ASM представила текучую углеродную пленку для производства передовых микросхем. По утверждению компании, Flowable Carbon стала первым на рынке углеродным материалом такого типа, который наносят методом плазмохимического осаждения из газовой фазы. Пленка заполняет узкие и глубокие полости внутри сложных трехмерных структур, а затем сама выравнивает поверхность пластины, сокращая число отдельных технологических операций.
ASM использует материал в системе XP8 Vertos. При обычном нанесении углеродная пленка повторяет рельеф микросхемы: материал оседает на стенках и дне углублений, а неровности переходят в следующий слой. Чем уже и глубже становятся элементы, тем сложнее полностью заполнить пространство без пустот и швов. Текучий углерод ведет себя иначе: материал заполняет полость снизу вверх и формирует сверху ровную поверхность.
За счет такого поведения XP8 Vertos одновременно заполняет углубления и выравнивает пластину. ASM заявляет, что после нанесения можно отказаться от отдельных этапов химико-механического выравнивания или обратного травления, которые обычно убирают лишний материал. Меньшее число операций сокращает время обработки и снижает вероятность появления дефектов.
Технология рассчитана прежде всего на структуры с большим отношением глубины к ширине, которые все чаще встречаются в современных логических микросхемах и памяти. В 3D NAND производители наращивают число слоев, а в передовых логических чипах усложняют форму транзисторов и соединений. ASM также рассматривает применение текучего углерода в DRAM, передовой корпусировке и других процессах, где приходится заполнять неодинаковые по размеру полости на одной пластине.
Flowable Carbon не означает, что ASM напрямую уменьшила транзисторы ниже двух нанометров. Названия современных техпроцессов вроде 2 нм уже не соответствуют одному конкретному физическому размеру элемента на кристалле. Дальнейшее развитие микросхем зависит не только от литографии, но и от материалов, трехмерной компоновки и способности фабрик надежно формировать все более сложные структуры. Разработка ASM решает именно такую производственную задачу.
Компания также заявляет о повышенной термостойкости новой пленки и возможности избирательно наносить материал на нужные участки. Процесс позволяет не только полностью заполнять полости, но и контролировать высоту углеродного слоя, если для следующего этапа производства требуется оставить часть углубления свободной.
Работа над текучим углеродом началась задолго до нынешнего анонса. В патентной документации ASM описывает методы формирования углеродных слоев с разной текучестью для заполнения промежутков в полупроводниковых структурах. Семейство документов ссылается на заявку с приоритетом от апреля 2021 года, поэтому нынешняя система стала результатом нескольких лет разработки.
ASM сообщает, что Flowable Carbon уже находится на начальном этапе внедрения в массовое производство. Компания не назвала производителей микросхем, которые используют технологию, и не раскрыла конкретные техпроцессы. Поэтому пока корректнее рассматривать XP8 Vertos не как отдельный способ перейти за условную границу 2 нм, а как новый инструмент для изготовления более плотных и сложных трехмерных чипов.
