Daripada Bukti Konsep (POC) kepada Pembuatan Volume Tinggi (HVM)

Bézard menerangkan tiga peringkat pembangunan teknologi etsa:

1. Menentukan agen etsa, gas, dan lapisan tambahan yang diperlukan untuk mengetsa.

2. Menunjukkan keupayaan untuk mengeluarkan sepenuhnya filem dalam julat yang ditentukan dan mencapai keseragaman pada wafer.

3. Menentukan cara mengulangi proses pada beribu-ribu cip dalam pembuatan volum tinggi (HVM) dengan hasil tinggi dan drift rendah.

Biasanya, jurutera etsa dan integrasi mahir mengendalikan dua peringkat pertama pembangunan. Peringkat ketiga memerlukan kepakaran kejuruteraan, tetapi pembelajaran mesin boleh membantu.

"Pembelajaran mesin dan analisis data biasanya hanya berguna pada peringkat ketiga," kata Bézard. "Ia sangat berkuasa kerana ia boleh mengakses sejumlah besar data dan memahami berjuta-juta interaksi kecil dan mudah. Oleh itu, sangat sukar untuk otak manusia memahami, tetapi lebih mudah untuk program komputer untuk diuruskan. Namun, apabila berurusan dengan aplikasi baharu, goresan bahan baharu atau senario penyepaduan baharu, ia tidak menunjukkan sebarang peningkatan berbanding manusia."

Penggunaan pembelajaran mesin juga berkaitan dengan kos pembuatan memandangkan peringkat ketiga melibatkan beribu-ribu wafer, iaitu susunan magnitud yang lebih besar daripada bilangan yang digunakan pada peringkat pertama dan kedua.

Barrett Finch, Pengarah Kanan Kumpulan Produk Etch di Lam Research, menyifatkan laluan proses baharu sebagai mendapatkan pengesahan konsep daripada aliran dan susun atur proses nominal serta membangunkan satu atau lebih peranti yang berfungsi pada wafer. Bukti konsep (POC) ini kemudiannya dipindahkan kepada pasukan pembangunan produk di fab wafer untuk meningkatkan proses dan meningkatkan hasil.

Finch berkata, "Jumlah kerja yang diperlukan untuk mengubah pengesahan konsep nominal kepada produk yang menghasilkan hasil yang menguntungkan sering dipandang remeh, mengakibatkan jurang keuntungan yang ketara. Pemodelan tetingkap proses cuba merapatkan jurang ini dengan memperkenalkan variasi fab ke peringkat awal pembangunan mencari jalan." Beliau mencadangkan bahawa Reka Bentuk Eksperimen maya (DOE) dan analisis berbilang parameter berasaskan Monte Carlo boleh digunakan untuk mensimulasikan perubahan yang dijangkakan dan menguji POC.

Finch menambah, "Pemodelan tetingkap proses boleh menjawab soalan seperti, 'Berapa banyak CD atau kebolehubahan yang perlu saya kekalkan untuk mencapai prestasi dan hasil peranti yang paling rendah?' Kami menyelesaikan simulasi lebih satu juta wafer maya untuk ujian tetingkap proses dalam masa beberapa hari, yang mustahil untuk dicapai dalam kehidupan sebenar."

Berbilang parameter mempengaruhi kadar goresan, profil dan selektiviti. Satu faktor utama ialah suhu. Benjamin Vincent, Pengurus Kanan Proses Semikonduktor dan Kejuruteraan Integrasi di Lam Research, menyatakan bahawa pelanggan boleh memerhati kesan kesan haba pada kelajuan etsa, selektiviti dan profil. Semua parameter ini mempengaruhi hasil peranti dan produktiviti fab wafer. Dia percaya bahawa simulasi boleh berguna terutamanya apabila langkah proses mempunyai berbilang konfigurasi yang mungkin (ruang proses yang besar) atau apabila keputusan hiliran langkah itu sangat tidak dapat diramalkan.

