Etch प्रक्रियाएं उच्च चयनात्मकता, लागत नियंत्रण की ओर धकेलती हैं

अर्धचालक निर्माण में प्लाज़्मा नक़्क़ाशी शायद सबसे आवश्यक प्रक्रिया है, और संभवतः फोटोलिथोग्राफी के बाद सभी फैब संचालनों में सबसे जटिल है। सभी फ़ैब चरणों में से लगभग आधे प्लाज्मा, एक ऊर्जावान आयनित गैस पर निर्भर करते हैं, ताकि वे अपना काम कर सकें।

लगातार सिकुड़ते ट्रांजिस्टर और मेमोरी सेल के बावजूद, इंजीनियरों ने विश्वसनीय ईच प्रक्रियाएं जारी रखी हैं।

"नैनोस्केल स्तर की परिशुद्धता और सही लागत संरचना के साथ चिप्स को स्थायी रूप से बनाने के लिए, वेफर फैब उपकरण निर्माताओं को आवश्यक उपकरण समाधान प्रदान करने के लिए प्लाज्मा भौतिकी, सामग्री इंजीनियरिंग और डेटा विज्ञान की सीमाओं को आगे बढ़ाने की आवश्यकता है," थॉमस बॉन्डुर, कॉर्पोरेट उपाध्यक्ष ने कहा। Etch उत्पाद समूह विपणन पर लाम अनुसंधान. प्लाज्मा नक़्क़ाशी की तुलना में यह कहीं अधिक स्पष्ट नहीं है, जो वेफर्स पर सटीक, दोहराने योग्य सुविधाओं को बनाने के लिए लिथोग्राफी के साथ हाथ से काम करता है।

यह रिपोर्ट 3D NAND, DRAM, nanosheet FETs, और इंटरकनेक्ट्स में 2D उपकरणों और कम-बजट बैक-एंड प्रोसेसिंग पर नज़र रखने के साथ प्रमुख नक़्क़ाशी चरणों की जाँच करती है। समतुल्य सीओ को कम करने के लिए उद्योग भी अधिक टिकाऊ नक़्क़ाशी रसायन विज्ञान का अनुसरण कर रहा है₂ इसके fabs से उत्सर्जन।

कई टूलमेकर्स के लिए, प्रोसेस मॉडलिंग ईच प्रोसेस डेवलपमेंट में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। लक्ष्य वेफर और मास्क की लागत को कम करते हुए बाजार के लिए समय कम करना है।

लैम रिसर्च के वरिष्ठ विपणन निदेशक, बैरेट फिंच ने कहा, "कुछ पेचीदा कदमों पर ईच प्रक्रिया अनुकूलन को पूरा होने में एक साल या उससे अधिक समय लग सकता है।" "हमने हाल ही में तीन सप्ताह में कुछ प्रक्रिया सिमुलेशन कार्य पूरा किया है, जिसमें विशिष्ट सिलिकॉन-आधारित परीक्षण और विकास का उपयोग करके तीन महीने लगने की उम्मीद थी।"

यह केवल एक उपकरण निर्माता के लिए मास्क और वेफर लागत के लिए सैकड़ों हजारों, या यहां तक ​​कि लाखों डॉलर तक की राशि हो सकती है।

नक़्क़ाशी मूल बातें
नक़्क़ाशी प्रक्रिया लिथोग्राफी के साथ-साथ काम करती है। नक़्क़ाशी आमतौर पर एक फिल्म के जमाव से पहले होती है (एपिटैक्सी, रासायनिक या भौतिक वाष्प जमाव, आदि द्वारा)। आमतौर पर, ए सीवीडी फिल्म से कोटेड है फोटोरेसिस्ट और फिर एक पैटर्न के माध्यम से उजागर किया लजीला व्यक्ति (मास्क) का उपयोग करना ऑप्टिकल लिथोग्राफी (248 एनएम या 193 एनएम यूवी, 13.5 एनएम ईयूवी)। विकास का विरोध करें तो पैटर्न का पता चलता है। एकल वेफर प्लाज़्मा ईच चेंबर में, आमतौर पर एचिंग रसायन और आयन बमबारी करते हैं और सीवीडी फिल्म को हटाते हैं जहां फोटोरेसिस्ट गायब है (पॉजिटिव टोन रेजिस्टेंस में)। नक़्क़ाशी के बाद, राख का प्रतिरोध करें, गीली रासायनिक सफाई, और/या गीली नक़्क़ाशी अवशेषों को हटा दें।

