65 nm技术节点的CMP技术

概述了全球CMP设备市场和65nm技术节点CMP技术面临的挑战,给出了65nm技术节点铜工艺的解决方案及CMP后清洗技术。     

ATE应对90nm及以下节点良率问题

正如2007版国际半导体技术蓝图（ITRS）所提到的,自动测试设备（ATE）所面临的最紧迫的技术挑战便是“促进良率提高的测试”,特别是对于90、65、45nm和未来工艺节点上的晶圆工艺和器件良率学习。     

45nm时代的铜互连：渐进式的改变

“尽管45nm及以下技术节点的铜互连技术已经相对成熟,但是仍需要继续研发新的材料和新的工艺以满足器件方面更高的需要。”来自Novellus的Dr．Bob Havemann在5月28日举办的第五届铜互连及相关技术国际研讨会上讲到,“超低k值的介电材料、更薄的低电阻率的阻挡层,以及低缺陷率的CMP研磨剂都是未来几年内铜互连最有希望的改变点,尽管这种改变可能只是微小的、渐进式的改变。”     

基于45 nm技术的ULSI互连结构的温度模拟

应用自行建立的准二维简化模型，计算了三种基于45nm节点技术的ULSI九层低介电常数介质互连结构的温度升高。与ANSYS的分析对比表明，简化模型误差为7．7％。三种互连结构中，结构Ⅲ设计具有最佳的散热能力，不仅工作时绝对温升小，而且随衬底温度和介质导热系数的温升加大也小；结构Ⅰ的散热能力良好，结构Ⅲ最差。对三种互连结构的尺寸分析表明，层间介质的厚度对互连系统的温升影响大，必须在电学模拟和温度模拟完成后找到一个最佳厚度值，以保证既有好的散热条件，又有利于减小RC延迟。互连结构的温升随电介质导热系数的减小呈二阶指数升高，特别当介质导热系数小于0．1W／℃·m时，互连结构设计将会成为器件温升和系统可靠性的关键所在，引入新技术或许势在必行。     

超深亚微米集成电路可靠性技术

就超深亚微米集成电路中高k栅介质、金属栅、Cu/低k互连等相关可靠性热点问题展开讨论,针对超深亚微米集成电路可靠性问题,提出可靠性设计、生产过程的质量控制、可靠性评价与失效分析是集成电路可靠性综合评价与保证的核心思想,为产品可靠性评价与保证提供指导性参考.     

互连宽度对铜互连应力可靠性的影响

基于Cu的随动强化模型,用二维有限元分析方法,模拟分析了不同互连宽度对Cu互连热应力分布的影响。研究发现,当互连尺寸减小到一定宽度后,静水应力先减小,后略有增加;随线宽的减小,等效塑性应变的最大值逐渐减小,塑性应变最大值的位置由Cu互连上界面处转向Cu互连上界面边角处,而发生等效塑性应变的区域先减小后增加。讨论了在不同Cu互连结构条件下,应力状态和塑性应变对Cu互连可靠性的影响。     

亚65 nm及以下节点的光刻技术

由于193 nm浸入式光刻技术的迅速发展,它被业界广泛认为是65 nm和45 nm节点首选光刻技术.配合双重曝光技术,193 nm浸入式光刻技术还可能扩展到32 nm节点,但是光刻成本会成倍增长,成品率会下降.随着ASML在2006年推出全球第一款EUV曝光设备,人们纷纷看好EUV技术应用到32 nm及以下节点,但是它仍需克服很多技术和经济上的挑战.对于22 nm节点,电子束直写是最可行,成本最低的候选方案,业界将在它与EUV技术之间做出抉择.     

超深亚微米集成电路中的互连问题--低k介质与Cu的互连集成技术

半导体集成电路技术的发展对互连技术提出了新的需求,互连集成技术在近期和远期发展中将面临一系列技术和物理限制的挑战,其中Cu互连技术的发明是半导体集成电路技术领域中具有革命性的技术进展之一,也是互连集成技术的解决方案之一.在对互连集成技术中面临的技术与物理挑战的特点和可能的解决途径概括性介绍的基础上,重点介绍和评述了低k介质和Cu的互连集成技术及其所面临关键的技术问题,同时还对三维集成互连技术、RF互连技术和光互连技术等Cu互连集成技术之后的可能的新一代互连集成技术和未来互连技术的发展趋势给予了评述和展望.     

超深亚微米集成电路中的互连问题--低k介质与Cu的互连集成技术

半导体集成电路技术的发展对互连技术提出了新的需求,互连集成技术在近期和远期发展中将面临一系列技术和物理限制的挑战,其中Cu互连技术的发明是半导体集成电路技术领域中具有革命性的技术进展之一,也是互连集成技术的解决方案之一.在对互连集成技术中面临的技术与物理挑战的特点和可能的解决途径概括性介绍的基础上,重点介绍和评述了低k介质和Cu的互连集成技术及其所面临关键的技术问题,同时还对三维集成互连技术、RF互连技术和光互连技术等Cu互连集成技术之后的可能的新一代互连集成技术和未来互连技术的发展趋势给予了评述和展望.     

