Lam Research 产品库（二）

 

 

 

刻蚀产品

刻蚀工艺通过选择性地移除沉积过程中添加的介电（绝缘）材料和金属（导电）材料，协助形成芯片构件。这些工艺涉及使用多种材料制造越来越小、越来越复杂的高窄形构件。采用的主要技术为反应离子刻蚀（RIE），该技术用离子（带电粒子）轰击硅片表面，以移除相应的材料。对于最微小的构件，原子层刻蚀（ALE）可以一次移除数层原子层。导体刻蚀工艺精确地形成晶体管等重要电气组件，介电质刻蚀工艺则形成保护导电部分的绝缘结构。利用刻蚀工艺还可形成高柱状构件，如硅通孔（用于连接芯片）和微机电系统（MEMS）中所用构件。

无论高窄、短宽或是只有几纳米大小，泛林集团等离子刻蚀系统都可以为形成这些精确结构提供必要的高性能和高生产力。

DSiE Product Family

ANALOG & MIXED SIGNAL, DISCRETE & POWER DEVICES, OPTOELECTRONICS & PHOTONICS, PACKAGING, SENSORS & TRANSDUCERS

所有集成电路生产都需要利用刻蚀技术形成芯片中错综复杂的各式结构。在微机电系统（MEMS）生产工艺中，刻蚀技术则被用于刻出形式多样的形貌，从而形成特定的物理结构，如大空腔和高深宽比 （HAR） 深沟槽。

 

泛林集团DSiE™产品系列为多种关键和非关键深硅刻蚀应用的高效率生产提供出色的工艺控制，这些应用包括MEMS、功率器件、无源元件和传感器等。

Industry Challenges

在MEMS行业，通过刻蚀技术形成的众多物理结构需要满足不同的工艺标准。对于陀螺仪、惯性传感器等关键应用，需要实现对刻蚀轮廓、倾角、非对称性和均一性的精确控制。这些器件三维封装中，次关键的硅通孔（TSV）必须具有出色的剖面角度和深度均一性，这与功率器件沟槽刻蚀的工艺要求相同。硅片级封装 （WLP）电容刻蚀等非关键MEMS应用需要高产率、深度均一性和侧壁平滑度。在维持高生产效率的同时，还要满足诸多刻蚀工艺要求，这是一个很大的挑战。另一个关键挑战是如何实现成本效益，因为这些器件中有许多器件为小规模生产.

Key Customer Benefits

  • 高刻蚀速率和高生产效率，且具有灵活性，可同时使用Bosch的工艺和稳态工艺

  • 通过气流配比和电感耦合容性调谐功能实现可控的深度均一性

  • Advanced control for improved symmetry and tilt minimization高级控制功能，可提高对称性并尽量减小图形角度偏差

  • • 通过快速气体切换实现可控的临界尺寸

Product Offerings

  • DSiE™ III

  • DSiE™ F Series

  • DSiE™ G Series

Key Applications

  • MEMS深硅刻蚀 （沟槽、空腔）

  • 功率器件硅沟槽刻蚀

  • 硅片级封装硅通孔

FLEX产品系列

PRODUCTS

ATOMIC LAYER ETCH (ALE) REACTIVE ION ETCH

ADVANCED MEMORY, ANALOG & MIXED SIGNAL, DISCRETE & POWER DEVICES, INTERCONNECT, OPTOELECTRONICS & PHOTONICS, PACKAGING, PATTERNING, TRANSISTOR

介电质刻蚀技术用于在绝缘材料上雕刻图案，以便在半导体器件导电部分之间形成阻挡膜。对于先进器件，这些结构可能极高、极薄，并且涉及复杂、敏感的材料。目标构件轮廓的微小偏差——即使是原子级的偏差——也会对器件的电气性能造成负面影响。

为了精确制造出这些极具挑战性的结构，泛林集团Flex® 产品系列提供多种差异化技术和以应用为核心的功能，适用于关键介电质刻蚀应用。针对某些应用，我们的Reliant® 翻新产品系列已经推出一些特定型号，以更低的持有成本提供与新系统相同的质量保证和性能。

