Applied Materials ngày 29/6 công bố 6 hệ thống sản xuất bán dẫn mới cho mảng đóng gói tiên tiến và DRAM, trong bối cảnh nhu cầu đối với công nghệ xếp chồng 3D tăng nhanh cùng làn sóng AI. Theo công ty, danh mục này được thiết kế để hỗ trợ triển khai HBM và kiến trúc chiplet, đồng thời nâng tỷ lệ thành phẩm.

Applied Materials cho biết ngành điện toán AI đang vấp phải nút thắt về bộ nhớ khi quy mô mô hình và lưu lượng xử lý dữ liệu tăng nhanh, trong khi băng thông và dung lượng bộ nhớ chưa theo kịp. Trong bối cảnh đó, HBM và công nghệ xếp chồng 3D - tức xếp chồng các chip DRAM theo chiều dọc và kết nối bằng lỗ xuyên silicon (TSV) - được xem là giải pháp then chốt, nhưng cũng kéo theo độ phức tạp quy trình cao hơn.

Trong nhóm thiết bị mới, Applied Materials giới thiệu Opta Quad, hệ thống đánh bóng hóa học cơ học (CMP) dành cho đóng gói tiên tiến. Thiết bị này kiểm soát độ dày theo thời gian thực trong quá trình đánh bóng wafer nhằm cải thiện độ đồng đều bề mặt. Với công nghệ hybrid bonding, vốn đòi hỏi bề mặt phẳng để kết nối đồng thời đường dẫn đồng và lớp điện môi của hai chip, độ phẳng là yếu tố quyết định tỷ lệ thành phẩm.

Cùng với đó, hệ thống mạ điện hóa (ECD) Nokota Vmax 2 hỗ trợ mạ đồng có độ chính xác cao, từ lấp đầy TSV đến hình thành microbump. Thiết bị này cũng có thể bù sai lệch theo bố trí mạch thông qua công nghệ Adaptive Pattern Tuning (APT).

Ở công đoạn lắng đọng, hệ thống PECVD Producer Avila 2 được thiết kế để hạn chế biến dạng của die HBM đã được mài mỏng, với độ dày chỉ còn khoảng 1/25 so với wafer tiêu chuẩn. Theo Applied Materials, thiết bị có thể kiểm soát ứng suất nội của lớp điện môi quanh TSV, qua đó hỗ trợ kết nối ổn định cho các cấu hình HBM xếp chồng cao từ 12 lớp, 16 lớp trở lên.

Prabu Raja, Chủ tịch nhóm sản phẩm bán dẫn của Applied Materials, cho biết thế mạnh của công ty trong các công nghệ CVD lớp điện môi, ECD và CMP, cùng năng lực tích hợp quy trình, sẽ là nền tảng để khách hàng mở rộng cấu trúc xếp chồng 3D một cách ổn định và duy trì tỷ lệ thành phẩm cao.

Ở mảng đo kiểm bằng chùm điện tử, Applied Materials ra mắt hai hệ thống VeritySEM 7AP và SEMVision G7AP. Công ty cho biết trong đóng gói tiên tiến, chỉ một lỗi nhỏ cũng có thể khiến toàn bộ cụm HBM bị loại bỏ, vì vậy năng lực kiểm tra chính xác có ý nghĩa then chốt.

Theo giới thiệu, VeritySEM 7AP cung cấp khả năng đo kiểm với độ nhạy dưới 10 nm ngay cả trên bề mặt nền cong mạnh, trong khi SEMVision G7AP có thể tự động phân loại lỗi trên nhiều loại đế, gồm silicon, vật liệu hữu cơ và kính. Applied Materials cho biết SEMVision G7AP đã được các nhà sản xuất bộ nhớ và chip logic hàng đầu triển khai.

Đối với quy trình DRAM, công ty cũng công bố phiên bản nâng cấp của hệ thống epitaxy Centura Prime. Applied Materials cho biết công nghệ epitaxy vốn được dùng trong sản xuất bán dẫn logic nay được mở rộng sang transistor vùng ngoại vi của DRAM, giúp tăng dòng dẫn và cải thiện hiệu quả năng lượng thông qua tăng trưởng chọn lọc silicon-germanium (SiGe) và silicon phosphide (SiP) tại vùng source/drain.

Công ty cho biết thêm thiết bị này giúp giảm 20% diện tích lắp đặt so với phiên bản trước, qua đó hỗ trợ mở rộng công suất nhanh hơn trong bối cảnh không gian nhà máy fab ngày càng hạn chế.

Keith Wells, Phó chủ tịch mảng Imaging & Process Control của Applied Materials, cho biết VeritySEM 7AP và SEMVision G7AP là kết quả của việc mở rộng năng lực đã được kiểm chứng ở quy trình wafer fab sang mảng đóng gói. Theo ông, hai hệ thống này được thiết kế riêng để xử lý các đặc tính vật liệu nền và những thách thức về lỗi vốn có của kiến trúc 3D.