הפתרון לצוואר הבקבוק ההנדסי: אפלייד מטיריאלס מציגה שתי מערכות ייצור חדשות לפריצת הדרך בשבבי תלת-ממד

מערכת Centris Spectral SiN ALD משנה את התמונה באמצעות טכנולוגיית פלזמה חדשנית מבוססת מיקרוגל, במקום שיטות הפלזמה המסורתיות . פלזמה המיוצרת באמצעות גלי מיקרו מאפשרת להגיע לצפיפות גבוהה של רדיקלים פעילים, אך ללא הפגזה של יונים אנרגטיים שעלולה להזיק למבנים ננומטריים עדינים.

יכולת זו מאפשרת למערכת לייצר שכבות SiN צפופות ואחידות בתוך מבנים בעלי יחס גובה-רוחב קיצוני – כמו מבודדים פנימיים בטרנזיסטורי ננו-סדינים (nanosheets) – תוך שמירה על טמפרטורת הפרוסה נמוכה דיה כדי להגן על החומרים מסביב .

פריצת מחסומי המזעור בלוגיקה ובזיכרון

עבור שבבים לוגיים, המערכת מאפשרת באופן ישיר היווצרות שכבה דיאלקטרית אחידה בגאומטריות הצפופות של טרנזיסטורי GAA. כשענקיות כמו סמסונג, TSMC ואינטל דוחפות קדימה לעבר צמתי ייצור של 2 ננומטר ומטה, היכולת למקם במדויק שכבות מבודדות במבני שער הופכת קריטית. בלעדיה, דליפות טרנזיסטור, אמינות ואחוזי התשואה (Yield) ייפגעו אנושות .

עבור רכיבי זיכרון, המערכת תומכת גם בציפוי SiN אחיד במבנים רב-שכבתיים של 3D NAND. כשהיצרניות שואפות לעבור את רף 200 השכבות, התעלות האנכיות נעשות עמוקות יותר ודורשות איכות סרט אחידה לכל אורך העמוד .

Producer Selectra Mo Etch: הסרה סלקטיבית של מוליבדן ללא נזק משני

המערכת השנייה שהוכרזה, Producer Selectra Mo Etch, מתמודדת עם אתגר עקשן לא פחות: הסרה סלקטיבית של מוליבדן (Mo) – שהפך למתכת המועדפת עבור קווי המילה (Wordlines) בשבבי 3D NAND מתקדמים – ברמת דיוק של שכבות אטומים בודדות, תוך השארת כל החומרים הסמוכים ללא פגע .

המערכת משתמשת בכימיית רדיקלים מהונדסת במיוחד, אשר מגיבה עם מוליבדן אך לא עם הדיאלקטריקים, המתכות האחרות או המוליכים למחצה שמסביב. דבר זה מאפשר צריבה ללא נזק במקומות צרים ושקועים, שבהם התזת יונים פיזיקלית (sputtering) או כימיה רטובה היו גורמות לחתירה תחתית, קורוזיה או קריסה של המבנה .

פריצת מחסומי המזעור בזיכרון ובלוגיקה

תרחיש השימוש העיקרי הוא הפרדת קווי מילה (wordlines) ב-3D NAND. כשיצרניות הזיכרון מערימות עוד ועוד שכבות – 200 ומעלה – יש לבודד את קווי המילה ממוליבדן באופן נקי זה מזה בתוך מחסנית הזיכרון. כל נזק צריבה משני למבודדים השכנים או לשערים הצפים (floating gates) יהרוס את התא. יכולתה של מערכת Selectra לשקע (recess) מוליבדן בדיוק במיקומים הנכונים בתוך המחסנית היא שתאפשר את המשך מגמת המזעור ב-3D NAND .

עבור שבבים לוגיים, המערכת מספקת הסרה ברמה אטומית וללא נזק של שכבות מתכת במבנים תלת-ממדיים צפופים, ומספקת מענה לדרישות הצריבה המדויקות ביותר הנובעות מהמעבר מארכיטקטורת FinFET ל-GAA .

מדוע הכלים האלה קריטיים למרוץ שבבי הבינה המלאכותית

שתי המערכות יושבות בלב ליבו של שינוי משמעותי בתעשייה. הדרישה הגואה לכוח מחשוב ליישומי בינה מלאכותית דוחפת את מתכנני השבבים לאמץ בו-זמנית ארכיטקטורות לוגיות של GAA ורכיבי 3D NAND בעלי מספר שכבות גבוה יותר, וכך נוצר צוואר בקבוק ציודי שליטוגרפיה בפני עצמה אינה יכולה לפתור .

ביצועים, צריכת הספק ואחוזי תשואה בייצור תלויים כיום בהנדסת חומרים לא פחות מאשר ברזולוציה אופטית. אפלייד מטיריאלס הציגה במפורש כלים אלה כמאפשרי שבבי AI, וציינה שמפות הדרכים של לקוחותיה כבר מסתמכות עליהם לייצור המוני .

בכך שהן נותנות מענה לאתגרי הדיוק בעלי הערך הגבוה ביותר הן בלוגיקה והן בזיכרון, שתי מערכות אלו ממקמות את אפלייד מטיריאלס בעמדה לזכות בנתח משמעותי מההשקעות בציוד ייצור, הקשורות למעברים הסימולטניים בצומת 2 ננומטר וברכיבי 3D NAND מרובי השכבות .