Industry Challenges

鉴于新材料的引入、复杂的新集成方案和先进技术节点的微缩，介电质刻蚀面临众多挑战。这些新材料和集成方案需要刻蚀多层薄膜叠层的能力，并且通常必须在不同薄膜之间进行选择性刻蚀。芯片制造商希望降低硅片的单位成本，因而越来越注重原位刻蚀多层 薄膜的能力。微缩方面的挑战包括在深宽比越来越高的条件下形成最佳刻蚀轮廓（存储单元电容结构和接触孔尤其如此），同时还要满足大批量生产的可重复尺寸控制要求。在逻辑器件中，互连微缩推动着各种低k材料高选择性刻蚀的发展，而且不能增加介电薄膜的k值或对器件性能造成不利影响。

Key Customer Benefits

  • 独一无二的多频小容量约束等离子设计带来出色的均一性、可重复性和 可调性

  • 利用原位多步刻蚀和连续等离子功能实现高产率和低缺陷率

  • 经济高效的低风险升级方案，延长产品使用寿命，使投资回报最大化

  • 基于泛林集团先进混合模式脉冲（AMMP™）技术的超高选择性等离子增强原子层刻蚀（ALE）工艺

Product Offerings

  • Exelan® Flex®

  • Exelan® Flex45™

  • Flex® D 系列

  • Flex® E 系列

  • Flex® F 系列

  • Flex® G 系列

Key Applications

  • 低k和超低k双重大马士革制造

  • 自对准 接触孔

  • 电容单元

  • 掩膜蚀刻

  • 3D NAND高深宽比孔洞、沟槽、接触孔

KIYO产品系列

PRODUCTS

REACTIVE ION ETCH

ADVANCED MEMORY, ANALOG & MIXED SIGNAL, DISCRETE & POWER DEVICES, INTERCONNECT, PATTERNING, SENSORS & TRANSDUCERS, TRANSISTOR

导体刻蚀有助于形成半导体器件构件中用到的“有源”材料。即使这些微型结构的微小偏差也会造成电气缺陷并影响器件性能。事实上，这些结构极小，刻蚀工艺正在拓展物理学和化学基本法则的界限。

 

泛林集团Kiyo® 产品系列拥有高性能特性，可以精确、稳定地形成导电结构，且具有高生产效率。针对某些应用，我们的Reliant® 翻新产品系列已经推出一些特定型号，以更低的持有成本提供与新系统相同的质量保证和性能。

Industry Challenges

随着半导体行业继续缩小关键结构的尺寸并提高器件性能，导体刻蚀面临的挑战包括对硅片上更小的结构、新型材料和新型晶体管结构的处理。鉴于结构尺寸不断缩小，刻蚀工艺要求同时对各结构和整个硅片实现原子级控制。器件堆栈里的金属栅极和高k介电材料需要采用先进多重薄膜刻蚀工艺。最前沿的芯片设计需要嵌入式沟道、3D栅极晶体管和传统平面晶体管等刻蚀结构。另外，旨在解决亚20 nm节点光刻限制的双重和四重图形化工艺要求刻蚀工艺既要限定硅片上的图案，还要再生该图案。

Key Customer Benefits

  • 通过对称腔室设计、行业领先的静电吸盘 技术以及独立的工艺调节 功能，实现卓越的均一性和可重复性

  • 利用原位刻蚀能力、连续等离子功能和先进无硅片自动清洗技术，实现多重薄膜叠层的高产率和低缺陷率

  • 采用专有Hydra® 技术纠正输入图案差异，提高关键尺寸均一性

  •  

  • 利用等离子增强原子层刻蚀功能，实现原子级差异控制，产率可完全满足生产需要

Product Offerings

  • Versys® Kiyo®

  • Versys® Kiyo45™

  • Kiyo® C 系列

  • Kiyo® E 系列

  • Kiyo® F 系列

Key Applications

  • 浅沟槽隔离

  • 源极/漏极工程

  • 高k/金属栅极

  • FinFET和三态栅极

  • 双重和四重图案化

  • 3D NAND

RELIANT刻蚀产品

PRODUCTS

DRIE REACTIVE ION ETCH RELIANT SYSTEMS

ADVANCED MEMORY, ANALOG & MIXED SIGNAL, DISCRETE & POWER DEVICES, INTERCONNECT, OPTOELECTRONICS & PHOTONICS, PACKAGING, PATTERNING, SENSORS & TRANSDUCERS, TRANSISTOR

刻蚀技术适用于所有半导体器件制造工艺，其作用是刻出相应的结构，形成半导体器件的晶体管、触点和金属布线结构。包括微机电系统（MEMS）和电源芯片在内的多个新兴市场都采用多种器件类型；与当前技术节点相比，有些器件的结构尺寸较大且/或复杂性较低，所用材料也较新。因此，它们对制造工艺提出了额外的要求，并且需要新的生产管理策略。