प्लाज्मा नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं को मोटे तौर पर ढांकता हुआ, सिलिकॉन या कंडक्टर नक़्क़ाशी के रूप में समूहीकृत किया जा सकता है। सिलिकॉन डाइऑक्साइड और सिलिकॉन नाइट्राइड जैसे डाइलेक्ट्रिक्स को फ्लोरिनेटेड गैसों का उपयोग करके सबसे अच्छा बनाया जाता है जबकि सिलिकॉन और धातु की परतें क्लोरीन केमिस्ट्री के साथ सबसे अच्छी प्रतिक्रिया करती हैं। अनिवार्य रूप से तीन सूखी नक़्क़ाशी मोड हैं - प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी, प्लाज्मा नक़्क़ाशी, और स्पटर नक़्क़ाशी (आयन बीम)। नक़्क़ाशी प्रक्रियाएं रासायनिक अभिकारकों, प्लाज्मा और वेफर सामग्री के बीच जटिल अंतःक्रियाओं के बारे में हैं। जब RF बायस को एक प्रतिक्रियाशील गैस, इलेक्ट्रॉनों और सकारात्मक रूप से आवेशित आयनों पर लागू किया जाता है, तो सामग्री को भौतिक रूप से हटाने (नक़्क़ाशी) करने के लिए वेफर पर बमबारी करते हैं, जबकि रासायनिक प्रजातियां और मुक्त कण वाष्पशील उपोत्पाद बनाने के लिए उजागर सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। नक़्क़ाशी या तो आइसोट्रोपिक हो सकती है (समान रूप से लंबवत और क्षैतिज रूप से प्रतिक्रिया), अनिसोट्रोपिक (केवल लंबवत) या कहीं बीच में।

चित्र 1: फिनफेट से जीएए में संक्रमण महत्वपूर्ण आइसोट्रोपिक चयनात्मक ईच आवश्यकताओं को संचालित करता है। स्रोत: लैम रिसर्च

मेट्रिक्स ईच इंजीनियर सबसे ज्यादा ध्यान रखते हैं कि ईच रेट, प्रोफाइल कंट्रोल, एकरूपता (वेफर के पार), और ईच चयनात्मकता, क्योंकि ये उपज और उत्पादकता को प्रभावित करते हैं। ईच चयनात्मकता केवल उस सामग्री को हटाने का अनुपात है जिसे आप इसके अंडरलेयर के सापेक्ष खोदना चाहते हैं - उदाहरण के लिए, SiO₂ सिलिकॉन पर। नक़्क़ाशी के दौरान, यह भी फ़ायदेमंद होता है कि बहुत ज़्यादा फ़ोटोरेसिस्ट को न हटाया जाए। लेकिन जब ऐसा होता है, तो अंतर्निहित फिल्म में स्थानांतरित होने से पहले अक्सर पैटर्न को एक हार्ड मास्क (सिलिकॉन डाइऑक्साइड, सिलिकॉन नाइट्राइड, SiOC, TiN) में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

चयनात्मकता विनिर्देश 2:1 से 1,000:1 (अत्यधिक चयनात्मक नक़्क़ाशी) तक भिन्न होते हैं। प्रत्येक नए नोड के साथ, ये विनिर्देश सख्त हो जाते हैं। "उच्च-एनए ईयूवी अगले चार वर्षों के भीतर नियमित ईयूवी को बदलने की शुरुआत के साथ, फोकस बहुत कम है, इसलिए अब आप मोटे फोटोरेसिस्ट को उजागर नहीं कर सकते हैं - और मोटी से मेरा मतलब 30 नैनोमीटर है," फिलिप बेज़र्ड, ड्राई ईच आरएंडडी इंजीनियर ने कहा imec. "लेकिन आपको अभी भी उसी फिल्म की मोटाई को नीचे पैटर्न करने की जरूरत है। तो अब आप इस अर्थ में बहुत अधिक चयनात्मकता की मांग कर रहे हैं कि 2:1 के बजाय हमें 10:1 जैसे अधिक तक पहुंचना है, जो अचानक 4X से 5X चयनात्मकता में सुधार है।

