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应用材料公司推出沉积与选择性刻蚀系统,推进3D芯片微缩化进程

2026-06-16
应用材料公司推出沉积与选择性刻蚀系统,推进3D芯片微缩化进程

半导体材料工程领域的领导者应用材料公司(Applied Materials, Inc.)今日推出了两款全新的芯片制造系统,旨在解决先进制程半导体制造中日益显现的挑战:在越来越深且狭窄的3D结构中实现精密加工。全新的沉积与刻蚀系统可帮助芯片制造商进一步延伸逻辑和存储芯片的微缩化,为下一代AI芯片带来更高的性能、更出色的能效以及更好的制造良率。

AI计算的激增正加速整个行业向先进3D器件架构的转型,包括全环绕栅极(GAA)晶体管和高层数 3D NAND。随着这些垂直结构中的特征(Features)变得越来越深、越来越窄,传统的沉积和刻蚀工艺很难在从顶部到底部的整个空间内均匀分布材料,从而导致差异性,这会降低电气性能并减少良率。

为了帮助应对这一挑战,应用材料公司推出了 Centris™ Spectral™ SiN ALD(原子层沉积)和 Producer™ Selectra™ Mo Etch(钼刻蚀)。两者的结合让芯片制造商在高深宽比结构中对介质薄膜沉积和金属去除都能实现精准控制。其结果是在先进节点上实现了更均匀的材料工程,从而推动3D微缩化的持续发展,并在逻辑和存储应用中带来更好的器件性能、更严格的工艺控制以及更高的可制造性。

应用材料公司半导体产品事业部总裁 Prabu Raja 博士表示:“随着整个行业不断推高AI计算的极限,最大的机遇正越来越多地涌现于材料工程领域。从晶体管结构到存储堆栈,芯片制造商需要全新的方法,在极其复杂的3D架构中精准沉积并选择性地去除材料。通过我们最新的沉积和选择性刻蚀系统,我们正在提供差异化的能力,帮助客户克服关键的微缩壁垒,并加速逻辑和存储领域的下一波创新。”

Centris Spectral SiN ALD 在挑战性3D结构中实现均匀沉积

氮化硅(SiN)是芯片制造工艺中多个步骤的基础材料,包括表面钝化、介质隔离以及图案化侧墙(Spacers)的构建。这些薄膜必须在低温下沉积以保护相邻的结构,同时必须具备强大的化学稳定性,以抵御后续剧烈的下游加工步骤。

传统的等离子体增强沉积无法对先进3D芯片架构中的高深宽比结构进行均匀处理,从而导致氮化硅薄膜质量不佳。Centris Spectral SiN ALD 凭借创新的高密度微波等离子体技术解决了这一问题,它可以在高而窄的结构内沉积高质量的氮化硅——消除了传统方法中等离子体密度与离子损伤之间难以兼得的权衡。该系统使高密度、均匀的氮化硅能够在低温下进行沉积,即使在极具挑战性的3D结构中也是如此。

该系统拥有多种应用,可助力 DRAM 和逻辑器件的持续微缩。例如,在 GAA 晶体管中,该系统可用于形成晶体管接触孔的高质量衬垫,从而降低关键接口处的电阻和电容,使器件性能更加快速。

Centris Spectral SiN ALD 是基于应用材料公司全新 Spectral ALD 平台的最新系统。该系列 ALD 工具采用了尖端的四反应腔设计,具备精准的化学品输送能力、多种等离子体和热处理功能,以及专门用于时间和空间 ALD 操作的硬件——能够创造出广泛的先进薄膜,为先进的AI芯片提供动力。

该 Spectral SiN ALD 系统正被领先的芯片制造商所采用。点击此处可观看该系统功能的动画演示。

Producer Selectra Mo Etch 通过选择性金属去除助力 3D NAND 微缩

随着 3D NAND 向更高层数微缩,全新的金属集成步骤正在将传统的图形化方法推向极限。低电阻金属如钼(Mo)正被采纳用于字线金属化,这要求在各个字线之间进行精准隔离,以防止电短路并减少不需要的电容。传统上,湿法刻蚀被用于分离字线,但在如今的高层数3D堆栈中,液体化学品很难完全触及高深宽比结构的底部。这导致了“头重脚轻”的刻蚀剖面,限制了器件的性能、良率和可扩展性。

Producer Selectra Mo Etch 引入了一种高选择性金属去除的新功能,可在整个堆栈中实现精准、均匀的字线分离。通过精密的工艺控制和先进的气体输送,该系统克服了湿法刻蚀的局限性,在深层结构中提供了卓越的自上而下均匀性和严格的剖面精度。

通过减少 3D NAND 堆栈中晶圆单元(Cell)之间的变异性,该系统有助于降低漏电并提高数据保持能力。Selectra Mo Etch 已在大规模量产中得到验证,它为选择性金属刻蚀树立了新的标杆,并推动了行业告别传统的湿法工艺,以实现下一代 3D NAND 的持续微缩。这款新系统将 Selectra 产品组合从原有的介质和硅应用扩展到了先进的金属集成领域,在 NAND、DRAM 以及晶圆代工-逻辑(Foundry-logic)领域带来了全新机遇。

新系统亮相 2026 年 VLSI 研讨会

应用材料公司将在 2026年 IEEE VLSI 技术与电路研讨会(VLSI Symposium) 期间重点展示这些创新,届时业界将齐聚一堂,共同探讨塑造 AI 驱动半导体创新未来的核心技术。在会议期间,应用材料公司还将在 6 月 16 日主持一场专题小组讨论,探讨系统架构、逻辑与存储技术、先进封装以及制造必须如何演进和协同优化,以开启下一波 AI 驱动的计算浪潮。

*ALD = 原子层沉积

关于应用材料公司

应用材料公司(Applied Materials, Inc.,纳斯达克股票代码:AMAT)是材料工程解决方案的领导者,这些解决方案是世界上几乎所有新芯片和先进显示器的基石。我们创造的技术对于推进人工智能和加速下一代芯片的商业化至关重要。在应用材料公司,我们不断拓展科学和工程的边界,以改变世界的材料创新驱动未来。


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