Come i due nuovi sistemi di Applied Materials risolvono il nodo della miniaturizzazione dei chip 3D

Il sistema Centris Spectral SiN ALD cambia questo paradigma usando un'innovativa tecnologia al plasma a microonde invece delle tradizionali sorgenti al plasma ad accoppiamento capacitivo o induttivo . Il plasma generato a microonde può raggiungere alte densità di radicali senza il bombardamento ionico energetico che danneggia le nanostrutture più fragili.

Questa capacità permette al sistema di depositare strati di SiN densi e uniformi all'interno di strutture dal rapporto d'aspetto estremo, come gli spaziatori interni e i dielettrici di gate dei nanofogli impilati verticalmente, mantenendo al contempo la temperatura del wafer sufficientemente bassa da proteggere i materiali circostanti .

Barriere alla scalabilità nella logica e nella memoria

Per la logica, il sistema consente una formazione uniforme del film dielettrico nelle geometrie ristrette dei transistor GAA. Mentre aziende come Samsung, TSMC e Intel si spingono verso nodi di classe 2nm e inferiori, la capacità di posizionare con precisione film isolanti in strutture di gate completamente circondate diventa irrinunciabile . Senza strumenti di questo tipo, le perdite dei transistor, l'affidabilità e la resa produttiva ne risentirebbero.

Per la memoria, il sistema supporta anche la deposizione conforme di SiN negli stack NAND 3D multistrato. Mentre i produttori superano i 200 strati, i canali verticali diventano sempre più profondi, richiedendo una qualità del film costante lungo l'intero pilastro .

Producer Selectra Mo Etch: rimuovere il molibdeno con precisione atomica senza danni collaterali

Il secondo sistema annunciato, il Producer Selectra Mo Etch, affronta una sfida altrettanto ostinata: rimuovere selettivamente il molibdeno (Mo) — oggi il metallo preferito per le wordline nelle NAND 3D avanzate — con una precisione su scala atomica, lasciando intatti tutti i materiali adiacenti .

Il sistema utilizza una chimica radicalica appositamente progettata che reagisce con il Mo, ma non con i dielettrici circostanti, altri metalli o semiconduttori. Ciò consente un'incisione senza danni in punti ristretti e incassati dove lo sputtering fisico o la chimica a umido causerebbero undercutting, corrosione o collasso del modello .

Barriere alla scalabilità in memoria e logica

Il caso d'uso principale è la separazione delle wordline nella NAND 3D. Man mano che i produttori di memoria impilano più strati — 200 e oltre — le wordline in molibdeno devono essere isolate l'una dall'altra in modo pulito all'interno dello stack di memoria. Qualsiasi danno collaterale da incisione agli isolanti vicini o ai gate flottanti rovinerebbe la cella. La capacità del sistema Selectra di incidere selettivamente il Mo in posizioni esatte all'interno dello stack è ciò che mantiene praticabile la scalabilità della NAND 3D .

Nella logica, il sistema consente una rimozione su scala atomica e senza danni di film metallici in strutture 3D compatte. Con il passaggio dai transistor FinFET ai GAA, l'incisione di precisione richiesta per definire contatti, gate e interconnessioni diventa drasticamente più esigente .

Perché questi strumenti sono cruciali per la corsa ai chip AI

Entrambi i sistemi si collocano al centro di un punto di svolta più ampio per l'industria. La domanda di calcolo per l'intelligenza artificiale sta spingendo i progettisti di chip ad adottare simultaneamente architetture logiche GAA e memorie NAND 3D con un numero di strati più elevato, creando un collo di bottiglia nelle apparecchiature che la sola litografia non può risolvere .

Le prestazioni, l'efficienza energetica e la resa produttiva ora dipendono dall'ingegneria dei materiali — dalla capacità di una fonderia di depositare un isolante di 2 nanometri o di incidere selettivamente una linea metallica per pochi atomi di profondità — tanto quanto dalla risoluzione ottica. Applied Materials ha esplicitamente inquadrato questi strumenti come elementi abilitanti per i chip AI, osservando che le roadmap dei suoi clienti già fanno affidamento su di essi per la produzione in volumi .

Affrontando le sfide di precisione di maggior valore sia nella logica che nella memoria, questi due sistemi posizionano Applied Materials in modo da catturare la spesa in attrezzature associata alle simultanee transizioni del settore verso il nodo logico a 2nm e le memorie NAND 3D ad alto numero di strati .