अवधारणा के प्रमाण (POC) से उच्च मात्रा निर्माण (HVM) तक
बेज़ार्ड नक़्क़ाशी प्रक्रिया विकास के तीन चरणों का वर्णन करता है:

• यह निर्धारित करना कि नक़्क़ाशी करने के लिए कौन सी एचर, गैसें, सहायक परतें आदि आवश्यक हैं;
• एक वेफर में प्रक्रिया एकरूपता के साथ विशिष्टताओं के भीतर फिल्म को पूरी तरह से हटाने पर प्रदर्शन का प्रदर्शन, और
• यह निर्धारित करना कि उच्च उपज और थोड़े बहाव के साथ एचवीएम में हजारों वेफर्स में प्रक्रिया को कैसे दोहराया जा सकता है।

आमतौर पर, कुशल नक़्क़ाशी और एकीकरण इंजीनियर विकास के पहले दो चरणों को संभालते हैं। तीसरा चरण फिर से इंजीनियरिंग विशेषज्ञता का उपयोग कर सकता है, लेकिन मशीन लर्निंग मदद कर सकती है।

"मशीन लर्निंग और डेटा विश्लेषण सामान्य रूप से केवल तीसरे चरण में उपयोगी है," उन्होंने कहा। "यह बहुत शक्तिशाली है क्योंकि इसकी एक टन डेटा तक पहुंच है और यह एक लाख छोटी, सरल चीजों को समझ सकता है जो सभी परस्पर क्रिया कर रहे हैं। तो एक मानव मस्तिष्क के लिए यह पता लगाने की कोशिश करना बहुत कठिन है, लेकिन यह एक कंप्यूटर प्रोग्राम के लिए अधिक प्रबंधनीय है। लेकिन ऐसे मामलों में जहां आपके पास एक नया एप्लिकेशन है, नई सामग्री खोदी जा रही है या एक नया एकीकरण है, यह मनुष्यों पर कोई सुधार नहीं दिखा रहा है।

एमएल का उपयोग विनिर्माण लागत से भी संबंधित है क्योंकि चरण तीन में हजारों वेफर्स का उपयोग किया जाता है - कम से कम एक और दो चरणों में उपयोग किए जाने से बड़े परिमाण का एक क्रम।

लैम रिसर्च में एच्च उत्पाद समूह के वरिष्ठ निदेशक बैरेट फिंच ने नाममात्र प्रक्रिया प्रवाह और लेआउट से सबूत की अवधारणा लेने और एक वेफर पर एक या अधिक काम करने वाले उपकरणों को विकसित करने के रूप में नई प्रक्रिया पाथफाइंडिंग का वर्णन किया है। इस POC को प्रक्रिया को बढ़ाने और उपज में सुधार करने के लिए फैब में एक उत्पाद विकास टीम को स्थानांतरित कर दिया जाता है।

फिंच ने कहा, "एक मामूली प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट को व्यवहार्य उपज उत्पाद में बदलने के लिए आवश्यक कार्य की मात्रा को अक्सर कम करके आंका जाता है, और यह लाभप्रदता के लिए एक बड़ा अंतर पैदा करता है।" "प्रोसेस विंडो मॉडलिंग आर एंड डी पाथफाइंडिंग के शुरुआती चरणों में फैब वेरिएशन पेश करके इस अंतर को बंद करना चाहता है।" उनका सुझाव है कि वर्चुअल डीओई और मोंटे कार्लो-आधारित विश्लेषण कई प्रक्रिया मापदंडों में अपेक्षित परिवर्तनशीलता का अनुकरण करके एक पीओसी का परीक्षण करता है।

