配線

トランジスタの小型化を超えたイノベーションを実現する

ロジック回路のスケーリングには、トランジスタだけでなく、トランジスタに電力を供給し接続する配線技術の進歩も必要となる。AI GPUが数千億個のトランジスタと数千マイルに及ぶ相互接続へと成長するにつれ、抵抗と静電容量の増加に伴い、材料とプロセスの革新が不可欠となる。

アプライドマテリアルズは、相互接続技術と金属蒸着において業界をリードしており、Endura™システムは過去30年間に製造されたほぼすべてのチップの基盤となり、トランジスタと配線の両方における革新を推進してきました。最新のEndura™ CuBS Volta™ルテニウムCVDシステムは、真空下で7つのプロセス技術を統合し、選択的ALDバリアとボイドフリーの銅リフローによってビア抵抗を最大50%低減し、3nm以上のロジックスケーリングを可能にします。また、革新的なルテニウム・コバルト（RuCo）ライナーにより銅のためのスペースが広がり、ワットあたりの性能が向上します。

配線の性能は、金属そのものだけでなく、他の要素にも左右される。強化されたBlack Diamond™ PECVDシステム低誘電率材料は、増加する寄生容量に対して、より強力な化学結合ネットワークによって対応し、機械的強度を40%向上させることで、トランジスタ配線層の2nm以降の微細化を可能にします。Producer™ Viva™ 処理システムは、Endura銅析出技術と連携して最適化されており、より大きな銅粒子を成長させ、マンガン添加剤を表面に押し出すことで、配線抵抗を30%以上低減します。Opta™ CMPプラットフォーム上で行われる銅研磨により、各層がナノメートル精度で平坦化されます。これは、EUVの限られた焦点深度にとって非常に重要です。

これらのフロントサイドの進歩に加えて、バックサイドの電力供給が次の大きな相互接続の転換点となるだろう。前面側のネットワークは電力線と信号線をまとめて配線するため、混雑が発生し、電圧降下が最大50%にも達する。電源を裏面に移動することで、表面側の設計が簡素化され、抵抗と消費電力が低減され、同じリソグラフィでロジック密度を20～30%向上させることができる。Applied社は、フロントサイドにおける革新的な技術をバックサイドのアプリケーションにも移植することで、相互接続分野におけるリーダーシップを新たな市場領域へと拡大している。

業界がゲートオールアラウンド（GAA）トランジスタ、裏面給電、オングストロームスケールの微細構造へと移行するにつれ、それらを接続する配線は、デバイスそのものと同じくらい重要な役割を果たすようになる。アプライド社は、相互接続、そしてそれに依存するチップの発展を支える材料工学における画期的な技術を提供し続けていきます。