Terobosan IBM dalam Teknologi BEOL 7nm: Litografi EUV dan Metalisasi Kobalt Dorong Chip Generasi Berikutnya
Dr. Griselda Bonilla memimpin tim Teknologi Interkoneksi BEOL Canggih IBM Research sebagai Senior Manager, memimpin terobosan yang meningkatkan solusi interkoneksi on-chip (BEOL) terdepan industri. Kami berbicara dengan dia sebelum presentasi timnya di Konferensi IITC/AMC di San Jose, California, minggu ini.
Pertama, ceritakan sedikit mengapa teknologi 7nm menjadi hal yang begitu besar.
Griselda Bonilla: Node 7 nm adalah tonggak kunci untuk sistem generasi berikutnya—cloud, big data, komputasi kognitif, dan seluler. Setelah investasi sebesar $3 miliar pada 2014 dan kolaborasi dengan New York State, GLOBALFOUNDRIES, dan Samsung, inovasi kami dalam bahan, alat, dan proses dapat memberikan peningkatan daya-kinerja hingga 50 % untuk platform-platform ini. Mencapai tonggak 7 nm melalui bahan baru dan litografi EUV adalah indikator kuat dari potensi ini.
Apa peran Anda dalam chip tes node 7nm terobosan tahun lalu?
GB: Saya mengelola tim multifungsi besar yang mendefinisikan dan mengembangkan teknologi interkoneksi baru yang andal pada pitch 36 nm.
Seperti apa progresnya sejak terobosan tahun lalu?
GB: Perjalanannya sangat memukau. Skalabilitas BEOL tetap menjadi tantangan yang signifikan untuk node CMOS modern, termasuk node 7 nm yang kami kembangkan. Fokus kami adalah interkoneksi back-end-of-line yang menghubungkan transistor, kapasitor, resistor, dan lebih banyak lagi. Kabel tembaga yang kami kerjakan sekarang berukuran kurang dari 1/20 dari interkoneksi Cu asli yang diperkenalkan hampir dua dekade yang lalu. Untuk pertama kalinya, kami telah menunjukkan interkoneksi yang diskalakan secara agresif menggunakan litografi ultraviolet ekstrim (EUV), menawarkan fleksibilitas tak tertandingi dalam desain sirkuit—keuntungan kritis saat teknik pola lainnya semakin kompleks dan terbatas.
Ceritakan tentang Konferensi IITC/AMC. Apa yang Anda sajikan, dan mengapa ini adalah tempat yang tepat untuk memperkenalkan karya Anda?
GB: Konferensi IITC/AMC adalah pertemuan utama untuk penelitian BEOL, yang mempertemukan pemimpin industri dan akademisi untuk bertukar kemajuan terbaru. Kami diundang untuk menyampaikan dua pidato: "Teknologi BEOL 7 nm" dan "Co-Optimisasi Desain Teknologi BEOL untuk Teknologi Di Atas 7 nm." Rekan saya, Dr. Theo Standaert, memimpin tim yang menyusun makalah teknologi BEOL 7 nm kami dan bertanggung jawab untuk mendefinisikan dan memvalidasi solusi interkoneksi untuk node masa depan. Selain itu, kami menyajikan enam pidato kontribusi dan empat poster yang mencakup metrik kinerja BEOL utama, metode integrasi baru, dan bahan. Aliansi IBM Research meraih lebih banyak makalah dan pidato di konferensi tahun ini.
Ceritakan lebih banyak tentang Aliansi. Bagaimana GLOBALFOUNDRIES, SUNY Polytechnic Institute, dan mitra lain berkontribusi?
GB: Kolaborasi ini adalah fondasi. Mereka memungkinkan eksplorasi inovasi BEOL canggih melalui campuran unik keahlian penelitian mendalam IBM, keahlian manufaktur GLOBALFOUNDRIES dan Samsung, dan inovasi akademis serta kepemimpinan SUNY Poly.
Close-up chip tes node 7 nm IBM yang diproduksi di SUNY Poly CNSE di Albany, NY. (Darryl Bautista/Feature Photo Service for IBM)
Bahan saluran SiGe dan litografi EUV ditandai sebagai terobosan tahun lalu. Apa bahan atau teknik komplementer baru yang digunakan sekarang?
GB: Kami menonjolkan metalisasi kobalt pada tingkat kontak, bersama dengan inovasi teknis yang diperlukan untuk mencapai interkoneksi BEOL yang andal pada dimensi yang agresif ini.
Apakah artinya kemajuan ini dalam hal kemampuan untuk memproduksi chip 7nm secara massal?
GB: Mereka memungkinkan skalabilitas interkoneksi melanjutkan ke node 7 nm dengan hasil dan keandalan yang terbukti. Kami akan menyajikan evaluasi lengkap pertama dalam industri atas metalurgi kontak/interkoneksi lokal terobosan, yang menargetkan penurunan resistensi kontak 2,5 kali—kritis untuk mengatasi hambatan kinerja yang parah yang disebabkan oleh resistensi tinggi pada CMOS ULSI 10 nm dan 7 nm.
Apa signifikansi terobosan interkoneksi lokal?
GB: Ini merupakan perubahan pertama pada metalurgi kontak sejak awal proses damascene—teknik tambitif yang menciptakan interkoneksi Cu—hampir 25 tahun yang lalu. Kemajuan ini sangat penting untuk teknologi 7 nm, menawarkan jalan nyata untuk mengurangi hilangnya kinerja yang terkait dengan kontak tungsten tradisional.