"प्रक्रिया विंडो मॉडलिंग प्रश्न का उत्तर दे सकती है, 'न्यूनतम डिवाइस प्रदर्शन और उपज तक पहुंचने के लिए मुझे किस सीडी या परिवर्तनशीलता के स्तर को बनाए रखना है?" हमने कुछ दिनों में 1 लाख से अधिक वर्चुअल वेफर्स के साथ वर्चुअल प्रोसेस विंडो टेस्ट पूरा कर लिया है, जिसे वास्तविक जीवन में पूरा करना असंभव होगा।

एकाधिक पैरामीटर नक़्क़ाशी दर, प्रोफ़ाइल और चयनात्मकता को प्रभावित करते हैं। एक महत्वपूर्ण तापमान है। "नक़्क़ाशी प्रसंस्करण में थर्मल प्रभाव का प्रभाव हमारे ग्राहकों द्वारा देखा जाता है क्योंकि वे नक़्क़ाशी दरों, चयनात्मकताओं और नक़्क़ाशीदार प्रोफाइल को नियंत्रित करते हैं। लैम रिसर्च में सेमीकंडक्टर प्रक्रिया और एकीकरण इंजीनियरिंग के वरिष्ठ प्रबंधक बेंजामिन विंसेंट ने कहा, ये सभी पैरामीटर डिवाइस की उपज और फैब उत्पादकता दोनों को प्रभावित कर सकते हैं। उनका तर्क है कि सिमुलेशन विशेष रूप से सहायक हो सकता है जब एक प्रक्रिया चरण में कई संभावित कॉन्फ़िगरेशन (प्रक्रिया स्थान बड़ा होता है), या जहां कदम से डाउनस्ट्रीम परिणाम अत्यधिक अप्रत्याशित होते हैं।

"ईच प्रक्रिया वेफर की सतह के तापमान पर निर्भर करती है, जो कई गर्मी प्रवाहों पर निर्भर करती है - जिसमें थर्मल चालन, आयन प्रभाव ऊर्जा, सतह प्रतिक्रियाएं, और प्लाज्मा विकिरण गर्मी प्रवाह शामिल हैं," एस्गी टेक्नोलॉजीज के उत्पाद विपणन प्रबंधक एलेक्स गुएरमोचे ने कहा, एक लैम रिसर्च कंपनी। "नतीजतन, प्लाज्मा मॉडल को वेफर की सतह पर तापमान परिवर्तन को सटीक रूप से चित्रित करने के लिए इन सभी भौतिकी सुविधाओं को शामिल करने की आवश्यकता है। प्रोसेस सिमुलेशन सॉफ्टवेयर कई प्रकार की ईच विशेषताओं को मॉडल कर सकता है, जिससे हम तेजी से बेहतर ईच परिणाम प्राप्त कर सकते हैं और ग्राहक की रैंप उत्पादन या उपज को अनुकूलित करने की क्षमता में तेजी ला सकते हैं।

नक़्क़ाशी प्रक्रिया का सटीक समय
कड़ी ज्यामिति और पतली फिल्मों के साथ, अन्य ऑपरेटिंग मापदंडों पर महान नियंत्रण के साथ ईच दर को संतुलित करने की आवश्यकता है।

फिंच ने कहा, "संकुचित डिजाइन नियमों के साथ, कई नक़्क़ाशी प्रक्रियाएं बहुत तेज़ प्लाज़्मा नक़्क़ाशी प्रक्रिया चरणों में जा रही हैं, जिसके लिए सभी प्रतिक्रिया इनपुटों के अत्यधिक सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है: शक्ति, दबाव, रसायन विज्ञान और तापमान," अनुकूलित प्लाज्मा की ओर एक रुझान भी है। एक विशेष आयन-से-तटस्थ अनुपात उत्पन्न करने के लिए स्पंदन व्यवहार, फिर उप-उत्पादों को हटा दें। "आगे डिवाइस स्केलिंग को सक्षम करने के लिए ऐसी स्थितियों का उन्नत मॉडलिंग महत्वपूर्ण होगा।"

