构及脉冲成核(PNL)专利技术。该 DirectFill制程沉积超薄，20埃氮化钨(WN) 比传统的物理气相沉积厚200埃氮化钛和钛堆栈，拥有更薄更好的膜电阻率和阻隔性能。这种超薄膜降低了钨电阻高达百分之三十，并扩展钨技术超越3Xnm的技术节点。

随着更快、更节能的存储元件功能和组件体积收缩方面的需求日益增加，进而导致要求将铜连接线制程整合到闪存(FLASH)和易失存储器(DRAM)装置。但是对于第一金属层还是沿用传统的铝制程之整合钨接触的链接信道使从第一层到铜及铝层。但若进而缩小尺寸到3Xnm技术节点以下，此一气相沉积钨的接触信道整合技术就会受到传统钛/ 氮化钛线兴隔绝层堆积产生的瓶颈效应的挑战。物理气相沉积钛在通道口的突起沉积减少了通过开放口的面积，可导致不完整的化学气相沉积钨填充，造成通道中间有不完整充填的空隙。金属有机化学气? 菬I积氮化钛 TiN薄膜必须沉淀到的最小厚度，以防止硅烷气体(钨塞填充过程中使用的气体)扩散并在通道接口形成高电阻率铜硅化物。一个不连续的氮化钛阻绝层可能导致六氟化钨攻击钛，造成火山形式缺陷。而这些物理气相沉积钛及有机金属气相沉积MOCVD氮化钛整合问题可能会导致更高的阻值，进而造成整体电性行为降低以及集成电路组件可靠度衰减。

诺发系统工程师已克服这些挑战，藉由发展单一步骤的DirectFill脉冲式成核= (PNL)氮化钨线性阻隔薄膜，取代传统的多步物理气相沉积钛 - 金属有机化学气相沉积 TiN薄膜堆栈。脉冲式成核层(PNL)氮化钨制程技术沉积一高度适形，20埃厚阻隔层与微观晶体结构，使其成为一个出色的低电阻率扩散障碍。适形性的沉积消除了与传统线性阻隔薄膜技术有关的阶梯覆盖和随后之填洞问题，而薄膜结构消除了导致铜硅化物的形成与火山缺陷的扩散屏障破坏机制。图 1显示了TEM图像一信道接触的钨铜互连，其中使用氮化钨薄膜作为阻隔层。TEM显示，高适形的氮化钨膜可导致无洞的钨填充以及在铜与钨/氮化钨的通道插塞之间有一干净的界面。此外，超薄、高适形的氮化钨层相较于传统的多步物理气相沉积钛 - 金属有机化学气相沉积 TiN薄膜堆栈，可降低信道电阻高达百分之三十，在此方面专利的多平台序列沉积(MSSD)程序提供了业界最佳之生产力。

直接金属事业单位副总裁暨总经理Aaron Fellis表示：「DirectFill氮化钨技术为内存组件客户提供一个先进的钨阻隔薄膜，消除了与传统PVD Ti - MOCVD TiN 线性阻隔薄膜相关的整合问题。新氮化钨膜的优越性能及整合效能，使我们的顾客可扩展铜互连性能超越3Xnm技术节点。」