随着AI芯片需求持续增长,半导体制造正加快向3D架构演进,随之而来的工艺均匀性问题也愈发突出。Applied Materials于16日发布两款新设备,分别为Centris Spectral SiN原子层沉积(ALD)系统和Producer Selectra钼刻蚀系统,旨在解决高堆叠结构下沉积与刻蚀难以保持均匀性的挑战。
Applied Materials表示,AI计算加速发展,正在推动芯片架构从平面走向三维化,包括全环绕栅极(GAA)晶体管和高堆叠3D NAND。随着结构变得更深、更窄,传统沉积和刻蚀工艺越来越难以保证沿结构深度方向的均匀性,而这类偏差会直接影响器件电性能,并拖累量产良率。
其中,Centris Spectral SiN原子层沉积系统采用微波等离子体技术,主要针对高深宽比结构中的沉积难题。Applied Materials指出,传统等离子体增强沉积工艺在这类结构中往往面临两难:提高等离子体密度有助于改善沉积效果,但同时也会带来更严重的离子损伤。新系统则可在尽可能降低这类矛盾的同时,在狭窄深孔内以低温方式均匀沉积致密的氮化硅薄膜(SiN)。
在GAA晶体管应用中,该设备可形成用于晶体管接触的高质量衬层,从而降低电阻和电容,提升器件运行速度。该系统基于Applied Materials的Spectral ALD平台开发,目前已开始被领先芯片制造商采用。
另一款Producer Selectra钼刻蚀系统,则用于推动3D NAND字线分离工艺由湿法刻蚀转向干法刻蚀。随着堆叠层数不断增加,低电阻金属钼被用于字线材料,但在传统湿法刻蚀过程中,液态化学品难以均匀进入深层结构,容易造成上部刻蚀偏重,影响整体轮廓控制。
Applied Materials表示,新系统通过先进的气体输送技术改善结构上下部的刻蚀均匀性,降低单元之间的性能差异,以应对漏电流和数据保持方面的问题。公司称,该系统已在大规模量产环境中完成验证。
Applied Materials半导体产品集团总裁Prabu Raja表示,从晶体管架构到存储堆栈,芯片制造商都在寻找能够适应高复杂度3D结构的精确沉积和选择性材料去除方案。Applied Materials希望通过最新的沉积和选择性刻蚀系统,帮助客户突破关键工艺节点挑战,加快下一代逻辑和存储技术创新。