諾發(fā)系統(tǒng)日前宣布開發(fā)出一套全新先進的銅阻障底層物理氣相沉積(PVD)制程，其將用于新興的貫穿硅晶圓通路(TSV)封裝市場，該制程使用諾發(fā)INOVA平臺，并搭配特有的中空陰極電磁管(HCM)技術(shù)制造出高貼附性的銅底層，相較于傳統(tǒng)PVD方法于TSV的應(yīng)用，可降低厚度至原有的四分之一，該HCM TSV制程提供卓越的側(cè)壁及底部覆蓋，能使后續(xù)的TSV電鍍達成無洞填銅。

相對于傳統(tǒng)二維的接腳型芯片封裝技術(shù)，貫穿硅晶圓通路(Through Silicon Via-TSV)能夠進行三維堆棧式封裝方式，也就是將多個芯片朝上相互堆棧以形成降低空間阻礙之三維結(jié)構(gòu)。此三維堆棧的芯片與短式含銅之TSV相互連接，因而產(chǎn)生更高的裝置速度以及較低的功耗。對于目前消費類電子產(chǎn)品而言，三維堆棧之TSV提供了更高之功能密度，以及更小的封裝機臺占地面積。

TSV 的銅互聯(lián)是利用傳統(tǒng)的雙鑲嵌式沉積序列的物理氣相沉積銅阻障層，其依循著電化學(xué)填銅方式去制造支柱，以使芯片相互連接。與傳統(tǒng)相比，雙鑲嵌式銅互連結(jié)構(gòu)，其TSV圖形極深，在一些情況下最多可至200 微米。此高長寬比結(jié)構(gòu)使適形阻障層的沉積極具挑戰(zhàn)性，在后續(xù)的含銅 TSV 填充階段中，無適形阻障層擁有最小的側(cè)壁覆蓋力，并且會導(dǎo)致空洞的形成，因而直接影響了裝置的可靠性。傳統(tǒng)的TSV序列已經(jīng)找到了解決此問題的幾種方法，其中一種方法即是藉由TSV蝕刻制程去放松長寬比，以產(chǎn)生非垂直型的側(cè)壁，然而這卻增加了后續(xù)的物理氣相沉積之階段覆蓋力，它限制了最大可達之封裝密度；而另一種方法是沉積較厚的銅阻障層，期許在TSV功能內(nèi)能夠達到足夠的側(cè)壁覆蓋能力，盡管這會產(chǎn)生較高的耗材成本以及低系統(tǒng)吞吐量，也因而導(dǎo)致一個昂貴的制造過程。

諾發(fā)系統(tǒng)的工程師開發(fā)了一種基于 HCM 先進銅屏障種子制程為TSV所應(yīng)用，其解決了技術(shù)上的挑戰(zhàn)和與傳統(tǒng)方法相關(guān)聯(lián)的高生產(chǎn)成本。創(chuàng)新的技術(shù)是基于物理氣相沉積制程腔體內(nèi)使用專利的環(huán)永磁鐵，而產(chǎn)生強的局部電離子場，其可產(chǎn)生一個增強的離子密度于TSV 結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上。另外，增加這個區(qū)域的離子密度，會讓較分散的濺鍍薄膜沉積在結(jié)構(gòu)的側(cè)邊，如此可得到一個更為完好的沉積，此完好的沉積過程消除了圓錐側(cè)壁的需要，并允許用于 TSV 應(yīng)用的沉積膜厚度要比典型 PVD 種子層薄四倍。諾發(fā)系統(tǒng)的先進種晶制程可以于垂直側(cè)壁鍍 2000 A 厚的銅種晶層，填滿在TSV 60 微米深、10: 1 長寬比的架構(gòu)下，并達到無孔洞的結(jié)果。傳統(tǒng)的物理氣相沉積方法需要一個 8000 A 厚的種晶層來獲得相同結(jié)果。相對于傳統(tǒng)的物理氣相沉積方法，4倍薄的TSV種晶層使得系統(tǒng)吞吐量大幅增加，并減少大于 50%的耗材成本。

諾發(fā)系統(tǒng)半導(dǎo)體系統(tǒng)產(chǎn)品執(zhí)行副總裁Dr. Fusen Chen表示：「對于TSV 三維技術(shù)在先進的半導(dǎo)體封裝應(yīng)用上具有相當?shù)男拍?，我們深相信其可解決技術(shù)和生產(chǎn)效率的挑戰(zhàn)。諾發(fā)系統(tǒng)新的先進種晶制程解決了TSV整合上對銅的屏障及種晶兩部分的挑戰(zhàn)，并讓結(jié)果都導(dǎo)向一個薄、 高適形薄膜，且滿足具有優(yōu)秀的物理氣相沉積系統(tǒng)吞吐量」。

關(guān)于諾發(fā)系統(tǒng)銅阻障底層物理氣相沉積 (PVD)技術(shù)
對于銅阻障底層之應(yīng)用，諾發(fā) INOVA NExT PVD系統(tǒng)以專利的中空陰極電磁管(HCM) IONX技術(shù)特色，提供高度覆蓋之阻障層與可調(diào)變的底層，可延續(xù)PVD技術(shù)至20奈米及以下。

關(guān)于諾發(fā)系統(tǒng)
諾發(fā)系統(tǒng)是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中領(lǐng)先的先進制程工藝設(shè)備供應(yīng)者。該公司產(chǎn)品支持的創(chuàng)新技術(shù)及提供信賴生產(chǎn)力為客戶創(chuàng)造價值。是標準普爾500 (S&P 500)強公司之一，諾發(fā)系統(tǒng)的總部設(shè)在加州圣荷西，其附屬辦事處遍布全球。欲了解更多信息，請瀏覽www.novellus.com。