應材宣布成功導入鈷材料取代銅，延續摩 - 工程師

應材宣布成功導入鈷材料取代銅，延續摩爾定律發展先進製程

在當前針對高性能晶片的要求，希望不斷提效率，並且降低功耗，提升儲存空間的情況下
，透過延續摩爾定律，將先進製程不斷的向下發展就成為不可逆的發展方向。而這也是目
前晶圓代工龍頭台積電，在當前推出 10 奈米製程之後，陸續規劃在 2018 年及 2019 年
陸續推出 7 奈米及 5 奈米先進製程的原因。

不過，隨著先進製程往個位數奈米製程發展，則因為當前製程的銅材料導線會因為導電速
率的不足，無法滿足個位數奈米製程的需求，使得發展先進製程發展上碰上阻礙。因此，
應用材料在 2014 年就開始研發以鈷來取代銅，成為未來先進製程中導線材料的可能。如
今，在 17 日應用材料正式宣布，將在個位數奈米製程節點上陸續導入鈷材料，使導線的
導電性更佳和功耗更低，並且讓晶片體積得以更小，進一步推動摩爾定律得以延伸推進到
7 奈米，甚至到 5 奈米及 3 奈米以下的先進製程中。

根據應用材料表示，在先進製程中，半導體金屬沉積製程進入 7 奈米以下的節點時，要
如何生產連結晶片中數十億個電晶體的導線電路就成為技術關鍵。因為同時要擴增晶片上
電晶體的數量，而且還要建立系統整合晶片的封裝，因此必須縮小導線，並提升電晶體密
度。只是，在縮小導線的過程中，導線截面積越小，導電體積也跟著減少，這就會使得電
阻增加，使得導電性能下降。所以，要克服這種 「阻容遲滯」 的情況就必須透過新的技
術，包括在阻障層、內襯層等微縮製程上，以及運用新材料來改善導電性的問題。

因此，為了解決晶片內導線的導電性問題，應用材料運用新的鈷以取代傳統銅材料，並運
用先進的沉積製程技術，同時將物理氣相沉積、化學氣相沉積和原子層 3 種不同沉積製
程技術，整合在同一設備平台上。運用單一整合程序，製造出複雜的薄膜堆疊結構。用以
確保元件效能更高、良率更佳，並維持客戶競爭力與推進技術藍圖的持續發展。

據了解，以鈷材料全面取代銅材料當作導線的技術，應用材料預計將可能在 7 奈米製程
中進行先期測試與學習過程，然後在 5 奈米製程上進行全面性的導入。至於，材料的更
換後，在機台設備則可望沿用沿用當前的 Endura 平台，透過進行技術及零件升級，即可
進一步採用鈷材料來當作導線材料。

應用材料表示，未來若以鈷取代銅成為先進製程上的導線關鍵材料之後，預期因為導電性
更佳，而且擁有功耗更低等的優點，將可大幅減小晶片體積，使晶片的效能更優越。如此
也能進一步延續摩爾定律，使晶圓製造商如台積電繼續發展個位數奈米先進製程。

https://finance.technews.tw/2017/05/18/applied-materials/

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