选择性各向同性蚀刻是制造新型闸门全能结构的关键。
缩放(缩小晶体管和存储单元等芯片中的微型设备)从来都不是一件容易的事,但要使下一代先进的逻辑和存储设备成为现实,就需要在原子尺度上创造新的结构。在处理如此小的维度时,几乎没有变化的空间。
使问题更加复杂的是,需要向各向同性或在所有方向均匀地去除材料。随着设备架构的变化以追求更高性能的芯片,需要新的工艺。例如,在栅-全能(GAA)结构中,牺牲硅锗(SiGe)层需要通过各向同性蚀刻部分或全部去除,同时不损失或损坏邻近的硅层。
从finFET到GAA的过渡驱动了关键的各向同性选择性蚀刻要求。
精确的选择性蚀刻在下图所示的四种材料示例中表现得最好,其中典型的要求是以精确的量蚀刻绿色所示的材料,并以控制的各向同性轮廓角蚀刻-而不蚀刻或损坏任何其他层。
精密表面处理需要对其中一层进行材料属性修改,以提高器件性能,同时不损坏或修改其他层。
在创建当今的器件结构时,一个常见的处理步骤包括去除硅(Si),同时留下氧化硅(SiO2)层。在离子蚀刻中,我们使用遮罩来控制去除的薄膜,以保护不应该去除的层。
通过我们的选择性蚀刻产品,我们可以选择性地只去除硅,并留下氧化硅,方法是创建一个能量高于Si-Si键能(3.4 eV),但小于硅和氧(Si-O)键能(8.3 eV)的极低的蚀刻剂通量——4.9 eV的相对较小范围。
然而,新材料的范围却小得多。例如,在GAA器件中仅去除SiGe层而不去除相邻Si层需要小于0.3 eV的能量转弯。
真正精确的选择性蚀刻需要高级的高分辨率能量调谐作为系统设计的基本部分。这种能力远远超过了传统的“批量”蚀刻方法所支持的性能水平。此外,它需要添加的步骤、工艺和腔室的复杂组合,以满足对原子层精度的严格要求,这是Lam选择性蚀刻产品设计的核心。
新材料推动了对高分辨率能量调谐的需求。
Lam新的精密选择性蚀刻工具和表面处理套件有望加速芯片制造商的3D逻辑和内存路线图,这是半导体行业的重大进化飞跃。
支持客户的3D路线图需要在源技术、化学、材料科学和其他激进的舱室硬件设计方面进行大胆的新发展。我为我们在Lam组建的团队感到非常自豪,他们使这些产品成为现实,其中包括一些专注于开发源技术和改变游戏规则的室内硬件设计的顶级技术人员,以及一群专注于开发新型化学物质的化学家,以支持我们的蚀刻工艺和表面处理创新方法。他们与我们的客户以及跨技术专业和产品团队合作,产生了选择性的蚀刻创新,这将使世界领先的芯片制造商能够提供未来的3D逻辑和存储设备。
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