नक़्क़ाशी प्रणाली के निर्माता अगले नोड विकास या रैंप पैदावार को गति देने के लिए कुछ समय से मॉडलिंग सॉफ़्टवेयर का उपयोग कर रहे हैं। यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है, प्रक्रिया की अत्यधिक जटिलता और इसके सभी चरों को देखते हुए।

फिंच ने कहा, "अगली-नोड प्रौद्योगिकियों को विकसित करते समय सभी संभावित प्रक्रिया प्रयोगों को निष्पादित करने के लिए पर्याप्त समय या पर्याप्त वेफर्स नहीं हैं।" "ईच उपकरण सेटिंग संयोजनों की संख्या लाखों, या अरबों में भी चल सकती है, और सभी प्रक्रिया संभावनाओं का उपयोग करके क्रूर बल वेफर विकास असंभव है।"

बेशक, सभी अच्छे मॉडल वास्तविक चिप्स पर सत्यापित होते हैं। फिंच ने कहा, "एक सटीक मॉडल भविष्य कहनेवाला होना चाहिए, और इसे उस लक्षित समस्या को हल करना चाहिए जिसे उपयोगकर्ता हल करना चाहता है।" "हर बार सिमुलेशन कार्य के आधार पर एक प्रक्रिया या डिजाइन परिवर्तन की सिफारिश की गई है, वास्तविक फैब डेटा को सिफारिश के परिणामों को प्रतिबिंबित करना चाहिए। हमारे मामले में, हम मॉडल-आधारित परिणामों का उपयोग करके प्रक्रिया परिवर्तनों के प्रभाव का सटीक अनुमान लगाने में सक्षम हैं, और कठिन प्रक्रिया और प्रौद्योगिकी विकास की समस्याओं को जल्दी से हल करते हैं।"

उपकरण आपूर्तिकर्ता उन्नत नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं पर भी काम कर रहे हैं ताकि लाइनों को अधिक बारीकी से एकीकृत किया जा सके और प्रक्रिया सरलीकरण और लागत में कमी के लिए एक बार दो-मास्क स्तर की प्रक्रिया (दो लिथोग्राफी चरण) को एक में परिवर्तित किया जा सके।

बेज़र्ड ने कहा, "स्विस सेना के चाकू को और भी अधिक सुसज्जित बनाने के लिए मौजूदा हार्डवेयर को अपनाने के बजाय, कंपनियां उन तकनीकों को पेश कर रही हैं जो अनुप्रयोग विशिष्ट हैं, जैसे टिप-टू-टिप मुद्दों को हल करने के लिए नई प्रणाली।" इसका उद्देश्य दो पंक्तियों को एक दूसरे के करीब एक दूसरे के करीब बनाना है, जिसमें वर्तमान में कट मास्क के बाद एक लाइन पैटर्निंग चरण शामिल है। "क्या लागू सामग्री और अन्य पेश कर रहे हैं क्षैतिज दिशा में सीधे नक़्क़ाशी का एक तरीका है।" ऐसी प्रक्रियाएं छिद्रों के माध्यम से भी विस्तृत हो सकती हैं।

नैनोशीट एफईटी के लिए ईच स्टेप्स
सबसे महत्वपूर्ण नक़्क़ाशी अंदर आती है नैनोशीट प्रक्रिया प्रवाह में डमी गेट नक़्क़ाशी, अनिसोट्रोपिक पिलर नक़्क़ाशी, आइसोट्रोपिक स्पेसर नक़्क़ाशी, और चैनल रिलीज़ चरण शामिल हैं। [1] सिलिकॉन और SiGe की वैकल्पिक परतों के माध्यम से प्रोफ़ाइल नक़्क़ाशी अनिसोट्रोपिक है और फ्लोरिनेटेड रसायन का उपयोग करती है। बेहद कम सिलिकॉन नुकसान के साथ SiGe को हटाने के लिए आंतरिक स्पेसर ईच (इंडेंटेशन) और चैनल रिलीज चरण को अनुकूलित किया गया है।