泛林集团Reliant® 刻蚀产品包括经过生产验证的解决方案，可为这些应用提供所需的可靠性能、高产率和低持有成本。

Industry Challenges

“超摩尔定律“市场——包括MEMS、电源器件和物联网（IoT）——推动着对低成本制造解决方案的需求，并且这些解决方案要能够满足新的刻蚀工艺要求。由于多种多样的器件类型以及层出不穷的新材料对刻蚀提出了众多要求，满足这些需求仍然充满了挑战。例如，采用大结构的芯片面临的主要挑战是实现高良率下的高产率，而具有高深宽比（HAR）结构的设计则需要良好的流程控制能力。随着半导体工业继续推动刻蚀技术、设备可靠性及产率不断改进，往往可以把这些优势融合到已有系统当中。性能的提升——如改进的轮廓和临界尺寸（CD）控制、均匀刻蚀、低缺陷率——及产率的提高（包括更高的系统产率和更低的拥有成本）对于满足这些新兴市场的需求尤其有用。

Key Customer Benefits

  • 利用对称腔室设计、行业领先的静电吸盘 技术及独立的流程调谐功能，实现优异的均匀性和可重复性

  • 利用原位多步刻蚀和连续等离子功能实现高产率和低缺陷率

  • 适用于更高深宽比应用的先进控制能力

  • 通过翻新设备及全新设备打造出面向150 mm至300 mm硅片尺寸的低风险、高性价比刻蚀解决方案

Product Offerings

  • Kiyo® 系列 (through Kiyo45™)

  • Flex® 系列(through Flex45™)

  • Exelan® 系列

  • DSiE™ 系列

  • TCP® 9400 系列

  • TCP® 9600 系列

Key Applications

  • 导体刻蚀

  • 介电质刻蚀

  • 金属刻蚀

  • 特种膜刻蚀（锆钛酸铅 （PZT）、GaN、AIGaN、SiC等）

  • 面向MEMS、功率器件和硅通孔刻蚀应用的深硅刻蚀

SENSE.I产品系列

PRODUCTS

ATOMIC LAYER ETCH (ALE) DEEP REACTIVE ION ETCH (DRIE) DRIE

 

 

ADVANCED MEMORY, ANALOG & MIXED SIGNAL, DISCRETE & POWER DEVICES, INTERCONNECT, OPTOELECTRONICS & PHOTONICS, PACKAGING, PATTERNING, SENSORS & TRANSDUCERS, TRANSISTOR

等离子刻蚀选择性地去除材料以在半导体晶圆表面形成所需的特性和图案。随着半导体器件尺寸的不断缩小，唯有精准且可重复的刻蚀工艺才能实现所需的结构特性。敏感的新材料和复杂的图形架构也为此带来了更多的挑战。

凭借行业领先的Kiyo®和Flex®工艺设备演变而来的技术为基础，Sense.i™产品系列的高性能技术可以精准重复地满足这些工艺需求。Sense.i™为关键和半关键的刻蚀工艺应用提供多种差异化技术和以应用为核心的功能。产品新的系统架构提供了高生产力和可重复性，为逻辑和存储器件在未来十年以及更加长远的发展打下了必备的基础。

 

Industry Challenges

随着半导体行业持续提高设备性能和降低成本，市场对器件工艺的性能水准和可扩展性的创新需求一直在不断地增长。半导体器件的发展对在晶圆上刻蚀提出了更高需求，如：更小尺寸，新材料和新晶体管结构，而关键的器件特性（通常为3D）则决定了半导体器件技术路线图的走向。另外，要在深宽比越来越高的条件下形成最佳刻蚀轮廓，刻蚀多层薄膜叠层的能力（并且通常必须在不同薄膜之间进行选择性刻蚀）将会成为一种刚需。

半导体器件所面临的技术挑战还需要通过大批量生产制造的革新来解决。随着刻蚀工艺时间的增加，对优化工厂产量的需求也在增长。只有更智能、更高精度的工具，才能使半导体行业实现其制造方式的转变，并采用可提高效率和产量的行业水准。

