为什么选择性处理对芯片扩展的未来至关重要

在我的以前的博客，我描述了应用材料的新选择性沉积过程亚博最新版本如何消除初学者逻辑节点中持续的2D缩放的临界瓶颈。材料工程中的这种突破是投资组合的一部分选择性加工施加的技术已经在过去的二十年里建造了建设。在此博客中，我将解释哪些选择性处理以及如何实现芯片缩放，以继续提供电力，性能，面积/成本和上市时间（PPACT）的改进。

选择性与传统加工

传统的晶圆加工方法包括均匀影响晶圆上所有表面的步骤，而不考虑单个材料特性的任何差异。从历史上看，该行业一直依赖于光刻技术来定义引导这些加工方法形成晶体管及其连接的单个图案。随着芯片变得越来越复杂，这种方法正在失去动力。传统的处理方法正受到二维特征设计规则的缩减以及无法解决体系结构挑战的阻碍，如特征尺寸更小、纵横比更高、过孔更紧以及3D芯片设计使用增加带来的边缘放置错误。

与传统的晶圆加工方法不同，选择性技术利用单个表面的独特特性，针对特定材料定制具有针对性效果的工艺。它通过设计独特的化学和物理工艺来实现这一点，这些工艺可识别晶圆表面的特定材料或特征。这些“智能”方法开启了晶圆加工的新范式，允许特定材料仅沉积在特定区域，或在不影响附近结构的情况下移除或修改。

选择性处理解决了高级节点上的PPACt难题

为了解决高级节点的扩展挑战，选择性处理已经发展到可以用于在原子级沉积和蚀刻材料的程度。可以把它看作是一种非常先进的加法/减法制造方法，通过这种方法，单个原子的放置和移除都非常精确。作为我的同事和应用研究员艾莉·伊尼曾经评论过，“这就像控制每个雪花应该在暴风雪期间降落的地方。”

例如，通过选择性加工，可以调节化学气相沉积（CVD）工艺中的化学以仅在金属表面上相互作用和沉积，使任何非金属表面不含沉积材料。这是应用的技术选择性钨过程这使得芯片制造商能够消除传统上用于使钨填充在晶体管接触过孔中的占用空间的衬垫和成核层（见图1）。

选择性加工的另一个好处是它允许设计人员以完全新的方式构建芯片。它能够创建和删除以前不可能制造的新结构 - 甚至在晶片的表面下方和超出工具的直接视线之外。通过提供类似的比例精度能力，通过去除传统沉积和蚀刻的约束，选择性加工承诺在3D制造中开放新的途径。例如，可以调整应用的选择性蚀刻工艺以挖掘和删除多层堆栈中的特定材料，以创建新的3D架构，例如栅栏全方位，从而带来新的晶体管性能（参见图2）。

应用程序的选择性处理组合

近20年来，Applied一直在创新选择性材料解决方案，以消除障碍并推动行业向前发展。这些系统在内存和逻辑设计方面取得了进步。如今，实现更高性能的途径在于通过材料工程实现的新三维体系结构补充持续的二维缩放。

Applied广泛的工艺IP允许我们访问独特的跨功能技术库，以开发创新的集成材料解决方案。对于选择性加工方法而言，这一点尤为重要，因为晶圆上一种材料与另一种材料的清晰区分能力取决于表面的原子级制备，而表面制备只能通过将多种清洁和处理技术结合在一个原始的高真空环境中进行。

我的同事Regina Freed在一篇文章中描述了应用广泛的技术组合所带来的另一项功能以前的博客其中，她解释了应用程序如何协同优化我们的选择性沉积，选择性蚀刻，电子束计量和缺陷控制技术，以消除不同设备层之间的错位，以解决边缘放置误差（EPE）并改善缩放（参见图3）。

在Applied，我们致力于领导新技术和IP的开发，以在原子级上选择性地添加、减少和成型材料。在我们的产品组合中，将选择性处理添加到技术的广度中，提供了另一个关键的构建块，帮助我们的客户实现其PPACt目标，从而使我们能够自信地向AI时代迈进。