蚀刻技术的进步

让我们非常非常小。

从领先的半导体公司和他们的客户指令迫使整个半导体供应链想出新的方法来设计和制造微型芯片的尺寸。当前推动10 nm和7海里,但研发5和3 nm已经在进行中了。

从另一个角度看,大约有两个硅原子在1纳米线宽的芯片。这帮助解释了为什么行业采用原子层沉积(ALD)第一,为什么现在搬到原子层腐蚀(啤酒)。

这些都是极其微小的尺寸,和利润很高的公司可以开发提高生产力的方法。阿森纳的腐蚀是一个重要的工具。战略和市场营销副总裁Uday Mitra腐蚀和模式应用材料说,蚀刻设备市场在2015年价值62亿美元,高于39亿年的2014美元。啤酒是下一个重大机会在这个空间,它吸引了一些最大的设备makers-Applied的注意,林的研究,东京电子和日立高新技术。

啤酒一直潜伏在阴影里一段时间。这是1988年第一次专利,但即使在今天它不是许多腐蚀所需的应用程序。其关键作用3 d与非闪存设备,高选择性蚀刻需要高纵横比的面具,随着通道形成和楼梯接触。啤酒可以提供高精度的楼梯腐蚀,密特拉。

”通常是最后一步在某些应用程序中,”他说。“啤酒可以通过任何传统蚀刻反应堆,和原子层控制使用的所有腐蚀制造商。但高度选择性腐蚀是新东西。”

多模式光刻技术,这是用于制造许多芯片今天,突显出在选择性蚀刻的重要性,根据密特拉。有很多层新材料参与模式栈,包括三个hard-mask层,如英特尔在彩色模式所使用的技术。在3 d芯片有高度复杂的结构,他说。

今年早些时候,应用材料介绍其应用生产商Selectra系统原子水平与介质腐蚀,金属和半导体的电影。ALE系统是在批量生产铸造,逻辑,和内存芯片制造商,该公司的历史上是增长最快的产品。

适合这个市场的总体情况。“蚀刻设备增长速度快于总半导体设备市场,主要是由于喷的多模式记忆和逻辑设备,“Navin Rajendra说,高级研究员Technavio行业经理市场。

几个月前,林的研究进入市场。它添加啤酒能力Flex介质腐蚀系统大批量生产,拥有公司的先进的混合模式脉冲(AMMP)技术。AMMP科技使啤酒的电介质电影,如二氧化硅、为下一代和铸造的应用程序逻辑。

说:“啤酒打开了一个全新的世界,托尔斯滕莉儿,林副总裁新兴蚀刻技术和系统。“我们正在探索的白衬衫,原子层腐蚀可以发挥出它的力量。首先我们介绍了今年早些时候申请腐蚀介质材料,逻辑,和接触。除此之外,我们正在调查蚀刻硅和硅锗材料。这些可以high-aspect-ratio鳍,或者他们可能是gate-all-around基本上,这是纳米线。另一个有趣的应用程序可能是一个相当大的field-line-edge粗糙度降低EUV抗拒。的问题陈述有直线边缘粗糙度对EUV抵制是函数的源动力和剂量。实际上,吞吐量是源动力和剂量的功能。”

莉儿指出EUV和啤酒之间存在协同效应。原子层腐蚀可以提供非常高的选择性和非常好的性能,他补充道。

对3 d NAND,啤酒仍然是一项新兴技术。”客户规模3 d NAND越来越规范,他们缩小层/规范的大小,将用例原子层腐蚀。但这仍然是局年初,过早谈论,”莉儿说。啤酒没有多大用处的动态随机存取记忆体生产,但是这可能会改变EUV光刻在大批量生产,他补充道。啤酒也适用于多重图像光刻。

得到选择性
反应离子刻蚀仍然是半导体产业的核心技术,并有可能在一段时间内保持其世界第一的地位。但趋势是选择性。林看到更多的物理腐蚀和化学蚀刻设备尺寸缩小和多重图像的变化成为一个问题。但反应离子腐蚀是多才多艺的,完善的,离子和原子之间的协同作用,所以啤酒是在反应离子腐蚀建筑之上。“我们可以很好地了解发生了什么,“莉儿说。“重要的是重复性和易于调整,易于过程开发。这就是我们兴奋,除了性能。”