चैनल रिलीज़ चरण महत्वपूर्ण है। बेज़ार्ड ने कहा, "नैनोशीट का विमोचन अत्यंत उच्च चयनात्मकता की मांग करता है।" "अधिकांश नैनोशीट सिलिकॉन हैं, फिर सिलिकॉन-जर्मेनियम और सिलिकॉन। आपके पास वैकल्पिक परतें हैं, और आपको दूसरे को संशोधित किए बिना एक को हटाने की जरूरत है। कुछ प्रकाशनों ने एकल नक़्क़ाशी कदम से प्रेरित संरचना में तनाव को कम करने के लिए एक बहु-चरण SiGe नक़्क़ाशी करने पर चर्चा की है।

प्रक्रिया में अगला स्व-संरेखित संपर्कों का गठन है। "यहाँ हम जो करने की कोशिश कर रहे हैं वह मूल रूप से सिलिकॉन डाइऑक्साइड खोदना है और सिलिकॉन नाइट्राइड को स्पर्श या अवकाश नहीं है। वर्तमान विनिर्देश हैं, मान लें कि 3nm अवकाश है, लेकिन लोग शून्य हानि का अनुरोध कर रहे हैं," बेजार्ड ने कहा। "इस मामले में हम चयनात्मकता शब्द का उपयोग भी नहीं कर रहे हैं। हम केवल अवकाश के बारे में बात करते हैं - और उस पर शून्य अवकाश।"

3D नंद
के लिए 3D नंद फ्लैश, परतों की संख्या बढ़ती रहती है और भविष्य में कई स्टैक्ड स्तरों को अपनाने की आवश्यकता होती है, अंततः स्टैक्ड उपकरणों के ऊर्ध्वाधर तार बनाते हैं। तकनीकी कर्मचारियों के वरिष्ठ सदस्य और रॉबर्ट क्लार्क ने कहा, "इसके अलावा, वर्ड लाइन पिच या परतों की लंबवत / जेड-पिच को स्केल करने के लिए बहुत सी ड्राइव है क्योंकि बिट घनत्व में वृद्धि जारी रखने के लिए परतों की संख्या बढ़ती है।" प्रौद्योगिकी निदेशक पर दूरभाष. "एक प्रक्रिया परिप्रेक्ष्य से, नक़्क़ाशी और निक्षेपण प्रक्रियाओं को लगातार छोटे महत्वपूर्ण आयामों पर कभी-उच्च पहलू अनुपात को समायोजित करने के लिए निरंतर सुधार की आवश्यकता होगी, जिसके लिए निरंतर स्केलिंग की आवश्यकता होती है।"

क्लार्क ने भविष्य के परिवर्तनों का वर्णन किया। "कई स्तरों वाले चार्ज-ट्रैप उपकरणों के उन्नत नोड्स की ओर देखते हुए, गेट स्टैक्स की इंजीनियरिंग को छोटे गेट की लंबाई, प्रति सेल अधिक स्तर और बेहतर प्रोग्रामिंग दक्षता प्राप्त करने की आवश्यकता होगी - संभावित रूप से उच्च-के सामग्रियों को अपनाने के माध्यम से। भविष्य में पॉली-सी चैनलों को बदलने के लिए उच्च चालकता चैनलों की भी आवश्यकता होगी," उन्होंने कहा।

3डी नंद में सबसे महत्वपूर्ण नक़्क़ाशी में बहुपरत ऑक्साइड-नाइट्राइड स्टैक (100+ परतें) के माध्यम से लगभग 200nm छिद्रों की गहरी नक़्क़ाशी शामिल है, जो 10µm तक गहरी हो सकती है। Imec's Bézard ने कहा कि यह नक़्क़ाशी कदम विशेष रूप से महंगा है।

