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近日，在美國舊金山舉行的2011年美西半導體設備暨材料展上，應用材料公司展示了其用于生產(chǎn)未來幾世代微芯片的技術(shù)創(chuàng)新成果。在過去的幾周內(nèi)，應用材料公司已經(jīng)推出八款產(chǎn)品，致力于幫助客戶在芯片設計日趨復雜的新世代解決來自芯片制造方面的主要挑戰(zhàn)。 應用材料公司董事會主席兼首席執(zhí)行官麥克•斯普林特表示：“我們很高興宣布推出多項全新半導體技術(shù)，幫助客戶制造新型芯片設計中一些最具挑戰(zhàn)性的關鍵結(jié)構(gòu)。這些產(chǎn)品由我們的硅系統(tǒng)事業(yè)部制造，助力芯片制造商在高性能、多功能新世代順應新材料和結(jié)構(gòu)的變化，滿足市場對更加智能、連接更多的移動終端設備不斷增長的需求。” 應用材料公司推出的八款新產(chǎn)品旨在挖掘這些高性能器件從互連布線到最先進的晶體管柵極結(jié)構(gòu)的所有潛能。這些產(chǎn)品分別是：Reflexion GT W CMP、Vantage Vulcan RTP、Centura DPN HD、Endura Versa XLR W PVD、Endura HAR Cobalt PVD、Centura Integrated Gate Stack、Producer Black Diamond 3和 Producer Nanocure 3。 Applied Centura Integrated Gate Stack系統(tǒng) Applied Centura Integrated Gate Stack系統(tǒng)用于制造22納米技術(shù)節(jié)點邏輯芯片的關鍵柵極介質(zhì)結(jié)構(gòu)，是唯一能夠在單一真空環(huán)境中處理整個高介電常數(shù)多層疊膜的系統(tǒng)，可保護其關鍵薄膜界面的完整性。對于最先進的微處理器和圖形芯片而言，這種能力對于最大限度提高晶體管速度、減少耗電量至關重要。 隨著邏輯芯片逐步走向22納米及以下技術(shù)節(jié)點，晶體管的核心柵極介質(zhì)薄膜疊層正日益變薄，使其必須采用原子級制造技術(shù)制造。為了應對這一挑戰(zhàn)，Integrated Gate Stack系統(tǒng)采用了應用材料公司先進的原子層沉積（ALD）技術(shù)，制造厚度小于2納米（約為人類頭發(fā)寬度的十萬分之一）的超薄鉿基介質(zhì)層——每次沉積單層薄膜的一部分，從而獲得整片硅片無與倫比的一致性。 更重要的是，隨著這些薄膜日益變薄，相鄰介質(zhì)層之間的界面也變得更加重要。全新的Integrated Gate Stack系統(tǒng)可以完全在真空條件下制造整個柵極介質(zhì)疊層——通常涉及4個工藝步驟。這一獨特的方法可防止界面因接觸外界空氣受到污染，導致晶體管性能下降。應用材料公司的研究人員發(fā)現(xiàn)，在制造過程中避免接觸空氣可大幅提高晶體管性能：晶體管中的電子遷移率可增加近10%，晶體管之間的開關電壓可變性可被降低近40%，這有利于制造速度更快、價值更高的芯片。 Applied Producer Black Diamond 3沉積系統(tǒng)、Applied Producer Nanocure 3紫外線固化系統(tǒng) 這兩套系統(tǒng)用于制造22納米及更小技術(shù)節(jié)點邏輯芯片上快速、省電的互連結(jié)構(gòu)，它們的結(jié)合使用制造出至關重要的低介電常數(shù)介質(zhì)薄膜，不僅可用作連接芯片晶體管間長達數(shù)英里銅導線的絕緣體，而且還能使智能手機、平板電腦和個人電腦速度更快、更省電。 基于具有專利保護的化學工藝在分子水平上的設計，Black Diamond 3系統(tǒng)可用于制造孔隙度均勻一致的介質(zhì)薄膜。這一精心設計的納米級孔隙度可大幅提高薄膜的機械強度和硬度，使其能夠承受上百步下游工藝和封裝步驟的考驗。該新薄膜的介電常數(shù)為2.2，達到了行業(yè)領先水平，不僅能減少互連中不需要的電容或寄生電容，而且能讓芯片制造商提高其器件的電學性能。低介電常數(shù)還有助于降低電源開關損耗，延長電池壽命，減少熱量累積，這對于注重省電的移動設備而言至關重要。 全新Producer Nanocure 3系統(tǒng)通過改進紫外固化光源光學系統(tǒng)和反應腔設計，使其提供的固化一致性超出常規(guī)工藝達50%之多，鞏固了應用材料公司行業(yè)領先的、適用于多孔低介電常數(shù)薄膜的紫外線固化技術(shù)。Nanocure 3采用高強度紫外光源及低壓固化工藝，將固化速度提高了40%。結(jié)合Black Diamond 3薄膜，這一沉積及固化兩步工藝將應用材料公司成功的第二代Black Diamond薄膜的機械強度提高一倍，減少了器件可變性，提高了芯片成品率。 應用材料公司執(zhí)行副總裁兼硅系統(tǒng)事業(yè)部總經(jīng)理Randhir Thakur博士表示：“對更快速度和更高能效的追求正使得我們不斷突破微縮的界限，幫助客戶尋求全新解決方案，使芯片制造能夠在原子級別以難以置信的精度和控制展開。工藝復雜性已大幅提高，我們結(jié)合多項技術(shù)的產(chǎn)品組合為客戶提供了整合解決方案，幫助縮短工藝開發(fā)時間。依托與全球客戶及研發(fā)中心的早期、深入的接觸合作，我們可提供制造先進晶體管、互連、三維結(jié)構(gòu)和封裝所需的與眾不同的產(chǎn)品。這也正是應用材料公司憑借持續(xù)創(chuàng)新和豐富經(jīng)驗而獨占鰲頭和大放異彩的領域。” 
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