近日，在美國(guó)舊金山舉行的2011年semicon west半導(dǎo)體設(shè)備暨材料展上，應(yīng)用材料公司展示了其用于生產(chǎn)未來(lái)幾世代微芯片的技術(shù)創(chuàng)新成果。在過(guò)去的幾周內(nèi)，應(yīng)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(shè)計(jì)日趨復(fù)雜的新世代解決來(lái)自芯片制造方面的主要挑戰(zhàn)。

應(yīng)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(jìn)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)用于制造22納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)邏輯芯片的關(guān)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(gè)高介電常數(shù)多層疊膜的系統(tǒng)，可保護(hù)其關(guān)鍵薄膜界面的完整性。對(duì)于最先進(jìn)的微處理器和圖形芯片而言，這種能力對(duì)于最大限度提高晶體管速度、減少耗電量至關(guān)重要。

隨著邏輯芯片逐步走向22納米及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)，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(jí)制造技術(shù)制造。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，Integrated Gate Stack系統(tǒng)采用了應(yīng)用材料公司先進(jìn)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(wàn)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(wú)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(gè)柵極介質(zhì)疊層——通常涉及4個(gè)工藝步驟。這一獨(dú)特的方法可防止界面因接觸外界空氣受到污染，導(dǎo)致晶體管性能下降。應(yīng)用材料公司的研究人員發(fā)現(xiàn)，在制造過(guò)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(guān)電壓可變性可被降低近40%，這有利于制造速度更快、價(jià)值更高的芯片。

Applied Producer? Black Diamond? 3沉積系統(tǒng)和Applied Producer? Nanocure? 3紫外線固化系統(tǒng)，用于制造22納米及更小技術(shù)節(jié)點(diǎn)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(guān)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(zhǎng)達(dá)數(shù)英里銅導(dǎo)線的絕緣體，而且還能使智能手機(jī)、平板電腦和個(gè)人電腦速度更快、更省電。

基于具有專利保護(hù)的化學(xué)工藝在分子水平上的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)的納米級(jí)孔隙度可大幅提高薄膜的機(jī)械強(qiáng)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(yàn)。該新薄膜的介電常數(shù)為2.2，達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)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(xué)性能。低介電常數(shù)還有助于降低電源開關(guān)損耗，延長(zhǎng)電池壽命，減少熱量累積，這對(duì)于注重省電的移動(dòng)設(shè)備而言至關(guān)重要。、

全新Producer Nanocure 3系統(tǒng)通過(guò)改進(jìn)紫外固化光源光學(xué)系統(tǒng)和反應(yīng)腔設(shè)計(jì)，使其提供的固化一致性超出常規(guī)工藝達(dá)50%之多，鞏固了應(yīng)用材料公司行業(yè)領(lǐng)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(qiáng)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(yīng)用材料公司成功的第二代Black Diamond薄膜的機(jī)械強(qiáng)度提高一倍，減少了器件可變性，提高了芯片成品率。