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● 公司使用應(yīng)用材料 StensarCVD取代旋轉(zhuǎn)涂層，擴(kuò)展二維極紫外線邏輯微縮

● 三維環(huán)繞柵極晶體管技術(shù)極晶體管技術(shù)產(chǎn)品組合包括兩種新型IMS系統(tǒng)

應(yīng)用材料公司旨在幫助客戶使用極紫外線（EUV）繼續(xù)推進(jìn)多項(xiàng)二維微縮創(chuàng)新技術(shù)，詳細(xì)介紹了下一代三維環(huán)繞柵極晶體管制造技術(shù)的產(chǎn)品組合。

環(huán)繞柵極（GAA）自2010年起，晶體管將成為2010年FinFETs材料工程的創(chuàng)新是芯片行業(yè)最大的設(shè)計(jì)型之一GAA晶體管提供了功率和性能的提高

芯片制造商正在尋求兩條互補(bǔ)的道路，以提高未來幾年晶體管的密度。一是延續(xù)傳統(tǒng)摩爾定律的二維微縮，即使用 EUV光刻和材料工程創(chuàng)造了更小的特性。另一種是設(shè)計(jì)技術(shù)的協(xié)同優(yōu)化（DTCO）以及三維技能，巧妙地優(yōu)化了邏輯單元的布局，以便在不改變光刻柵距的情況下增加密度。后一種方法包括后連線和環(huán)繞柵極（GAA）即使面對傳統(tǒng)二維微縮的放緩，晶體管仍將有效地促進(jìn)未來幾年邏輯密度的持續(xù)增長。通過這些技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可以幫助芯片制造商完成未來邏輯芯片的迭代演變，實(shí)現(xiàn)功率、性能、面積、成本和上市時間(即 PPACt）同步改進(jìn)。

半導(dǎo)體產(chǎn)品事業(yè)部高級副總裁珀拉布?拉賈博士說：應(yīng)用材料公司的核心戰(zhàn)略是成為客戶PPACt依托我們現(xiàn)有的七大創(chuàng)新，賦予企業(yè)權(quán)力，支持客戶利用EUV繼續(xù)推進(jìn)二維微縮。同時，我們也詳細(xì)介紹了它GAA晶體管的顛覆性制造方法與今天相比FinFET晶體管完全不同。不僅如此，應(yīng)用材料公司已經(jīng)準(zhǔn)備好覆蓋最廣泛的領(lǐng)域GAA制造產(chǎn)品線包括新的生產(chǎn)步驟，包括外延生長、原子層沉積和選擇性材料蝕刻，以及兩制造理想GAA氧化柵極和金屬柵極的集成材料解決方案（Integrated Materials Solutions）。”

擴(kuò)展二維微縮

極紫外光（EUV）光刻的出現(xiàn)使芯片制造商產(chǎn)生更小的特性，并增加晶體管的密度。但該行業(yè)的現(xiàn)狀是：繼續(xù)使用EUV微縮有許多困難，迫切需要新的沉積、蝕刻和測量方法。

完成EUV光刻膠顯影后，芯片圖形需要通過一系列稱為過渡層和硬掩模的中間層進(jìn)行刻蝕，然后最終刻蝕到晶圓上。到目前為止，這些中間層都是用旋涂技術(shù)沉積的。今天，應(yīng)用材料公司推出使用該公司Precision化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)適用于沉積EUV的 Stensar先進(jìn)的圖形涂層（Stensar Advanced Patterning Film for EUV）。與旋涂沉積相比，應(yīng)用材料公司CVD膜可以幫助客戶正確EUV微調(diào)硬掩模層，使其達(dá)到特定厚度和刻蝕彈性，從而在整個晶圓上EUV圖形傳輸達(dá)到接近完美的均勻性。