"हमारे पास एक भौतिक घटना है जो घटित होती है, जिसे विभेदक चार्जिंग प्रभाव कहा जाता है," उन्होंने कहा। "प्लाज्मा में हमारे पास इलेक्ट्रॉनों, आयनों और तटस्थ प्रजातियों को बहुत आसान बनाने के लिए है। इलेक्ट्रॉन हर दिशा में गति करते हैं, लेकिन आयन सतह के लम्बवत् त्वरित होते हैं। तो आपके पास छेद के तल पर धनात्मक आवेश और शीर्ष पर ऋणात्मक आवेश होते हैं, और आपको एक विद्युत क्षेत्र मिलता है जो आने वाले आयनों को पीछे हटाने की कोशिश कर रहा है।

नतीजतन, खाई को पूरी तरह से खोदने के लिए उच्च शक्ति स्तरों की आवश्यकता होती है। "हम बिना आर्किंग के 30 से 50 गीगावाट बिजली बनाए रखने की कोशिश कर रहे हैं, और इसलिए चक को बहुत अच्छी तरह से पॉलिश और अच्छी तरह से निर्मित होना चाहिए," उन्होंने कहा।

गहरी नक़्क़ाशी भी उन तनावों को प्रेरित करती है जिन्हें कम से कम करने की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से क्योंकि बहु-स्तरीय एनएएनडी फैब्रिकेशन के बाद वेफर थिनिंग, सटीक संरेखण और अगले स्तर पर हाइब्रिड बॉन्डिंग की आवश्यकता होती है।

अन्य प्रक्रियाएं
सभी चिप निर्माता अग्रणी-किनारे वाले चिप्स का उत्पादन नहीं करते हैं जिनके लिए ईयूवी लिथोग्राफी की आवश्यकता होती है। कई फ़ैब्स अपनी 193nm लिथो और ईच प्रक्रियाओं का विस्तार कर रहे हैं।

"हमारे पास एक उच्च तापमान एसओसी सामग्री है जिसे हमने हाल ही में पेश करना शुरू किया है, जो इसकी पैटर्निंग क्षमता को बढ़ाता है और उच्च तापमान का सामना कर सकता है, चाहे वह सीवीडी परत या मुखौटा के लिए अंडरलेयर के रूप में उपयोग किया जाता है," सेमीकंडक्टर उत्पादों के विविधीकरण के निदेशक ब्रायन विल्बर ने कहा शराब बनानेवाला विज्ञान.

बियोली सबसे मजबूत धातु लाइनों के लिए तांबे के अलावा इंटरकनेक्ट की दोहरी दमिश्क एकीकरण योजनाओं से घटिया जमाव और इंटरकनेक्ट की नक़्क़ाशी से एक नाटकीय संक्रमण से गुजरने की उम्मीद है। यहाँ, दो धातुएँ - रूथेनियम और मोलिब्डेनम - सबसे अच्छी तरह से विकसित हुई हैं। हालांकि, नक़्क़ाशी के दौरान मोलिब्डेनम के ऑक्सीकरण की संभावना अधिक होती है, जिससे यह दोहरी दमिश्क योजनाओं के साथ अधिक संगत हो जाता है। रूथेनियम एक महान धातु है, इसलिए इसमें क्षरण की समान समस्या नहीं है, लेकिन यह अधिक महंगा है।

डिवाइस संरचनाएं भी असहिष्णु होती जा रही हैं एज प्लेसमेंट त्रुटियां. टीईएल के क्लार्क के अनुसार, परत से परत और वायस और लाइनों के बीच स्व-संरेखण के लिए नई योजनाओं की आवश्यकता होगी। "पहला कार्यान्वयन डीआरएएम में दफन शब्द रेखाओं और तर्क के लिए छोटी पिच एमओएल धातु परतों जैसी चीजों के लिए होगा जहां उच्च तापीय स्थिरता के साथ-साथ कम प्रतिरोधकता या लाइनर-कम धातुओं की आवश्यकता होती है।"

अगली पीढ़ी के विकास
लंबी अवधि में, उद्योग बैक-एंड इंटरकनेक्ट परतों में उपकरणों को एकीकृत करने के लिए आदर्श रूप से कम थर्मल बजट बैक-एंड प्रक्रियाओं (300 डिग्री सेल्सियस से 400 डिग्री सेल्सियस के करीब) में संक्रमण करेगा।

