【勁報記者羅蔚舟／竹科報導】
在全球經濟數位轉型的帶動下，DRAM 的市場需求不斷創造新高；物聯網在終端建立數千億個新型運算裝置，促使傳輸到雲端處理的資料激增，因此，業界迫切需要突破，以利實現 DRAM 微縮，進而減少面積和成本，同時以更高的速度和更低的功耗運作。應用材料公司發布一款材料工程解決方案，為記憶體客戶提供三種新方法，進一步微縮 DRAM 並加速改善晶片效能、功耗和單位面積成本和上市時間 (PPACt)。
應用材料公司正與 DRAM 客戶合作，將三種材料工程解決方案商業化，進而推出新方法來進行微縮、改善效能和功耗。這款解決方案適用於 DRAM 晶片的三項領域：儲存電容器，金屬導線互連佈線和邏輯電晶體。這些裝置正逐漸投入大量生產，並有望在未來數年內顯著增加應材 DRAM業務的營收。
由於記憶體陣列佔 DRAM 晶粒面積超過 55%，因此提高這些記憶單元的密度是降低每位元成本的最佳方法。資料是以電荷形式儲存在垂直排列的圓柱形電容器中，而這些電容器需要盡量擴大表面積，以容納足夠數量的電子。DRAM 製造商將電容器窄化的同時，也將其拉長以形成最大的表面積。
在 DRAM 微縮方面，新的技術挑戰已經出現：電容深孔的蝕刻可能超過「硬質光罩」材料的極限，這些硬質光罩提供印刷模板的作用，可據以決定各條圓柱放置何處。如果硬質光罩被蝕穿，圖形就會遭到破壞。增加硬質光罩高度是不可行的做法，因為硬質光罩和電容孔洞的總深度若超過特定限制，則會殘留蝕刻副產物，並導致電容孔洞彎曲、扭曲和不均勻的深度。
解決方案就是 Draco™ 新推出的硬質光罩材料，其已與應材的 Sym3® Y 蝕刻系統共同進行最佳化，而此流程則是採用應材 PROVision® eBeam 測量和檢驗系統，以每小時將近 50 萬次的測量加以監控。Draco 硬質光罩將蝕刻選擇比提高超過 30%，因此可以降低硬質光罩的高度。
Draco 硬質光罩和 Sym3 Y 共同最佳化的功能包括先進 RF 脈衝技術，可與蝕刻工序同步移除副產物，進而使曝光孔呈現完全筆直且均勻的圓柱形。PROVision eBeam 系統可為客戶提供大量、即時且可行的硬質光罩臨界尺寸均勻度資料，而這項參數是決定電容器均勻度的關鍵所在。使用應材的解決方案，客戶可將局部臨界尺寸均勻性提高 50％，並將橋接缺陷減少 100 倍，進而改善良率。
應用材料公司半導體產品事業群集團副總裁拉曼．阿丘塔拉曼 (Raman Achutharaman) 表示：「為了協助客戶迅速解決材料工程方面的挑戰，最有效的方法是將相鄰步驟共同最佳化，並使用大量測量和 AI 技術來優化製程變數。」
有關上述技術的成長展望，在近期開授的應用材料「2021 年記憶體大師班」深入介紹。詳細資訊請參閱應用材料官網 https://ir.appliedmaterials.com 的投資人關係頁面。
（圖由應用材料提供／應用材料公司推出 DRAM 微縮的材料工程解決方案。）
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