Back-End of Line

Das Back-End of Line (BEoL) umfasst die Prozesse von der Kontaktebene bis zur vollständigen Prozessierung der Wafer vor dem elektrischen Test, also das gesamte Leitbahn- und Kontaktsystem (Interconnectsystem) einschließlich der Passivierung.

Die fortschreitende Skalierung hat in den letzten 10 Jahren auch im BEoL zu einer Reihe von Veränderungen geführt, die jedoch produktabhängig unterschiedlich ausgeprägt sind. Während die Transistoren schneller schalten, je kleiner sie werden, begrenzen die Leitbahnen zunehmend diesen Geschwindigkeitsgewinn. Das Widerstands-Kapazitätsprodukt (RC-Produkt) des Kontakt- und Leitbahnsystems steigt mit verringerten Abmessungen und somit nehmen auch die Signallaufzeiten zu. Geeignete Materialien können zu einer Widerstands- und Kapazitätsverringerung beitragen und somit den Leistungsverlust im Interconnectsystem kompensieren. Während die vergangene Dekade durch die Einführung der Kupfertechnologie und von low-k-Dielektrika geprägt war, sind zukünftig weitere Innovationen und Herausforderungen durch den Einsatz neuer ultra-low-k-Materialien und Prozesse (z. B. ALD für ultradünne Schichten) zu erwarten.

Die Abteilung BEoL beschäftigt sich in enger Kooperation mit dem ZfM der TU Chemnitz mit Material-, Prozess-, und Technologieentwicklung für Interconnectsysteme sowie mit der Modellierung und Simulation von Prozessen, Equipment und Interconnectsystemen. Einen Schwerpunkt stellt dabei die Integration von low-k-Materialien dar, deren Eigenschaften ein modifiziertes und dem jeweiligen Material angepasstes Integrationsschema erfordern. Eine erfolgreiche Integration der ultra-low-k Materialien wird durch elektrische Zuverlässigkeitsuntersuchungen und Untersuchungen der Langzeitstabilität geprüft. Weiterhin werden neue Interconnectarchitekturen, gegenwärtig insbesondere Airgaps, entwickelt. Dabei wird nicht nur die Herstellbarkeit der Airgap-Strukturen untersucht, sondern auch deren Einfluss auf das elektrische, thermische und mechanische Verhalten des Interconnectsystems.

Die Entwicklung neuer Technologien erfordert neue oder optimierte Prozesse und Anlagentechnik. Aus diesem Blickwinkel, aber auch für existierende Prozesse werden fortgeschrittene Modelle und Simulationstools für PVD-, CVD- und CMP-Verfahren bereitgestellt. Sie unterstützen die Entwicklung verbesserter Abscheide- und Polierverfahren durch Optimierung der Prozessparameter, des Reaktoraufbaus und der Strukturtopografie.

Die Abteilung kooperiert mit den Instituten im Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik, insbesondere mit dem CNT, IISB und IZM.

 

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