टीईएल के क्लार्क ने कहा, "उद्योग को अधिक परतों में उपकरणों का निर्माण शुरू करने की वास्तविक आवश्यकता है।" "इसका मतलब है कि हमें बीईओएल थर्मल बजट में बीईओएल के भीतर निर्मित स्मृति और तर्क उपकरणों की आवश्यकता है।"

अब तक, सेमीकंडक्टिंग ऑक्साइड का उपयोग करके बनाए गए उपकरण आशाजनक प्रतीत होते हैं, मेमोरी उपकरणों को एक लॉजिक BEOL प्रवाह में एकीकृत करने के लिए, या DRAMs में मेमोरी ऐरे के ऊपर CMOS सरणियों के निर्माण के लिए।

एक और महत्वपूर्ण बदलाव में 2डी सामग्री का एकीकरण शामिल है, जिसका शोध संस्थान और प्रमुख चिप निर्माता पहले से ही परीक्षण करना शुरू कर रहे हैं। टंगस्टन डाइसल्फ़ाइड या मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड जैसी सामग्रियों के लिए नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं पर विचार किया जा रहा है। फिल्मों में सामग्री की एक मोनोलेयर होती है इसलिए उन्हें एकीकृत करने के लिए फैब प्रक्रियाओं को विकसित करना बेहद चुनौतीपूर्ण होता है।

स्थिरता
चिप निर्माता और सामग्री आपूर्तिकर्ता कार्बन उत्सर्जन को कम करने के लिए वैकल्पिक रसायन विज्ञान का अनुसरण कर रहे हैं। नक़्क़ाशी में, मुख्य अपराधी उच्च ग्लोबल वार्मिंग क्षमता वाली फ्लोरिनेटेड गैसें हैं।

आईमेक के बेज़ार्ड ने कहा, "आपके पास पीएफओएस (परफ्लुओरोक्टेन सल्फोनिक एसिड) होने का एक कारण है, जो समस्याग्रस्त है, क्योंकि अणु इतना स्थिर है।" "वातावरण में प्रकाश या रासायनिक प्रतिक्रियाएँ इसे तोड़ने के लिए पर्याप्त नहीं हैं।"

उन्होंने कहा कि उच्च ऑक्सीजन सामग्री वाले कई वैकल्पिक गैस मिश्रण अधिक आसानी से अलग हो जाते हैं और जीडब्ल्यूपी कम होते हैं। "हालांकि, किसी भी उम्मीदवार को शुरू करने के लिए अच्छा या उससे भी उच्च प्रदर्शन देना होगा।"

लेकिन स्थिरता विशेष रूप से एक नक़्क़ाशी या निक्षेपण चुनौती नहीं है। यह पैकेजिंग के माध्यम से लिथोग्राफी से एक समग्र उद्योग चुनौती है, जहां एक नई सामग्री का प्रभाव संपूर्ण उपकरण प्रसंस्करण को प्रभावित करता है।

संदर्भ
1. के. डर्बीशायर, "अगली-पीढ़ी के ट्रांजिस्टर के बारे में क्या अलग है", सेमीकंडक्टर इंजीनियरिंग, 20 अक्टूबर, 2022।

संबंधित कहानियां
नेक्स्ट-जेन चिप्स के लिए अत्यधिक चयनात्मक ईच रोल आउट
3D संरचनाओं के निर्माण के लिए परमाणु-स्तर नियंत्रण की आवश्यकता होगी कि क्या हटाया गया है और वेफर पर क्या रहता है।

• एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
• प्लेटोआईस्ट्रीम। Web3 डेटा इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
• मिंटिंग द फ्यूचर डब्ल्यू एड्रिएन एशले। यहां पहुंचें।
• PREIPO® के साथ PRE-IPO कंपनियों में शेयर खरीदें और बेचें। यहां पहुंचें।
• स्रोत: https://semiengineering.com/etch-processes-push-toward-higher-selectivity-cost-control/