作者 | 宋子喬
當地時間6月15日，半導體設備龍頭應用材料推出兩款面向“3D芯片微縮技術”的新設備。這些設備旨在解決尖端半導體制造中新興的挑戰：在日益深窄的3D結構中實現精密加工。
應用材料表示，這兩款設備將幫助芯片制造商擴展邏輯和存儲器的尺寸，從而為下一代AI芯片帶來更高的性能、更佳的能效和更高的良率。
應用材料是全球唯一一家除光刻機外，覆蓋晶圓制造全前道工序的設備企業，被稱為“半導體設備超市”，其產品組合涵蓋從薄膜沉積、材料改性到原子級精度材料去除的廣泛半導體制造環節。該公司不僅在AI加速芯片、先進邏輯與存儲芯片制造中扮演關鍵角色，還在推動AI技術發展與加速下一代芯片商業化方面發揮著舉足輕重的作用。
目前，應用材料正積極推進其EPIC創新平臺戰略。2023年，公司宣布在硅谷設立“設備與制程創新暨商業化（EPIC）”中心，這是美國半導體設備研發領域規模最大的投資項目，預計于2026年正式啟用，旨在大幅縮短突破性技術從研發到量產商業化的周期。
隨著行業對AI性能要求越來越高，芯片的物理架構越來越復雜、精密，同樣面積的產品上需要堆疊更多的硬件。
正如應用材料半導體產品集團總裁普拉布?拉賈（Prabu Raja）所言，從晶體管結構到存儲器堆疊，芯片制造商需要新的方法來精確沉積和選擇性地去除極其復雜的3D架構中的材料。
為此，應用材料推出的兩款設備，分別面向先進芯片制造中沉積與刻蝕兩大核心工藝環節。
據介紹，它們結合使用，可為芯片制造商提供對高深寬比結構中介電薄膜沉積和金屬去除的精確控制，在先進節點上實現更均勻的材料工程，從而在邏輯和存儲器應用中實現持續的3D微縮，并提高器件性能、工藝控制的嚴格程度以及可制造性。
Centris Spectral氮化硅ALD沉積設備：適配未來3D堆疊芯片生產
氮化硅（SiN）是芯片制造中的基礎功能材料，廣泛應用于器件表面鈍化、介質隔離、光刻側墻制備等關鍵工序。然而，隨著芯片向全環繞柵極（GAA）晶體管、高層數3D NAND等三維架構演進，器件結構日益深窄，傳統等離子體沉積技術難以在高深寬比結構中實現自上而下的均勻成膜，導致薄膜質量不達標。
該設備提供了低溫氮化硅鍍膜方案，采用創新的高密度微波等離子體技術，可在保持低溫工藝條件的同時，在高深寬比3D結構內部生成致密、均勻的氮化硅薄膜。該設備能支撐芯片繼續縮小尺寸，且生產效率比老式設備更高，適配未來3D堆疊芯片生產，兼顧良品率、芯片穩定性和生產成本。
Producer Selectra鉬刻蝕機：干法精準去除鉬 突破3D NAND瓶頸
隨著3D NAND閃存堆疊層數持續攀升，行業開始采用低電阻金屬鉬（Mo）制作字線，而字線間的精準隔離成為關鍵挑戰。傳統濕法刻蝕技術在超高堆疊結構中，液態化學試劑難以抵達深槽底部，形成“上厚下薄”的刻蝕輪廓，嚴重制約了存儲芯片的性能與堆疊層數的繼續增加。
Producer Selectra鉬刻蝕機是應用材料選擇性刻蝕產品線的新品，用干法精準只刻掉多余鉬，適配幾百層高堆疊閃存。此前其設備只用來刻絕緣層、硅材料，現在新增金屬鉬蝕刻能力，未來可廣泛應用于NAND、DRAM以及晶圓代工邏輯芯片等領域。
該設備已通過大批量量產驗證，有效縮小了3D NAND單元間的性能差異，降低了芯片漏電問題，增強了數據保存能力。
應用材料稱，這兩款新設備目前已被頭部邏輯與存儲芯片制造商納入生產線，將在2026年IEEE超大規模集成電路技術與電路研討會（VLSI Symposium）上正式亮相展示。
