Uvnitř dvou nových systémů Applied Materials, které odemykají novou generaci 3D čipů

Dne 15. června 2026 představila společnost Applied Materials dva nové výrobní systémy pro čipy, které řeší kritický problém výroby polovodičů: jak provádět ultra-přesné nanášení a leptání uvnitř hlubokých a úzkých struktur u nové generace 3D čipů. Systémy Centris™ Spectral™ SiN ALD a Producer™ Selectra™ Mo Etch nejsou jen výzkumnými prototypy – přední výrobci logických a paměťových čipů je již používají v pokročilé sériové výrobě .

Tyto nástroje cílí na stále těsnější geometrie tzv. gate-all-around (GAA) tranzistorů a na rostoucí počet vrstev u 3D NAND pamětí, kde tradiční zařízení na bázi plazmatu nedokážou nanášet nebo odstraňovat materiál rovnoměrně, aniž by způsobila poškození .

Centris Spectral SiN ALD: Rovnoměrné dielektrické filmy v těsných 3D prostorech

Nitrid křemíku (SiN) je základním dielektrickým materiálem při výrobě čipů. Používá se k pasivaci, jako izolační mezivrstva či pro ochranu bočních stěn. S tím, jak se architektura tranzistorů zmenšuje – zejména u GAA designů při 2 nm a méně – se 3D struktury stávají tak úzkými a hlubokými, že konvenční plazmové nanášení je nedokáže pokrýt rovnoměrně . Kvalita filmu klesá a špatné pokrytí způsobuje elektrické nedostatky nebo úplné selhání součástky.

Systém Centris Spectral SiN ALD to mění použitím inovativní technologie mikrovlnného plazmatu namísto tradičních zdrojů s kapacitně nebo indukčně vázaným plazmatem . Mikrovlnně generované plazma dokáže dosáhnout vysoké hustoty radikálů bez energetického bombardování ionty, které poškozuje křehké nanostruktury.

Díky tomu dokáže systém nanášet husté a rovnoměrné vrstvy SiN uvnitř struktur s extrémně vysokým poměrem stran – jako jsou vnitřní distanční prvky a hradlová dielektrika vertikálně skládaných nanoplátků – a přitom udržuje teplotu waferu dostatečně nízkou, aby chránila okolní materiály .

Bariéry škálování v logice a pamětech

V oblasti logických čipů systém přímo umožňuje rovnoměrné formování dielektrických filmů v těsných geometriích GAA tranzistorů. Jakmile se společnosti jako Samsung, TSMC a Intel posouvají k 2nm technologii a níže, schopnost přesně umístit izolační vrstvy do plně obklopených hradlových struktur se stává naprostou nutností . Bez nástrojů, jako je tento, by tranzistory trpěly vysokými úniky proudu, nespolehlivostí a nízkou výtěžností.

Pro paměti tento systém umožňuje konformní nanášení SiN do vícevrstvých 3D NAND bloků. Jak výrobci překonávají hranici 200 vrstev, vertikální kanály se prohlubují a vyžadují konzistentní kvalitu filmu po celé délce sloupce .

Producer Selectra Mo Etch: Selektivní odstraňování molybdenu bez vedlejších škod

Druhý oznámený systém, Producer Selectra Mo Etch, řeší stejně přetrvávající výzvu: selektivně odstraňovat molybden (Mo) – nyní kov volby pro slovní vedení (wordlines) v pokročilých 3D NAND – s přesností na atomární úrovni, aniž by došlo k narušení sousedních materiálů .

Systém využívá speciálně navržené chemické sloučeniny na bázi radikálů, které reagují s Mo, ale ne s okolními dielektriky, jinými kovy nebo polovodiči. To umožňuje provádět leptání bez poškození v uzavřených, obtížně přístupných místech, kde by fyzikální odprašování nebo mokrá chemie způsobily podleptání, korozi nebo zhroucení struktury .

Bariéry škálování v pamětech a logice

Primárním případem použití je oddělování slovních vedení u 3D NAND. Jak výrobci pamětí přidávají další vrstvy – 200 a více – molybdenová slovní vedení musí být uvnitř paměťového bloku od sebe čistě izolována. Jakékoli vedlejší poškození sousedních izolantů nebo plovoucích hradel by buňku zničilo. Schopnost systému Selectra precizně odleptat molybden na přesných místech uvnitř struktury je to, co udržuje škálování 3D NAND životaschopné .

V oblasti logiky systém umožňuje odstraňovat kovové filmy v těsných 3D strukturách na atomární úrovni bez poškození. Jak se návrhy tranzistorů přesouvají od FinFET ke GAA, preciznost leptání nutná k definování kontaktů, hradel a propojení se stává drasticky náročnější .

Proč jsou tyto nástroje klíčové pro závod o AI čipy

Oba systémy stojí v centru širšího obratu v průmyslu. Poptávka po výpočetním výkonu pro AI tlačí návrháře čipů k tomu, aby současně zaváděli GAA logické architektury a 3D NAND s vyšším počtem vrstev. To vytváří úzké hrdlo v oblasti vybavení, které samotná litografie nedokáže vyřešit .

Výkon, energetická účinnost a výrobní výtěžnost nyní závisí právě tak na materiálovém inženýrství – na tom, jak dobře továrna dokáže nanést 2nm tenký izolant nebo selektivně odleptat kovovou linku hlubokou několik atomů – jako na optickém rozlišení. Applied Materials výslovně označilo tyto nástroje za předpoklad pro výrobu AI čipů s tím, že plány jeho zákazníků se na ně již spoléhají pro velkoobjemovou výrobu .

Tím, že řeší tyto nejnáročnější výzvy v přesnosti pro logiku i paměti, staví tyto dva systémy společnost Applied Materials do pozice, aby získala významný podíl na investicích do zařízení, které jsou spojeny se souběžným přechodem průmyslu na 2nm logické čipy a na paměti 3D NAND s vysokým počtem vrstev .