我们又在萎缩了。我们正在从20nm节点进入16或14领域(取决于您或您的营销团队如何计算)。事实上，根据KLA-Tencor的说法，一些公司完全跳过了20nm节点，直接进入了青少年阶段。
新的节点总是会刺激新的工具，但在16/14年，有一些趋势不仅仅是“更小”，它们给半设备人员带来了更多的挑战。
构建工具
3D NAND可能提供了最大的变化，它在晶圆上引入了一个新的层饼。对于那些刚接触3D NAND的人来说，应用材料公司(AMAT)提供了一个简单的描述，它由什么组成:将一串比特端起。
图1。3D NAND是一种平面弦，它被对半折叠。
(图片元素由Applied Materials提供)
为什么不简单地减小细胞大小呢?一遍吗?因为我们已经讲完了;你必须有一些空间来容纳被困的电荷。你需要足够的空间来容纳足够的电荷以保证统计上的稳定。平面弦不是变小了，而是垂直的。这减少了水平足迹(正如您可以从步骤4中的鲑鱼色线中看到的那样)。这样做的代价是垂直复杂性。
你会注意到，最终的结果有许多薄的多晶硅和氧化物交替层。然后将栅极孔一直钻透(一步钻透，而不是每一层都钻透——宽高比为60:1)，然后同心填充氧化物、氮化物、氧化物，然后再填充多晶硅。换句话说，由于管柱是垂直的，因此栅极堆栈是水平的，孔中的同心圆柱充当堆栈。
这些层比一般的金属/氧化物层更薄。有很多这样的金属:你认为8层或8层以上的金属是坚韧的——这是24-32层薄的金属，然后是48层或更多。因此，平面性是至关重要的，缺陷控制也是如此，因为蛋糕底部的一个缺陷可能会把它上面的所有层都搞砸。
此外，用于钻孔的硬掩模必须具有极高的质量和选择性。这些不仅仅是接触或通过孔;形成闸门的同心圆环需要是原始的，这意味着钻孔需要从清洁开始。选择性很重要，因为由于孔的深度，在钻井完成之前，硬掩膜会被大量滥用。
应用材料公司为此推出了一种新的化学气相沉积(CVD)平台:Producer XP Precision。
同时，3D NAND和finfet都增加了需要平面化的层数。以finfet为例，我们列出了以下清单:
- 浅沟隔离(STI): 1
- 聚FinFET: 1
- 聚开(更换金属门):1-2
- 金属门:1个
- 自对准触点:2(到闸口和泄水口)
- 当地的互连(李):1 - 2
- 相互连接(我们已经习惯了)
换句话说，过去仅用于后端的化学机械抛光(CMP)现在也加入了前端，将CMP步骤的数量提高到20个左右。
有趣的是，他们已经从一步CVD工艺转变为多步工艺。你可能会想，“一步完成和分几步完成有什么区别?”嗯，机器有几个工位，晶圆在完成抛光时从一个工位移动到另一个工位。每次车站之间的休息时间，温度就会下降，废物就会得到净化——有点像继续工作之前换洗澡水一样。他们发现这提供了一个更高质量的结果，如下所示。
图2。多步CMP可减少残渣和洗碟。
(图片元素由Applied Materials提供)
当然，当晶圆在步骤中移动时，您不会希望四个工作站中有三个处于空闲状态。这就像一个管道:只要一个晶圆从1号站移动到2号站，一个新的晶圆就会占据1号站。所以，在全面生产期间，所有的工作站都很忙。也就是说，您仍然可以按顺序或批处理模式使用它。
他们还将压板垂直翻转，这有助于缺陷管理。现场工艺控制有助于提高抛光质量。
而应用材料公司的新机器反射LK Prime就能做到这一切。这是介绍了以及Producer XP Precision CVD平台。
建筑检查人员的工具
与此同时，KLA-Tencor一直忙于为这些新节点组装新的检测平台。作为一个提醒(因为我们已经看了一些之前)，在这些维度上，检查是一件狡猾的事情。在大多数情况下，您实际上并不是在寻找可识别的缺陷;使用提供在线监控所需吞吐量的机器，您根本无法清楚地看到它们。
因此，您最终需要寻找特征，而不同的缺陷具有不同的特征。你最终会尝试各种光学“模式”，以确定哪些模式在给定工艺的给定晶圆上提供了最佳的灵敏度和对比度。
即使在这个级别，也有两种类型的检查。在生产和研发过程中，由于某些缺陷在不同波长的光下更明显，有宽带机器可以撒下一张大网。
但出于生产目的，更典型的是使用激光扫描仪。因此，它是一个单一波长，所以，这又是一个选择模式的问题，并找出一个给定的晶圆应该如何检查。
最后，一旦发现了缺陷，就可以使用单独的检查机器来尝试确定缺陷是什么。这需要关键的对齐，以便审查机器可以集中在有问题的区域。
考虑到所有这些，KLA-Tencor已经介绍了四款新机器:
- 2920系列:一种宽带等离子体检测仪，用于有图案晶圆，具有两倍深紫外线(DUV)光(他们说比太阳更亮);Accu-Ray和Flex Aperture用于快速确定哪种透镜和波长模式最能识别缺陷;更小的像素和更短的波长，以获得更高的精度和更好的信噪比;还有新的算法。他们声称能够在一天内识别出新的降低产量的缺陷。
- Puma 9850:一种激光扫描检测器，用于检测有图案的晶圆，同样是两倍的光;更小的像素以及提高的采样，以获得更高的吞吐量;“线形成圆柱体”，分辨率更高;并采用变量分析仪和新型传感器分别处理噪声和增强信号。
- SurfScan SP5:这是他们针对无图案晶圆片的DUV检测系统的最新版本。这些晶圆可能是未加工的晶圆，或者，例如，晶圆刚刚经过外延步骤，还没有模式化。该设备具有更大的DUV功率，折光光学以保持光极性，“优化点”以提高灵敏度，同时保持高通量，偏振光掩模以过滤噪声，集成雾霾映射，以及具有新算法的新计算机。
- eDR-7110:用于识别缺陷的复查站。它改进了分类;“链式测试”——如果一个测试不能识别缺陷，那么它可以尝试备份策略;浸没式光学，分辨率更高;更快的抽样;新的“独特”连接，更快地获得结果;改进缺陷数据。
顺便说一下，SurfScan发布中有一个微妙的信息。我们讨论过他们之前的SP3版本之前(没有SP4，因为这些在日本卖得很多，他们对待4就像我们对待13一样，只是更严肃)。该模型预测了新的450mm晶圆，包括450mm和300mm晶圆的能力。SP5:只有300mm。他们仍然很难看到需求，因为更大晶圆的成本效益还没有确定下来。在他们看来，这是2020年的事情(如果真的发生的话)。
以上就是今年的升级版。一些进化的东西;一些新想法。所有这些挑战都是制作更小的东西，然后检查以确保你做对了。
更多信息:
我们已经看到了16/14节点的新设备……在这个节点上还有其他我们没有提到的挑战吗?