SMT互连组件在热循环中的可靠性预计模型

电子设备中表面安装器件和电路基板以及焊接材料的热膨胀系数差异,使得SMT互连组件在热循环条件下产生热膨胀失配,在焊接处产生热应力,在长时间的交变应力的作用下,焊接处遭到疲劳破坏而使设备工作失效,这就是SMT互连组件在热循环条件下的基本失效机理。文中还介绍了美国MIL—HDBK—217F NOTICE Ⅱ公布的表面安装连接组件可靠性预测lSMT模型。给出一系列具有实用价值的参数。     

薄膜的光谱椭圆偏光计量从容面对45nm及以下节点

光谱椭圆偏光法仍然会是薄膜监测的可选择技术．而且将满足日趋复杂的65和45nm计量需求。     

穿透硅通孔互连结构的湿-热应力有限元分析

对穿透硅通孔(TSV)互连结构的湿-热应力问题进行了有限元分析。首先模拟了在二氧化硅和氢基半硅氧烷(HSQ)低k材料TSV互连结构在回流焊过程中,因热膨胀系数不匹配而引入的热应力,然后预测了HSQ基TSV互连结构在潮湿环境下因湿膨胀系数不同引起的湿应力,以及湿-热环境下的湿-热应力分布。结果表明:湿气会提高TSV结构界面处的等效应力,但湿气对铜线中的应力影响较小。湿-热应力集中主要出现在HSQ材料和与之相邻的硅上。与SiO2基TSV结构相比,HSQ基TSV结构中铜线上的应力集中得到改善,但HSQ和硅界面上的应力集中有所增加。     

无铅化组装对印制板组件互连可靠性的影响

无铅化工艺会对互连可靠性带来冲击,无铅化装配和返修会使工艺窗口变窄,对PCB组件来说以往可以最低程度接受的现象,现在成为了缺陷。无铅化组装要求在铜、基础材料和设计之间进行均衡,以确保可靠性。     

面向分层解耦的虚拟节点可靠性设计

首先把随机事件的概念引入通信过程,介绍了串并联的可靠性算法;其次,分析了虚拟主机、集群、spine-leaf 交换网的可靠性设计及其计算方法;最后,基于各组成单元的连接关系,提出了虚拟节点的可靠性设计方案及其可靠性算法。     

基于缺陷统计分布的IC互连线可靠性模型

讨论了电路在直流和脉冲直流工作情况下互连线的寿命,并重点考虑了工艺缺陷软故障的影响,提出了新的互连线寿命估计模型.利用该模型可以估算出在考虑缺陷的影响时互连线的寿命变化情况,这对IC电路设计有一定的指导作用.模拟实验证明了该模型的有效性.     

基于缺陷统计分布的IC互连线可靠性模型

讨论了电路在直流和脉冲直流工作情况下互连线的寿命 ,并重点考虑了工艺缺陷软故障的影响 ,提出了新的互连线寿命估计模型 .利用该模型可以估算出在考虑缺陷的影响时互连线的寿命变化情况 ,这对 IC电路设计有一定的指导作用 .模拟实验证明了该模型的有效性     

在跌落撞击负载条件下的键合互连可靠性测试

在大多数移动通信装置的寿命中最常见的故障是通过跌落撞击产生的。这是当今通过跌落撞击测试的方法测得的,该方法已经通过了JEDEC标准。然而这种方法相当耗时,且复验性方面还存在着一些问题。报道的研究是在与焊凸冷拉相关联的跌落撞击测试情况下完成的,这两者之间可以替代。本研究方法旨在了解引起故障的机械负载,并不仅仅是适合于数据。因此,跌落撞击测试便成为一种模式并备用来验证这一模式的试验,它将成为未来的处理方式。完成的焊凸冷拉测试研究证实,该测试未将焊凸偏移至一种确定的故障模式,测试研究的结果以及有关焊凸的模拟情况一并作了阐述。两种测试似乎是测试了相同的现象,根据来自CBP(cold bump pull)的结果表明与跌落撞击测试的情况相同,但由于模拟和试验工作尚未完全结束,其中的详情暂无法提供。     

基于人工神经网络的IC互连可靠性研究

鉴于有限元分析耗时耗资源的缺点,为了加速集成电路的互连可靠性分析,提出将传统的有限元建模和人工神经网络(ANN)建模技术结合来实现IC的建模和仿真分析.采用有限元ANSYS参数化设计语言(APDL)实现IC三维模型的自动构建和原子通量散度(AFD)计算,之后通过对计算所得的可靠性数据进行训练和测试,采用神经网络技术对模型的输入输出关系进行建模,使模型达到足够高的精度.神经网络模型构建好之后,可以在短时间产生一个可靠性数据库.通过对数据的统计分析可以得到电路在不同条件下的互连可靠性,进而分析各因素对电路互连可靠性的影响,为集成电路的互连可靠性分析和设计提供重要指导.     

40nm节点低阻接触栓的电迁移可靠性优化

研究了40 nm工艺中低阻值接触栓的电迁移性能的提升。高性能芯片要求接触栓电阻尽可能小,而接触栓尺寸的减小使低电阻率钨成为必然选择。新材料的引入和尺寸减小等因素使传统工艺中较为稳定的接触栓的电迁移可靠性面临新的挑战。通过减少电化学腐蚀、改善金属填充、强化界面结合力及减少应力失配等,形成综合性解决方案。最终封装级电迁移可靠性测试结果为:激活能Ea为0.92 eV,电流密度指数n为1.12,寿命为86.3年(超过10年的标准)。与最初工艺相比,消除了顶部腐蚀和中心空隙的缺陷形貌,接触栓电阻优于设计标准,抗电迁移寿命提高超过一千万倍,极大地提高了接触栓的电迁移性能。     

射频功率放大器互连可靠性的神经网络建模研究北大核心CSCD

以一个GaAs单片微波集成电路功率放大器为例进行了三维互连可靠性建模与分析,提出将人工神经网络技术与传统的有限元分析方法相结合来实现电路互连可靠性的快速预测,有效地克服了有限元分析耗时耗资源的缺点。通过训练从ANSYS得到的可靠性数据,人工神经网络技术可以快速构建该模型的输入输出关系,进一步分析建模得到的互连可靠性数据库,进而得到该功率放大器可靠性最佳的晶体管尺寸和工作条件,这为集成电路的互连可靠性设计和分析提供了重要指导。