应用材料公司宣布推出第一套「原子层沉积」(ALD:Atomic Layer Deposition)反应室,可在低温度范围下沉积薄而均匀的纯净薄膜;原子层沉积反应室能同时支持多种薄膜材料,包括金属与介电质薄膜。应用材料公司已将原子层沉积技术应用在先进接触层的钨金属成核层,以及可做为「线层」(liner)或是「五氧化二钽」(Tantalum Pentoxide)电容器的电极的原子层沉积氮化钛薄膜。
应用材料公司副总裁暨化学气相沉积与原子层沉积金属导线系统事业群总经理莫利斯‧柯瑞(Moris Kori)博士表示:「新推出的原子层沉积技术采用多种突破性的设计,将可提供经济实用的芯片制造能力,支持即将到来的100nm芯片世代,并具备良好的扩充性,涵盖未来更精密的组件。同时我们已与多家客户共同合作,将原子层沉积制程导入300mm晶圆厂,并针对其它主要的化学气相沉积薄膜应用,继续发展这套技术。」
原子层沉积技术可在晶圆表面一层一层的沉积原子或分子。由于芯片的微电路结构越来越小,也越来越深,已达到100nm的精密度,因此传统的钨沉积技术,很难有效的填充这些电路结构。应用材料的原子层沉积方法将能支持奈米组件,并针对长宽比大于20:1的电路结构,提供均匀且无缝隙气泡的填充能力。此外,原子层沉积技术所须的温度远低于其它的化学气相沉积制程,可大幅减少晶圆承受的温度,同时能沉积出均匀完美无缺陷的「奈米结晶体」(nano-crystalline)结构,将适用于芯片的阻障层及成核层。
若使用应用材料公司新推出的Sprint Plus钨金属沉积设备,结合原子层沉积钨金属成核层,和300 Torr的高压化学气相沉积钨金属薄膜,原子层沉积技术就可以填充于长宽比大于20:1的接触孔洞结构。原子层沉积制程也可使在填充钨孔洞层在经过化学机械研磨后,能平滑且没有缝隙,进而达到与后续的铜金属制程整合要求。原子层沉积钨金属成核制程拥有极高的生产力(每小时处理35片以上的晶圆)。
应用材料的原子层沉积技术也适用于沉积五氧化二钽(Tantalum Pentoxide)电容器的氮化钛(TiN)薄膜,相较于使用化学气相沉积氮化钛电极的类似电容器,原子层沉积氮化钛电极能提供更高的电容值与更小的泄漏电流,这对下一代先进内存和系统单芯片都非常重要。
原子层沉积反应室是以应用材料领先业界的化学气相沉积反应室设计为基础,使用现有套件即可简易的升级,扩充制程设备的处理能力至100nm以下的世代。