أعلنت شركة IBM وLam Research عن تعاون بحثي مدته خمس سنوات لتطوير المواد وعمليات التصنيع اللازمة لتوسيع نطاق الرقائق المنطقية بما يتجاوز 1 نانومتر باستخدام الطباعة الحجرية عالية NA EUV وتقنية مقاومة الجفاف Aether من Lam. سيتم تنفيذ العمل في مجمع NY Creates Albany NanoTech التابع لشركة IBM Research في نيويورك، مع تقنية Lam's Aether للمقاومة الجافة في مركز الجهود جنبًا إلى جنب مع منصات Kiyo وAkara للحفر وأنظمة الترسيب Striker وALTUS Halo.
لقد تعاونت الشركتان لأكثر من عقد من الزمن في تطوير عملية 7 نانومتر، وهندسة ترانزستور صفائح النانو، والتكامل المبكر لعملية EUV. والجدير بالذكر أن شركة IBM كشفت عما وصفته بأول شريحة عقدة بدقة 2 نانومتر في العالم في عام 2021، مما يمثل علامة فارقة مهمة في الشراكة المستمرة.
يستمر المقال أدناه
الأثير وارتفاع NA EUV
تستخدم الطباعة الحجرية القياسية بالأشعة فوق البنفسجية مقاومات مضخمة كيميائيًا، والتي يتم تغليفها بالدوران على الرقاقات وتطويرها باستخدام الكيمياء الرطبة. ومع ذلك، فإن هذا النهج يواجه مشكلة أساسية في الأشكال الهندسية للماسحات الضوئية عالية NA EUV المصممة للطباعة: الضوضاء العشوائية. وهذا تباين إحصائي في امتصاص الفوتون لكل وحدة مساحة، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات العيوب مع تقلص الميزات.
ومع ذلك، فإن عملية الأثير تتجنب الكيمياء الرطبة تمامًا عن طريق ترسيب المقاومة عبر سلائف طور البخار وتطويرها باستخدام العمليات الجافة المعتمدة على البلازما. وفقًا للام، تمتص مركباتها المعدنية العضوية ضوء الأشعة فوق البنفسجية بمقدار ثلاثة إلى خمسة أضعاف أكثر من المواد المقاومة التقليدية القائمة على الكربون، مما يقلل من جرعة التعرض المطلوبة لكل تمريرة من الرقاقة ويحافظ على نقش الطباعة الفردية قابلاً للتطبيق في العقد حيث تتطلب بدائل العملية الرطبة نقشًا متعددًا أكثر تكلفة.
تؤدي خطوات العملية الأقل بين التعريض والحفر أيضًا إلى تقليل عدد النقاط التي يمكن أن تتدهور عندها دقة النمط، وهي ميزة مضاعفة مع استمرار تشديد الأشكال الهندسية. يركز التعاون المتجدد بين IBM وLam بشكل خاص على إثبات أن Aether يمكنه الحصول على أنماط عالية من NA EUV يتم نقلها بشكل موثوق إلى طبقات الأجهزة الحقيقية عند عائد الإنتاج. في النهاية، هذا ما يجب القيام به قبل أن تتمكن العمليات التي تقل دقتها عن 1 نانومتر من التحرك بشكل موثوق نحو الإنتاج الرائع.
تعد الترانزستورات النانوية، التي تقوم بتكديس عدة صفائح رقيقة من السيليكون لزيادة تيار المحرك دون توسيع بصمة الترانزستور، إحدى بنيات الأجهزة الأساسية التي سيقوم الفريق بالتحقق من صحتها. يؤكد البيان الصحفي لشركة IBM أيضًا على العمل على أجهزة nanostack وتوصيل الطاقة من الجانب الخلفي، والتي تعمل على توجيه توصيلات الطاقة عبر الجزء الخلفي من الرقاقة بدلاً من المقدمة، مما يؤدي إلى تحرير الطبقات المعدنية الأمامية لتوجيه الإشارة وتقليل خسائر المقاومة التي تتراكم عند كثافات الترانزستور العالية.
