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应用材料公司为10nm以下推出三项工艺

作者:王莹时间:2016-11-24来源:电子产品世界收藏

  公司,总部位于美国硅谷。近日该公司在京举办媒体说明会,推出了三款面向以下的工艺/系统。下面,请随着电子产品世界编辑一起,走进公司及下一代半导体制造的世界。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201611/340679.htm

  公司一览

  “应用材料公司的核心竞争力是材料工程的解决方案。”应用材料中国公司首席技术官赵甘鸣博士娓娓道来:“应用材料公司的特点是产品线多,可提供模块集成工艺的提升。另外,全球员工近1.5万人,2015财年营业额约97亿美元。”而根据说明会后发布的应用材料公司最新财报,2016该公司财年净销售额已达108.3亿美元,同比增长12%。

  下图为应用材料公司位于美国硅谷的梅丹技术中心,该中心包含一套完整的300mm晶圆制造设备先进实验室。

  应用材料公司的业务部门包括半导体产品事业部、全球服务产品事业部、显示产品与邻近市场事业部。据统计,应用材料公司半导体设备在全球市场占有率第一,下一步互联、图案化、封装、检测等是其主攻方向。在工艺方面,在沉积、热处理方面技术投入很大,机台是多腔体的平台架构,在各个界面已开发出原子量级的精准度。

  追溯晶圆设备支出的驱动因素,来自于应用端的移动与社交媒体。原来芯片的特征尺寸缩小靠光刻机,现在几乎到了尽头,主攻结构的改变,例如3D,图案化等。摩尔定律还会走下去,但是形式会改变,一方面是3D,double patterning(双重曝光,属于图案化)等;另一方面是28、22、14nm等往前演进时,带来了材料的革命。“这对应用材料公司是好事,因为这是我们的专长所在。从高k到铜互联等的材料工程解决方案,应用材料公司都十分积极。”

  中国是全球最大的半导体市场,根据已经公布的各项信息,未来5年中国的WFE(晶圆设备支出)资本支出约200~300亿美元,约有13条新代工厂和主要内存生产线。应用材料公司已深耕中国市场32年,拥有一支强大的专业团队。

  1nm电子束检测设备PROVisionTM:分辨率高、速度快

  接下来,应用材料中国公司资深工艺经理李文胜登场,他介绍了应用材料公司的下一代电子束设备检测设备PROVisionTM,特点之一是分辨率高(1nm,通常是3nm),速度提高到3倍。通常,分辨率高时,必须通过的电流密度低,因此检测速度慢,应用材料公司的方法是高电流密度时也可检测。另一特点是FinFET由于是三维的,深沟道里不容易检测到粘连等问题,PROVisionTM解决了此问题。

  利用缝隙抑制型钨填充接触区工艺来提高良率

  对于这个题目,应用材料中国公司资深工艺工程师吴桂龙用了自行车的比喻来解释。要想自行车速度提升,一是减少阻力,再者是加大动力。但是为何有时汽车还没自行车快?因为还要考虑路上的行人和红绿灯等影响因素。吴桂龙讲解道:受此启发,电阻和良率影响了器件性能。 在及以下,电阻影响突出,对手机等电子产品的性能影响大。再看看自行车,从钢到碳材料越来越轻,可使速度越来越快。在自行车比赛中,一辆车倒下,可能引发一大片车倒下。同理,一个单元失效,会引起整个芯片失效。而现在芯片的革命是密度越来越高,这个问题很突出。Endura@ VoltaTM CVD W(化学气相沉积 钨)可有效降低钨薄膜的电阻,Centura@ iSprintTM ALD/CVD SSW(化学气相沉积 缝隙抑制型钨填充工艺)可大大提高良率。

  选择性材料技术带来蚀刻工艺新突破

  在谈及半导体行业发展趋势时,英特尔、三星、美光等公司均谈到了材料在半导体制造中的重要性,因此由材料驱动的尺寸缩小便扮演了推动摩尔定律发展的关键。而应用材料公司在蚀刻工艺上带来了突破性的产品。

  蚀刻,笔者理解,就像雕刻一样,但不是用刀,而是用化学腐蚀的方法,把没用的半导体材料去除。在工艺时,要蚀刻出数以亿计的3D晶体管,想想这就头大。

  赵甘鸣博士介绍了选择性材料技术带来蚀刻工艺的突破。传统有干法蚀刻和湿法蚀刻,应用材料公司有新的选择性蚀刻工具SelectraTM系统,应用范围广,可用于double patterning/multi-patterning、FinFET等。对于FinFET,因为SelectraTM的方法是气态的,不是液态的,蚀刻可以更精准,而且气体比液体更环保。对于下一代的GAA结构,3D NAND器件希望所有的蚀刻一样,即侧向均匀,过去对待单元不均匀通常需要用软件修正,现在SelectraTM系统可一次搞定。但SelectraTM的弱点是速度较慢,因为要原子一层层剥离,像剥洋葱一样。

  小结

  摩尔定律将继续演进,但形式正发生变化,从注重特征尺寸的缩小,正转变到关注材料和结构等创新,这也给应用材料公司带来了机会。为了迎接10nm以下的挑战,应用材料公司推出了三个法宝:1nm电子束检测设备 - ProVisionTM,分辨率提高3倍、速度提升3倍;利用缝隙抑制型钨填充接触区工艺来降低良率 - Endura@ VoltaTM CVD W以及Centura@ iSprintTM ALD/CVD SSW;以突破性的蚀刻技术实现原子级的蚀刻精准性 - Producer@ SelectraTM。



关键词: 应用材料 10nm

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