Da Applied Materials nuovi strumenti di misurazione per la produzione FinFET e 3D NAND

Applied Materials, tra i principali fornitori di macchinari per la produzione di semiconduttori, afferma di aver risolto una delle problematiche più complesse che si presentano nelle tecniche di produzione di chip tridimensionali, come FinFET e memorie 3D NAND. La società ha presentato la propria soluzione, denominata VeritySEM 5i, all'International Society for Optics and Photonics di San Jose.

Il principale ostacolo che i produttori di semiconduttori incontrano nell'avvicinarsi alla produzione FinFET è rappresentato dalla difficoltà nello spegnere tutti i transistor insieme e in maniera precisa allo stesso voltaggio, ovvero l'unico modo che permette di trarre vantaggio del basso leakage e della seguente contenuta dissipazione termica possibile con i transistor tridimensionali.

Per far sì che il leakage possa essere contenuto, è opportuno controllare con precisione tutti gli aspetti del gate tridimensionale (l'altezza e lo spessore della "fin", l'altezza del gate, lo slope dei bordi del gate). Nessuno di questi parametri può però essere misurato accuratamente con i dispositivi di misurazione tradizionalmente impiegati per la produzione di semiconduttori bidimensionali.

Ancor peggiori sono i problemi nella produzione di dispositivi 3D NAND dal momento che le misurazioni necessarie al proseguimento del processo produttivo devono essere condotte all'interno del cubo 3D, per assicurare l'adeguata precisione nel posizionamento delle interconnessioni tra i vari strati dello stack. Attualmente solo Samsung afferma di aver avviato la produzione di questi dispositivi, che non sono commercialmente disponibili ma forniti a clienti selezionati senza che vi siano informazioni pubblicamente disponibili su architetture e rese.

Applied Materials ha quindi pensato di utilizzare una tecnica chiamata high-energy backscattering electron che permette di ottenere una risoluzione di 1,2 nanometri nelle misurazioni, permettendo quindi alla soluzione VeritySEM 5i di poter risolvere i problemi che si presentano sia nelle fasi di ricerca, sia nelle fasi di produzione e dando modo alle varie realtà che si occupano della produzione di semiconduttori di tenere il passo con Intel, che a livello di laboratorio ha già la possibilità di realizzare esemplari di chip con processo FinFET a 10nm.

VeritySEM 5i ha già superato la fase di debug e venti sistemi di misurazione sono prossimi all'impiego da parte di clienti ad alto profilo allo scopo di velocizzare le attività di ricerca e per incrementare le rese produttive. La risoluzione di 1,2 nanometri può già essere usata per il nodo produttivo a 10 nanometri e sarà compatibile anche con il nodo a 6 nanometri.