泛林集團首席技術(shù)官Rick Gottscho博士接受了行業(yè)媒體Semiconductor Engineering (SE)的專(zhuān)訪(fǎng)，分享他對于存儲和設備微縮，新市場(chǎng)需求，以及由成本、新技術(shù)和機器學(xué)習應用所推動(dòng)的生產(chǎn)變革方面的看法。以下節選自采訪(fǎng)原文。
泛林集團首席技術(shù)官Rick Gottscho博士 Q1: 我們終于迎來(lái)了EUV光刻工藝時(shí)代，放眼所有這些工藝節點(diǎn)，您如何看待它們？您是否看到了市場(chǎng)對3nm節點(diǎn)的趨之若鶩？ Rick Gottscho：當然，5nm工藝比7nm要困難許多，3nm工藝的難度就更大了。我認為現在市場(chǎng)對7nm工藝的需求還很強勁，對5nm工藝的需求也將會(huì )很強勁。一些節點(diǎn)由于沒(méi)有帶來(lái)足夠的收益而曇花一現，我們客戶(hù)的客戶(hù)可能在尋找下一個(gè)節點(diǎn)并暫時(shí)觀(guān)望。我們很難斷言哪個(gè)節點(diǎn)將成為“殺手锏”、哪個(gè)會(huì )是曇花一現，但對先進(jìn)器件的持續性需求仍然是大勢所趨。其中，大部分需求是由人工智能中的大數據活動(dòng)來(lái)驅動(dòng)的，這讓我們必須處理大量信息。高速處理器、密集處理器和存儲就顯得至關(guān)重要。 Q2: 現在有很多不同的存儲技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)，這會(huì )產(chǎn)生什么影響？ Rick Gottscho：很顯然，DRAM的微縮越來(lái)越困難。我們預計DRAM仍會(huì )有三代發(fā)展前景，但每一代的成本和性能優(yōu)勢都在減弱，這一空缺需要填補。因此，介于NAND和DRAM之間的存儲級內存空間便應運而生，PCRAM（相變存儲器）或XPoint存儲填補了部分空缺，但并非全部。PCRAM或XPoint還可以創(chuàng )造新的終端產(chǎn)品，為市場(chǎng)增長(cháng)開(kāi)辟傳統NAND和DRAM難以企及的新途徑。我們認為，替代DRAM的解決方案將不止一種，可能會(huì )有三至四種新形態(tài)共同填補這一空間，對DRAM市場(chǎng)進(jìn)行替代或部分替代。我們相信，無(wú)論由什么來(lái)填補解決方案空間，它都會(huì )涉及到3D架構。 Q3: 泛林集團在這之中能夠發(fā)揮什么樣的作用？ Rick Gottscho：我們提供的設備能夠處理高深寬比結構，不僅僅是垂直結構，還包括水平—垂直組合結構。具體而言是由內而外的處理模式，和現今鎢材料處理模式一樣，先將氧化物/氮化物(ONON)或氧化物/多晶硅(OPOP)等材料堆疊組合起來(lái)，再通過(guò)該組合實(shí)現對高深寬比結構的蝕刻。我們認為，由2D NAND轉向3D NAND的解決方案將廣泛適用于所有新存儲類(lèi)型。引入新的材料肯定會(huì )提高復雜性，尤其是像MRAM堆棧這種結構，除了復雜以外工藝要求也高，很難進(jìn)行垂直蝕刻。因此，任何高密度的獨立MRAM至今沒(méi)有出現，都是被嵌入到邏輯中，這是材料特性導致的結果。 Q4: 達到192/196層之后，3D NAND的發(fā)展會(huì )變慢嗎？ Rick Gottscho：我們很看好3D NAND的前景，在這個(gè)領(lǐng)域的主要挑戰有兩個(gè)。一是隨著(zhù)沉積層數的提升，薄膜應力會(huì )持續累積，最終導致晶圓翹曲并使圖案變形，因此雙層或三層結構的解決方案中，對齊將成為一個(gè)很大的挑戰。我們推出的一種新產(chǎn)品能從背面進(jìn)行沉積從而抵消晶片正面的應力。此外，我們還推出了能降低薄膜固有應力的方案。盡管這些產(chǎn)品和方案有助于防止晶片翹曲，但它們并不能阻止模內和面內變形，有時(shí)甚至會(huì )加重這種變形，因為它們會(huì )讓晶片承受不同方向的壓力，致使晶片就像被鉗子夾住一樣，變得更“平”。所有這些壓力最終會(huì )影響到圖形的準確性，所以我們要同時(shí)從外部應力和內應力兩個(gè)角度來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 Q5: 有了3D NAND，每個(gè)節點(diǎn)的位密度都增大了，每個(gè)單元也有更多的位。