Key Customer Benefits

  • 最先进的腔室技术，创新的Equipment Intelligence®（智能设备）和最高的晶圆输出精度

  • 小巧且高精度的架构提供了超高生产率

  • 从设备设计开始到工艺性能的把控和扩展性控制，从而支持先进的逻辑和存储器件发展规划

  • 对更高3D结构关键尺寸的均匀性以及刻蚀轮廓的控制

  • 智能传感可实现工艺模块成果的优化以及在大批量生产中更高的可重复性

  • 突破性的自动化系统能执行自主校准和维护，减少停机时间和人工成本

Product Offerings

  • Sense.i™

Key Applications

  • 导体刻蚀

  • 介电质刻蚀

Syndion 产品系列

PRODUCTS

DRIE REACTIVE ION ETCH

INTERCONNECT, PACKAGING, SENSORS & TRANSDUCERS

深硅刻蚀是指基于等离子体的工艺，用于去除硅，创造出比先进晶体管和存储元件中的特征大许多数量级的特征。泛林集团的

Syndion® 产品系列经过优化，提供深硅刻蚀，具有实现精度所需的深度和跨晶片均匀性控制。

 

Industry Challenges

深硅刻蚀是制造用于驱动各种应用的先进芯片的关键工艺，包括移动设备、智能汽车、电网和能源部门。它用于创建更大的和更高纵横比的特征，例如硅通孔和沟槽：

  • 硅通孔 (TSV) 是通过管芯或晶圆建立电气连接的纵向结构。TSV 是一个用于先进封装的关键解决方案，包括异构集成，需要出色的轮廓控制、高晶圆内均匀性和高生产率。

  • 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 图像传感器所使用的深沟槽结构面临着类似的挑战，需要平滑的侧壁轮廓和严格的锥度控制。 深度均匀性、CD 均匀性和掩模选择性是也必不可少的。

  • 先进功率器件中的大开口面积和高纵横比沟槽结构在控制横向晶圆的轮廓和均匀性以及提高大批量制造的生产率方面提出了额外的挑战。

创建这些结构的一种方法是在制造过程中在刻蚀和沉积步骤之间快速切换，从而在壁上雕刻特征和分层放置材料以保护它们。 然而，近年来，由于越来越高的纵横比、新材料的引入以及制造过程中更严格的尺寸要求，这变得更具挑战性。

此外，芯片制造商通常必须在不需要的扇形（由交替刻蚀和沉积步骤产生的特征）和刻蚀速率之间做出选择。扇形尺寸可以减小，但代价是成本效益制造所需的生产率。

 

Key Customer Benefits

  • 快速交替工艺 (RAP) 为沟槽纵横比提供精确的深度均匀性

  • 高刻蚀速率、极佳的可重复性、硅通孔叠层中多种材料（硅、介电材料和导电薄膜）的原位刻蚀带来低持有成本

  • 卓越的跨晶圆临界尺寸 (CD) 均匀性、深度均匀性和轮廓控制带来先进的功率沟槽器件性能和晶圆良率

  • 利用泛林集团的全套反应离子刻蚀系统，实现最佳的生产率和制造性能

Product Offerings

  • Syndion® C

  • Syndion® F-系列

  • Syndion® G-系列

Key Applications

  • 用于高带宽内存和高级封装的硅通孔

  • 用于 CMOS 图像传感器的高纵横比结构

  • 用于高级功率器件、模拟集成电路 (IC)、微机电 (MEMS) 器件和晶圆背面加工的大开口面积和高纵横比结构

Vantex产品系列

PRODUCTS

REACTIVE ION ETCH

ADVANCED MEMORY

介质刻蚀工艺在半导体器件的制造过程中去除非导电材料。前沿存储设备的结构特别有挑战性，例如极深的孔和沟槽，这些结构必须以严格的公差制造。

泛林集团最新的介电刻蚀系统可以提供无与伦比的性能和生产效率，以构建最关键的高深宽比器件特性。Vantex™结合了先进的射频技术、均匀性控制和Equipment Intelligence®（设备智能），以满足先进存储设备制造的需求。

 

Industry Challenges

存储器的位成本降低需要客户解决多个挑战，包括器件设计中激进的垂直扩展、同时刻蚀多个特性和实施复杂的新集成方案。垂直扩展要求刻蚀到新的深度，同时保持相同的特性关键尺寸以维持横向的器件密度不变。刻蚀的垂直方向性变得至关重要，因为离子角度的小偏差也会导致特性的较大偏置，从而降低器件的良率。结合多重刻蚀来降低成本要求实现具有不同关键尺寸和形状的特性。客户先进的集成方案增加了多种材料暴露的复杂性，需要更高的选择性控制。

