ALD装置 新構造、新材料の導入で急拡大(2022年7月15日)

HKMG、W埋込み向けに需要が急増

ALD(Atomic Layer Deposition:原子層堆積)は材料ガスの投入と不要な材料のパージ(排除)を高速に繰り返すことで、数nmレベルの極薄の薄膜を正確に制御し、一層ごとに堆積していく技術。成膜温度も150~400℃に抑えることができる。プラズマ使用のALD では100℃以下にまで引き下げることも可能なる(一般的なCVDプロセスでは400~900℃)。
 ALDは、パターン寸法や密度の影響を受けることなく、高い膜厚制御と均一性を実現する。このためデバイス構造の3D化に伴い生まれる大きな段差などアスペクト比の高い形状に対して、その形状に沿った精密な被覆を可能にする。段差だけでなく、深いコンタクトホールの埋め込みにも応用できる。具体的にはW膜、絶縁膜などの形成に利用されている。
 また、最先端トランジスタ構造の形成にも利用される。トランジスタ構造の微細化に伴い問題となるリーク電流を抑えるために、ハフニウム酸化膜(HfO2)等の高誘電率(High-K)膜によるゲート絶縁膜とTi、Ru、Coなどメタルゲート材料の組み合わせたHKMG(High-K Metal Gate)スタック構造の採用が進んでいるが、この構造形成にもALD装置が応用されている。
 3D構造、微細化の進展によりW膜、絶縁膜の形成、HKMGスタック形成の広がりり、ALD装置の需要も急増している。