對此，市場(chǎng)需求是否充足？ Rick Gottscho：從長(cháng)期來(lái)看需求十分強勁。在數據及其生成和存儲領(lǐng)域，呈現出爆發(fā)式增長(cháng)。所有這些用于挖掘數據的應用都會(huì )為新應用提供更多數據，因此對數據的需求是無(wú)止境的，并需要永久存儲數據。你沒(méi)有理由不能挖掘10年前獲取的數據并從中提取價(jià)值，前提是這些數據的存儲方式便于提取。如果考慮4位和5位單元，泛林集團在這方面做得非常成功。你真的在把電流/電壓特性數字化。分割I(lǐng)/V曲線(xiàn)的精確度取決于這個(gè)器件是否與其相鄰或位于其上的器件看起來(lái)一模一樣。因此，如果存儲孔刻蝕不夠均勻，那么每個(gè)器件都會(huì )與所在陣列的其他器件有些許不同，你就需要進(jìn)行大量的誤差校正，使得“這個(gè)”器件與“那個(gè)”器件的相似度差距在4或5位范圍內。在打造3D NAND結構方面，除了誤差校正和啟動(dòng)5位單元的算法和電路外，沉積和刻蝕的加工精度也至關(guān)重要。 Q6: 現在A(yíng)LE（原子層刻蝕技術(shù)）發(fā)展到哪一步了？ Rick Gottscho：現在已經(jīng)有了批量生產(chǎn)的ALE解決方案，有時(shí)則是準ALE。正如ALD（原子層沉積技術(shù)）一樣，你永遠無(wú)法真正到達極限，因為這一過(guò)程太緩慢了。因此，你會(huì )做出妥協(xié)，通過(guò)接近這一極限來(lái)獲得大部分收益，并處理未達到極限的不利影響。不管是ALD還是ALE，生產(chǎn)效率和精確度之間都需要達到一個(gè)平衡。我們所說(shuō)的混合模式脈沖(MMP)其實(shí)就是一種高生產(chǎn)率的方式。在不斷接近ALE極限的過(guò)程中，有一系列工藝被普遍采用。最大的問(wèn)題是，我們能否通過(guò)這一系列工藝，進(jìn)一步得到一個(gè)純ALE或ALD工藝，因為其收益將是很可觀(guān)的。這對于各向同性刻蝕和各向異性刻蝕都可以適用。由于到處都有柵極，有一個(gè)需要用極高選擇性進(jìn)行處理的各向同性成分。如果能使其具備足夠的生產(chǎn)力，ALE會(huì )是一個(gè)自然的工藝解決方案。這就是ALE面臨的挑戰——如何使其更快。 Q7: 最后一個(gè)問(wèn)題。請您展望一下整個(gè)行業(yè)在未來(lái)幾年的前景，有可能遇到的障礙有哪些？ Rick Gottscho：開(kāi)發(fā)成本一直是個(gè)大問(wèn)題，工藝缺陷更是個(gè)難題。首先是測量，除了速度慢和成本高以外，現在測量的難度也越來(lái)越大。在這種情況下，客戶(hù)的最終采樣能力受到了限制。有時(shí)采樣成本過(guò)高致使不得不放棄檢查，當然那就要面對質(zhì)量失控的風(fēng)險。解決問(wèn)題的希望在于虛擬測量和數據。所以這些挑戰也帶來(lái)了機遇。而EUV光刻還需要解決缺陷率問(wèn)題。但總的來(lái)說(shuō)，我對于這些問(wèn)題的解決持樂(lè )觀(guān)態(tài)度。我們轉向干膜光刻膠的原因之一就是似乎沒(méi)有其他可行方案，尤其是采用High-NA技術(shù)的EUV光刻。但集合整個(gè)行業(yè)的力量，我們最終會(huì )克服這些挑戰的。另一個(gè)問(wèn)題是大數據，這個(gè)領(lǐng)域有大量未開(kāi)發(fā)的機會(huì )，但問(wèn)題是半導體生態(tài)系統很難實(shí)現數據共享。在大數據方面，我對醫療保健行業(yè)更為樂(lè )觀(guān)，這個(gè)行業(yè)可以收集大量的個(gè)人數據，進(jìn)行匿名化處理和挖掘后再應用于一般人群和個(gè)體，根據表觀(guān)基因組特性打造量身定制的解決方案。如果半導體行業(yè)也能如此將會(huì )是一件很好的事情，我們就可以將很多客戶(hù)的數據結合起來(lái)，然后再通過(guò)某種方式實(shí)現對這些數據的多維度挖掘�，F在每個(gè)人都認識到數據的價(jià)值，大家都不愿意放手，但這樣就會(huì )抑制整個(gè)行業(yè)生態(tài)的創(chuàng )新力。 |