Key Customer Benefits

  • 以严苛的CD控制和选择性实现最高的深宽比刻蚀

  • 以最高的刻蚀速率和控制达成最高的生产效率

  • 通过先进的Equipment Intelligence（设备智能）实现晶圆间性能的可重复性

Product Offerings

  • Vantex™

Key Applications

  • 3D NAND高深宽比通孔、沟槽和接点

  • 电容器单元

VERSYS METAL产品系列

PRODUCTS

REACTIVE ION ETCH

ADVANCED MEMORY, ANALOG & MIXED SIGNAL, DISCRETE & POWER DEVICES, INTERCONNECT, PACKAGING, PATTERNING

金属刻蚀工艺在连接构成集成电路（IC）的各个组件方面发挥了重要作用，如形成电线、电气连接等。此外，这些工艺也可用于钻通金属硬掩膜（MHM）——用于形成常规掩膜无能为力的超小型结构，从而实现结构尺寸的持续小型化。

为了能够执行这些关键的刻蚀步骤，泛林Versys Metal产品系列采用高度灵活的平台，具有高产率。针对某些应用，我们的Reliant® 翻新产品系列推出一些特定型号，以更低的持有成本提供与新系统相同的质量保证和性能。

Industry Challenges

在后端（BEOL）金属刻蚀领域，半导体制造商重点关注实现可重复的轮廓和临界尺寸（CD）控制以及维持大批量、低成本生产。虽然金属硬掩膜将低k介电薄膜纳入了选择范围，增加了选择余地，因而有利于BEOL集成，但同时也带来了新的挑战——例如，需要控制沟槽尺寸、底线粗糙度等。为了满足硬掩膜和其他BEOL金属刻蚀应用的需求，需要既具备工艺可调谐能力，又不影响产率的刻蚀技术。

Key Customer Benefits

  • 利用对称腔室设计和独立工艺调谐功能，实现出色的临界尺寸、轮廓一致性和一致性控制能力

  • 专有腔室清洗技术，具有高可用性、高良品率以及极佳的工艺可重复性

  • 可升级产品，跨越多代器件，持有成本低

Product Offerings

  • Versys® Metal

  • Versys® Metal45™

  • Versys® Metal L

  • Versys® Metal M

Key Applications

  • TiN金属硬掩膜

  • 高密度铝线

  • 铝焊盘

选择性刻蚀产品系列

PRODUCTS

SELECTIVE ETCH 选择性刻蚀

ADVANCED MEMORY, INTERCONNECT, PATTERNING, TRANSISTOR

泛林集团的一系列选择性刻蚀解决方案能够在不改性或损坏相邻材料的情况下从晶圆表面各向同性地去除材料。泛林集团的选择性刻蚀解决方案提供超高选择性和埃米级精度，旨在满足芯片制造商在开发先进 3D 逻辑和存储器结构方面的需求。

Industry Challenges

对密度日益增加的高性能节能半导体的需求正在推动新的技术拐点出现，以支持先进逻辑和存储芯片的开发。随着 FinFET 器件开始达到其微缩极限，领先的芯片制造商正在向环栅 (GAA) 或纳米片结构过渡。在存储器方面，NAND 闪存已经成功过渡到三维结构——动态随机存取存储器 (DRAM) 预计很快就会跟随这一趋势。

这些技术拐点需要采用一种三维方法来制造芯片，而这种方法需要选择性地和各向同性地（或者说在所有方向上一致地）从晶圆表面去除材料。为了实现这一目标，芯片制造商需要新的非常复杂的制造技术来执行以前无法想象的工艺，例如需要埃米级精度的纳米级特征的纵向和横向雕刻，以避免在刻蚀过程中去除、改性或损坏其他关键材料层。

Key Customer Benefits

  • 各向同性材料去除加上埃米级精度——即使在极高的深宽比下也能提供最佳的芯片性能

  • 原子级工艺控制有助于防止关键材料的损失、不必要的表面改性或可能导致的芯片损伤和缺陷

  • 先进的表面处理来控制物理和电界面特性

  • 全面的各向同性刻蚀技术选项、新型化学物质和可调节性，以支持未来的微缩需求

  • 突破性的晶圆表面处理和调整，提高了器件速度和性能

Product Offerings

  • Argos®

  • Prevos™

  • Selis®

Key Applications

  • 虚拟多晶硅去除

  • SiGe 去除 (GAA)

  • 氧化物沟槽

  • 硅修整

  • 源/漏沉积预清洁

  • 低 k 材料去除

  • 表面净化和改性

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