應用材料公司宣佈推出第一套「原子層沉積」(ALD:Atomic Layer Deposition)反應室,可在低溫度範圍下沉積薄而均勻的純淨薄膜;原子層沉積反應室能同時支援多種薄膜材料,包括金屬與介電質薄膜。應用材料公司已將原子層沉積技術應用在先進接觸層的鎢金屬成核層,以及可做為「線層」(liner)或是「五氧化二鉭」(Tantalum Pentoxide)電容器的電極的原子層沉積氮化鈦薄膜。
應用材料公司副總裁暨化學氣相沉積與原子層沉積金屬導線系統事業群總經理莫利斯‧柯瑞(Moris Kori)博士表示:「新推出的原子層沉積技術採用多種突破性的設計,將可提供經濟實用的晶片製造能力,支援即將到來的100nm晶片世代,並具備良好的擴充性,涵蓋未來更精密的元件。同時我們已與多家客戶共同合作,將原子層沉積製程導入300mm晶圓廠,並針對其它主要的化學氣相沉積薄膜應用,繼續發展這套技術。」
原子層沉積技術可在晶圓表面一層一層的沉積原子或分子。由於晶片的微電路結構越來越小,也越來越深,已達到100nm的精密度,因此傳統的鎢沉積技術,很難有效的填充這些電路結構。應用材料的原子層沉積方法將能支援奈米元件,並針對長寬比大於20:1的電路結構,提供均勻且無縫隙氣泡的填充能力。此外,原子層沉積技術所須的溫度遠低於其它的化學氣相沉積製程,可大幅減少晶圓承受的溫度,同時能沉積出均勻完美無缺陷的「奈米結晶體」(nano-crystalline)結構,將適用於晶片的阻障層及成核層。
若使用應用材料公司新推出的Sprint Plus鎢金屬沉積設備,結合原子層沉積鎢金屬成核層,和300 Torr的高壓化學氣相沉積鎢金屬薄膜,原子層沉積技術就可以填充於長寬比大於20:1的接觸孔洞結構。原子層沉積製程也可使在填充鎢孔洞層在經過化學機械研磨後,能平滑且沒有縫隙,進而達到與後續的銅金屬製程整合要求。原子層沉積鎢金屬成核製程擁有極高的生產力(每小時處理35片以上的晶圓)。
應用材料的原子層沉積技術也適用於沉積五氧化二鉭(Tantalum Pentoxide)電容器的氮化鈦(TiN)薄膜,相較於使用化學氣相沉積氮化鈦電極的類似電容器,原子層沉積氮化鈦電極能提供更高的電容值與更小的洩漏電流,這對下一代先進記憶體和系統單晶片都非常重要。
原子層沉積反應室是以應用材料領先業界的化學氣相沉積反應室設計為基礎,使用現有套件即可簡易的升級,擴充製程設備的處理能力至100nm以下的世代。