應(yīng)用材料公司也詳細(xì)說明了它Sym3Y蝕刻系統(tǒng)的特殊功能是允許客戶在同一反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行材料蝕刻和沉積，從而首先改進(jìn)EUV在晶圓上刻蝕圖形。Sym3輕移除反應(yīng)腔EUV光刻膠材料，然后以特殊方式重新沉積材料，使圖形均勻，從而消除隨機(jī)誤差造成的圖形易變性。改善后的EUV圖形可以提高良率，降低芯片功耗，提高其性能。因此，位居DRAM市場上主要供應(yīng)商位置的導(dǎo)體蝕刻系統(tǒng)應(yīng)用材料公司正依靠其Sym3技術(shù)的快速發(fā)展將客戶群從存儲器擴(kuò)展到晶圓代工廠/邏輯芯片。

應(yīng)用材料公司還展示了如何使用它PROVisioneBeam深入觀察多層芯片內(nèi)部的測量技術(shù)，準(zhǔn)確測量整個晶圓EUV圖形特征幫助客戶解決其他測量技能可能無法診斷的邊緣布局錯誤。2021年，應(yīng)用材料公司電子束系統(tǒng)的收入幾乎翻了一番，使其躍居電子束技術(shù)供應(yīng)商榜首。

三維環(huán)繞式柵極晶體管工藝設(shè)計(jì)

新興的GAA如何利用三維設(shè)計(jì)技巧和維設(shè)計(jì)技巧和DTCO布局創(chuàng)新可以補(bǔ)充二維微縮。即使二維微縮速度放緩，邏輯密度也能迅速提高。材料工程領(lǐng)域的創(chuàng)新也有助于GAA降低功耗，提高晶體管性能。

在FinFET在中間，構(gòu)成晶體管電子路徑的垂直由光刻和蝕刻形成，導(dǎo)致通道寬度不均勻。這種不均勻性會對功耗和性能產(chǎn)生不利影響，這也是客戶的轉(zhuǎn)移GAA另一個主要原因。

GAA晶體管看起來像FinFET晶體管旋轉(zhuǎn)90度，從垂直到水平。GAA通過使用外延進(jìn)行溝通Memsic代理該技術(shù)使客戶能夠準(zhǔn)確設(shè)計(jì)寬度，實(shí)現(xiàn)寬度均勻，從而獲得最佳的功耗和性能。延伸生長系統(tǒng)正是應(yīng)用材料公司的第一個產(chǎn)品，從此成為市場領(lǐng)導(dǎo)者。應(yīng)用材料公司于2016年發(fā)布Selectra該系統(tǒng)率先采用選擇性材料蝕刻技術(shù)，目前已為客戶提供1000多個反應(yīng)腔，并處于市場領(lǐng)先地位。

GAA晶體管的主要制造挑戰(zhàn)是溝間距只有10納米左右。在如此小的空間內(nèi)，客戶必須在所有溝周圍堆積多層氧化柵極和金屬柵極。

應(yīng)用材料公司專門為氧化柵極堆疊開發(fā)IMS(集成材料解決方案)系統(tǒng)增加了驅(qū)動電流，提高了晶體管的性能。但氧化柵極越薄，漏電流越高，造成功耗浪費(fèi)和發(fā)熱。全新的應(yīng)用材料公司IMS系統(tǒng)將等效氧化層厚度降低1.5埃，使設(shè)計(jì)師在保持性能不變的前提下，將網(wǎng)極漏電流降低到原來的十分之一。它沉積了原子層（ALD）、將熱處理步驟、等離子體處理步驟和測量集成到單個高真空系統(tǒng)中。

應(yīng)用材料公司也展示了它IMS該系統(tǒng)用于系統(tǒng)GAA金屬格柵極的過程支持客戶通過調(diào)整格柵極的厚度來微調(diào)晶體管的閾值電壓，以滿足從電池供電移動設(shè)備到高性能服務(wù)器的各種特定計(jì)算和應(yīng)用的每瓦特功耗性能目標(biāo)。可在高真空環(huán)境中實(shí)施高精度金屬原子層沉積步驟，防止空氣污染。

在4月21日舉行的全新微縮之旅大師班上，應(yīng)用材料公司提供了更多關(guān)于其邏輯微縮解決方案的細(xì)節(jié)。