ثلاث صفقات في 14 شهرا
يمثل إعلان IBM الخطوة الثالثة الهامة التي اتخذتها لام فيما يتعلق بالإيثر منذ يناير من العام الماضي. وأكدت الشركة في ذلك الشهر أنه تم اختيار Aether من قبل شركة تصنيع ذاكرة رائدة لم تذكر اسمها كأداة إنتاج قياسية لعمليات DRAM الأكثر تقدمًا. بعد ذلك، في سبتمبر، وقعت لام اتفاقية ترخيص وتعاون مشترك مع شركة JSR Corporation وشركتها الفرعية Inpria، لدمج مقاومات أكسيد المعادن ومواد الزخرفة الخاصة بشركة JSR مع قدرات Lam للحفر والترسيب والمقاومة الجافة لـ NA EUV العالية.
على مدار 14 شهرًا، انتقلت لام من اعتماد الإنتاج في الذاكرة إلى شراكة سلسلة توريد المواد لأنماط EUV عالية NA إلى التزام بحث منطقي لمدة خمس سنوات مع IBM، وتجميع نظام بيئي مقاوم للجفاف قبل اعتماد أوسع لـ NA EUV. بدأت ASML في شحن أول أنظمة EUV عالية NA في عام 2023، ومع تحرك هذه الأدوات نحو اعتماد المسبك على نطاق أوسع، سيصبح اختيار عملية المقاومة أحد أكثر الأمور أهمية التي يواجهها صانعو شرائح المواد. تعد خبرة JSR وInpria الحالية في مقاومة أكسيد المعادن مكملاً مباشرًا لنهج ترسيب البخار الخاص بـ Aether، مما يوفر تغطية Lam عبر كل من المواد المقاومة الجافة ومواد زخرفية أكسيد المعدن التي تتجه إلى أقل من 1 نانومتر.
لام ليست شركة المعدات الوحيدة التي تدور حول مستوى عالٍ من NA EUV. تمتلك شركة Applied Materials مواد الزخرفة الخاصة بها وقدرات تكامل العمليات، كما أن موقع ASML المهيمن في الطباعة الحجرية يمنحها تأثيرًا طبيعيًا على كيفية تطور النظام البيئي المقاوم حول أدواته. إن شراكات لام مع IBM وJSR/Inpria هي، جزئيًا على الأقل، جهدًا لتأسيس المقاومة الجافة كمسار افتراضي لتكامل العملية قبل تضمين قرارات الأدوات داخل المسابك.
مجمع أبحاث آي بي إم
يعد مجمع Albany NanoTech التابع لشركة IBM Research عبارة عن منشأة لتطوير العمليات، وليس مصنعًا للإنتاج، لذا سيتم التحقق من صحة نتائج هذا التعاون من خلال تدفقات العمليات ومعرفة المواد التي يمكن للمسابك التجارية اعتمادها.
يتبع هذا نفس النموذج الذي اتبعته الشركات السابقة في العمل على 7 نانومتر وصفائح النانو، حيث ساهم البحث الذي تم عرضه في ألباني في نهاية المطاف في عمليات الإنتاج في TSMC وغيرها. لذلك من غير المرجح أن تصل أعمال المعالجة التي تقل عن 1 نانومتر والتي تبدأ في عام 2026 إلى حجم التصنيع قبل أوائل ثلاثينيات القرن الحالي.
يمثل التعاون أيضًا فرصة كبيرة للام. إذا كانت قادرة على تأسيس Aether كحل معتمد للمقاومة الجافة لمنطق عالي NA EUV، فإنها ستضيف فئة إيرادات جديدة مهمة بالإضافة إلى أدوات الحفر والترسيب التي تبيعها بالفعل لكل صانع شرائح متقدم تقريبًا.
يؤدي الالتزام لمدة خمس سنوات مع شركة IBM إلى بناء المعرفة بالعملية وثقة العملاء قبل أن تتخذ المسابك قرارات عملية مقاومة للعقد التي يقل حجمها عن 1 نانومتر. عملاء لام التجاريون – TSMC، وSamsung، وIntel، وغيرهم – هم الذين سيتبنون في نهاية المطاف أي معرفة عملية تخرج من ألباني نتيجة لهذا الجهد البحثي الجديد.
التعليقات