Couverture ElectroniqueS n°127

Le numéro un mondial des équipements de production de semi-conducteurs a successivement annoncé un implanteur ionique, un système de polissage et un équipement de dépôt CVD taillés pour de telles fabrications. L es circuits à transistors Fin-FET et les mémoires Nand tridimensionnelles, dont la production en grandes séries a démarré, sont des architectures 3D qui répondent à des besoins de miniaturisation, d'augmentation de densité de fonctions et de réduction de la consommation. Des besoins régulièrement exprimés par les fabricants de smart-phones et de tablettes numériques. Toutefois, de telles structures ne peuvent être produites en grands volumes que si elles présentent une uniformité suffisante au sein d'un même wafer comme d'un wafer à l'autre. Or, pour les architectures 3D, les étapes cruciales sont le dopage et la déposition, alors que, pour les structures planaires (2D), l'étape critique est la lithographie. Aussi, pour répondre à ces nouveaux impératifs, Applied Materials, numéro un mondial des équipements de production de semi-conducteurs, a annoncé, cet été, trois nouveaux matériels destinés à la production en grandes séries de composants à architecture 3D avec des technologies inférieures à 20 nm : un implanteur ionique référencé Applied Varian VIISta 900 3D, un système de polissage à précision nanométrique ( Applied Reflexion LK Prime CMP – pour Chemical Mechanical Planarization ) et un matériel de déposition en phase vapeur ( Applied Producer XP Precision CVD – pour Chemical Vapor Deposition ). Grâce à leur vitesse de traitement élevée, ces matériels s'inscrivent aisément dans les lignes de production. le polissage au nanomètre près réalisé par le Reflexion lK Prime CMP garantit une dispersion minime des caractéristiques des composants. l'implanteur ionique applied Varian VIISta 900 3d présente une plus grande intensité du faisceau d'ions et une plus grande précision de façonnage du faisceau que les générations précédentes. Par rapport aux implanteurs ioniques de la génération précédente, le système Applied Varian VIISta 900 3D affiche une plus grande intensité du faisceau d'ions et une plus grande précision de façonnage du faisceau. Les impuretés présentes dans le faisceau (particules métalliques et contaminants) y sont éliminées par un filtre magnétique – composé de trois aimants –, et les doses d'ions apportées sont régulées grâce à des boucles de rétroaction. Surtout, le VIISta 900 3D utilise une technologie, dite SuperScan 3, qui permet de moduler la quantité d'ions arrivant sur la cible en fonction du motif à dessiner ( pattern ). Cette fonction est importante puisqu'elle permet de corriger les défauts qui ont pu être induits par les opérations ayant eu lieu en amont de l'implantation ionique. Ce réglage peut également servir à prévenir l'endommagement par le rayon, des parois cristallines de la structure 3D ; un impact trop important risque en effet de changer la structure cristalline ce qui peut avoir pour conséquence une dégradation des performances du composant et une augmentation de sa consommation (apparition de courants de fuite). au nanomètre près Applied Materials estime que son système de polissage Reflexion LK Prime CMP « est notamment optimisé pour la fabrication de la grille du FinFET et de la structure en escalier de la mémoire Nand 3D ». En effet, cet appareil inclut 6 postes de polissage et 8 postes de net-toyage – pouvant fonctionner indépendamment les uns des autres. Or, la précision exigée pour les architectures 3D impose jusqu'à une dizaine d'opérations de polissage supplémentaires par rapport au nombre d'opérations de polissage nécessitées pour les structures planaires. Le Reflexion LK Prime CMP a été conçu pour remplir cette mission. Le fait que chaque poste (nettoyage et polissage) puisse fonctionner indépendamment des autres permet aussi au fabricant de semi-conducteurs de contrôler très précisément les caractéristiques des composants à architecture 3D qu'il produit. In fine , la précision du polissage est de l'ordre du nanomètre, ce qui permet de fabriquer des grilles de même hauteur à 1 nanomètre près et ainsi d'obtenir quasiment les mêmes caractéristiques pour les différents composants fabriqués « ainsi qu'un bon rendement de production» , selon Applied Materials. En outre, le nombre élevé de postes de polissage et de nettoyage augmente la capacité de traitement de la machine : dans les faits, elle s'avère deux fois plus rapide que les polisseuses de la génération précédente. La fabrication des mémoires Nand 3D requiert également un dépôt très précis des différentes couches servant à former la structure. Pour ce, le système de déposition en phase vapeur Producer XP Precision d'Applied Materials présente une précision de déposition de l'ordre du nanomètre grâce à des réglages automatisés de la température et des débits de gaz et de plasma, qui permettent de renforcer les actions respectives de ces divers paramètres. D'où, in fine , des dépôts à la fois précis et uniformes. Ce qui permet de garantir une homogénéité de caractéristiques pour les composants. Enfin, l'automatisation de cet appareil a été améliorée de façon à en augmenter la vitesse de traitement.

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