东京电子认为啤酒是高级逻辑设备的最佳解决方案,高选择性、低损伤和临界尺寸一致性,和垂直形式,根据Yoshinobu Mitano副总裁和总经理的电话的蚀刻系统业务单元。

电话是专注于存储芯片的high-aspect-ratio接触过程,在过程控制晶片边缘。该公司提供其Tactras等离子体蚀刻系统Tactras Vigus过程为啤酒室。

此人Sekiguchi,副总裁和总经理的电话的先进的半导体技术部门,需要注意的多个芯片层的原子水平精度。翅片结构,例如,用重复的步骤制作的原子层沉积和精密蚀刻称为自对准多重图像,他说。与音高走动可能有问题。“你要看总集成解决方案,“Sekiguchi说。

需要许多不同的方法,但啤酒已成为一个关键。

“几乎任何类型的垂直结构需要的事情,一种处理控制,“集成电路研究社的总裁李斯特·怕哈卡说,超大规模的研究。“这就是驾驶它。会有一些时候,人们弄清楚如何使用——能够扩展应用程序不同的水平,就像“肾上腺脑白质退化症”。电影的需求ALD现在要求腐蚀,也变得越来越严峻。其用例应用程序将扩大,因为它变得更已知的和可用的。这是他们的方式扩大业务。每个用例使用很多腐蚀装置或很多“肾上腺脑白质退化症”的工具。但是如果你可以扩大这些应用程序,保持业务。”

市场和司机
3 d产品细分的NAND闪存设备,逻辑芯片,达利克,这是推动销售的3 d NAND腐蚀装置,根据Puhakka。“这是推动蚀刻的真的,真的很难。它的腐蚀量的3 d NAND闪存。它只是辽阔地高于其他任何过程。逻辑现在做得很好,因为台积电正在很强烈,我们说话。增加一个额外的3 d NAND现在需求因素。我们预计明年DRAM是强大的,。”

spacer-related逻辑集成电路生产的增长,他补充道。

“很明显所有原子水平控制,“Puhakka说。“不管怎样,这就是行业显然是移动。需求是存在的。这项技术仍然是新兴的。当然,建立“肾上腺脑白质退化症”,但啤酒是一种新兴技术。司机非常清楚。你需要有非常先进的沉积原子水平控制。”

这一观点正回荡在半导体行业。“直到最近,啤酒是仅限于实验室研发的目的,“Technavio的Rajendra说。“啤酒工具是缓慢而昂贵的比传统的蚀刻方法,如干蚀刻。此外,随着10 nm和较小的节点大小,啤酒被引入工厂层面,在选择性蚀刻在原子水平和精确的方式。啤酒是用于准确和精确的腐蚀,主要是用于规模较小的节点传统蚀刻方法是无效的。因此,对于下一代记忆和逻辑设备,啤酒将在一个方便的工具。例如,个人之间的差距14 nm finFET的鳍是大约35到40埃。与小型化,半导体行业将会进化到更小10 nm或7海里finFETs的差距将会在10到15埃,这肯定需要一个精确的蚀刻工具。啤酒是理想的解决方案。随着设备按比例缩小到原子水平,消除层使用传统的蚀刻方法变得越来越复杂。 ALE is gaining traction because it offers high selectivity and low damage. 3D NAND, DRAM, and finFETs are the prominent chips being made using ALE.”

Rajendra指出,在最先进的节点,“深结构容易弯曲、倾斜、扭曲,或者过早腐蚀停止。使用ALE可以消除这样的漏洞…芯片制造商需要精确的在维护设备的尺寸,因为它会影响性能,出错率、速度、和持久性。这项新技术将监控晶圆表面蚀刻实时,与纳米分辨率。这是可能的,因为这种技术使用一种特殊类型的显微镜,利用两束光测量地形非常精确。这个方法是低成本,更快,和更少的噪声与传统方法相比,也没有监控蚀刻在进步。此外,该方法是纯粹的光,因此没有接触半导体表面。这将允许制造商监控整个晶片,而不是逐点详述的。”

结论
多年来,啤酒是一个技术的市场。随着特征尺寸不断缩小,精度的必要性变得越来越普遍在多个生产步骤,使用这种技术将继续增长。

经过近二十年,啤酒是最后一次主流的纳米。

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