Alex Guermouche, Pengurus Pemasaran Produk di anak syarikat Lam Research, Esgee Technologies, menyebut, "Proses etsa bergantung pada suhu permukaan cip, yang dipengaruhi oleh pelbagai fluks haba, termasuk pengaliran haba, tenaga hentaman ion, tindak balas permukaan dan sinaran plasma. fluks haba." Beliau seterusnya menjelaskan, "Oleh itu, model plasma perlu menggabungkan semua ciri fizikal ini untuk menerangkan dengan tepat variasi suhu pada permukaan cip. Perisian simulasi proses membolehkan kami memodelkan pelbagai atribut etsa, membolehkan kami memperoleh hasil goresan yang lebih baik dengan lebih cepat dan mempercepatkan keupayaan pelanggan kami untuk meningkatkan atau mengoptimumkan hasil pengeluaran."

Mencapai masa yang tepat dalam proses etsa

Untuk geometri yang lebih ketat dan filem nipis, keseimbangan antara kadar goresan dan kawalan yang baik ke atas parameter operasi lain diperlukan.

Finch menyatakan, "Apabila peraturan reka bentuk mengecut, banyak proses goresan beralih kepada langkah proses goresan plasma yang sangat pantas yang memerlukan kawalan yang sangat tepat bagi semua input tindak balas: kuasa, tekanan, kimia dan suhu." Beliau menyatakan bahawa terdapat juga trend ke arah mengoptimumkan tingkah laku nadi plasma, di mana nisbah ion-ke-neutral tertentu dijana dan kemudian hasil sampingan dibersihkan. "Pemodelan lanjutan bagi senario ini adalah penting untuk meningkatkan lagi peralatan."

Pengeluar sistem etsa telah menggunakan perisian pemodelan untuk beberapa lama untuk mempercepatkan pembangunan nod seterusnya atau meningkatkan hasil pengeluaran. Memandangkan kerumitan proses ini dan semua pembolehubahnya, ini tidak menghairankan.

Finch berkata, "Tiada masa yang cukup atau wafer yang mencukupi semasa pembangunan teknologi nod seterusnya untuk menjalankan semua eksperimen proses yang mungkin." "Bilangan set konfigurasi peralatan etch boleh berjumlah berjuta-juta, malah berbilion-bilion, menjadikan pembangunan wafer penuh dengan semua kemungkinan proses mustahil."

Sudah tentu, semua model yang baik disahkan pada cip sebenar. Finch berkata, "Model yang baik harus bersifat ramalan dan ia harus menangani masalah khusus yang ingin diselesaikan oleh pengguna." "Data fab sebenar harus mencerminkan hasil yang disyorkan setiap kali proses atau perubahan reka bentuk disyorkan berdasarkan kerja simulasi. Dalam kes kami, kami dapat meramalkan dengan tepat kesan perubahan proses menggunakan keputusan berasaskan model dan menyelesaikan proses yang sukar dan pembangunan teknologi dengan cepat. isu."

Pembekal alatan juga sedang membangunkan proses goresan lanjutan untuk menyepadukan dengan lebih ketat barisan pengeluaran mereka dan menukar proses tahap dua topeng (dua langkah litografi) kepada satu proses, dengan itu memudahkan proses dan mengurangkan kos.

Bézard berkata, "Syarikat tidak memasang semula perkakasan sedia ada untuk menjadikan pisau Swiss Army lebih canggih tetapi telah memperkenalkan teknologi yang disesuaikan dengan aplikasi tertentu, seperti sistem baharu untuk menyelesaikan masalah canggih." Matlamatnya adalah untuk merapatkan dua garisan yang menghadap satu sama lain, yang pada masa ini memerlukan langkah mencorak garisan dan kemudian topeng pemotongan. "Apa yang diperkenalkan oleh Bahan Gunaan dan lain-lain ialah kaedah goresan langsung dalam arah mendatar." Proses ini juga boleh membesarkan lubang-lubang.

Akan bersambung...