ALD市场升温

在转移到3 d NAND finFETs和其他设备架构,原子层沉积(ALD)在若干领域市场升温。

应用材料,例如,最近搬到调整景观通过推出一个新的、高通量ALD的工具。一般来说,“肾上腺脑白质退化症”是一个过程,沉积材料分层技术在原子层面,使薄和保形电影设备上。

林的研究,与此同时,ASM国际东京电子(TEL),欧泰克和其他人也在加紧努力“肾上腺脑白质退化症”,并有充分的理由:“肾上腺脑白质退化症”的应用程序快速扩张。

传统上,“肾上腺脑白质退化症”已被用于DRAM电容器和high-k应用程序。现在,只追逐一些相对较新的和相当规模的“肾上腺脑白质退化症”的市场,即3 d NAND和多模式先进逻辑。其他新兴ALD市场包括鳍掺杂、互联ReRAMs和选择性沉积。

“芯片生产ALD变得更加重要,”Han Jin Lim说,ALD专家和技术成员三星半导体的研发中心。“随着芯片的结构变得更复杂,更薄,更形电影是必需的。电影的质量(也必须)维护。“肾上腺脑白质退化症”是最好的方法去实现它们。”

尽管ALD使薄和保形电影,有时是缓慢而昂贵的过程。并不是所有“肾上腺脑白质退化症”的工具是一样的。供应商制程提供不同类型的机器在这已成为一个复杂且分散的市场。

“原子水平过程已经工作一段时间,但由于他们通常是昂贵的,他们只在需要的时候使用,”安德烈亚斯克诺尔说,副主任技术研究GlobalFoundries。“但我们现在看到增加使用原子层处理的结果继续扩展。原子水平的控制和精度处理可以使下一代设备和架构。完美正形电影与精确设计成分和原子成键,以及控制的材料,需要在大多数部分的制造流。”

“肾上腺脑白质退化症”是什么?
“肾上腺脑白质退化症”已经存在自1970年代。但它进入聚光灯下在45纳米,当英特尔使用ALD存款high-k材料称为铪栅堆叠在一个晶体管。最终,high-k取代二氧化硅,当时精疲力竭了。反过来,这使芯片制造商扩展设备,从而保持行业摩尔定律。

基本上,有两种类型的ALD-thermal和等离子增强。热ALD二进制过程涉及两个reactants-A和b第一反应物,ALD注入室。处理晶片的化学反应将被清除。然后,第二个反应物,B,经历相同的步骤。

plasma-based plasma-enhanced ALD的反应。“plasma-enhanced ALD受到低温的方法应用,”鲍勃说荷兰制杜松子酒,ASMI技术营销主管。

总的来说,ALD工具的半导体应用市场预计将达到12亿美元在未来三到四年,从6亿年的2014美元,根据ASMI。

但短期内,声波定位仪市场看起来柔软的记忆衰退之际。ALD工具业务预计增长1%在2015年和2016年的0.25%,据院长弗里曼,Gartner的分析师。

2014年,ASMI领袖ALD工具市场53%的份额,是为了通过电话(27%)、Jusung(6%)、林研究(5%)、Wonik IPS(5%)和德国爱思强公司股价(2%),弗里曼说。

应用材料肾上腺白质退化症患者块家族的新成员,希望削弱竞争和分散的市场。“在钨、应用与现任总统在林,”弗里曼说。”,在等离子体中,他们要面对ASMI,林和电话。”

不过,应用材料坚持有一个新的竞争对手。“你得到的常规ALD只是简单的精疲力竭了,”David Chu说,战略营销总监应用材料。“我们有模式、电容器电介质或3 d NAND闪存。这些事情仍然在100埃的顺序或200埃。使用常规ALD增长200埃电影最终成为一个挑战。”

应用材料ALD出售spatial-based工具,ALD的配置之一。其他的包括炉/批处理和单晶片的工具。炉/批处理系统处理大量的晶片,使厚的电影。使用DRAM制造商,批处理系统是相对较快,但有一个权衡千篇一律。

单晶片ALD工具用于应用程序,统一规格更薄和更严格。单晶片,用于存款high-k电介质在逻辑,也基于时间的系统。在基于时间的工具,反应发生在一个室设置或给定的时间。

相比之下,空间ALD工具mini-batch系统。系统中大量的晶圆放置。晶片前往各区域。在每个区域,反应物是注入室。晶圆处理,然后转移到下一个区域。

应用的新空间的工具,该系统可以解决一个主要problem-throughput。应用系统消除了清洗过程,从而提高ALD生产率提高了四倍,应用的楚说。

一般来说,没有优越的工具类型。批处理,单晶片和空间工具是针对特定的应用程序。和每个工具类型都有其优点和缺点。“吞吐量仍然是一个挑战,”三星Lim说。“这可能是克服multi-wafer或空间“肾上腺脑白质退化症”的工具。另一个挑战是适当的前体肾上腺白质退化症患者获得发展所需的电影标准。”

然而,还被认为是“肾上腺脑白质退化症”会产生什么样的影响在先进的设备节点。”,因为它属于原子水平的过程,我们没有看到任何直接的影响,“GlobalFoundries克诺尔说。”(有)涉及的原子数量减少,尽管有限,但它仍然是相当大的。当然,维缩放引导我们走进政权,量子效应和统计波动需要理解。但是这些是扩展的结果比过程。”

“肾上腺脑白质退化症”的应用
多年来,与此同时,“肾上腺脑白质退化症”已被用于两个主要areas-high-k和DRAM。high-k材料沉积的逻辑仍然是一个重要的应用程序“肾上腺脑白质退化症”,但这只代表整个ALD市场的一小部分。事实证明,ALD负责将只有一个左右high-k材料的层门堆栈。

在DRAM,挑战是电容器。DRAM电容器类似于垂直,cylindrical-like结构。在每个节点,电容器越来越小,但必须在结构保持不变。

电容器,DRAM制造商雇佣metal-insulator-metal (MIM)堆栈使用high-k电介质。为未来达利克1 nmx节点,电容器可能需要超high-k材料。在这两种情况下,ALD用于存款high-k材料。

同时,下一个大肾上腺白质退化症患者3 d NAND和多模式的应用逻辑。3 d NAND当今平面NAND的继承人。3 d NAND像摩天大楼,横向水平叠加,然后使用微小垂直连接通道。

制作3 d NAND说起来容易做起来难。3 d NAND流从一个衬底。然后,供应商面临的第一个挑战flow-alternating堆栈沉积。堆栈使用化学气相沉积(CVD)、交替沉积涉及一个沉淀的过程和叠加薄膜衬底上一层一层地。

然后,高纵横比战壕蚀刻设备顶部的衬底。战壕形成后,设备需要接触。为此,设备与导体回填使用金属沉积步骤。肾上腺白质退化症患者,使用金属沉积是流中的困难的步骤之一。这个想法是为了填补小洞穴和视线外洞结构材料使用的工具。

在许多情况下,用于钨金属沉积在3 d NAND闪存。“钨线是3 d的wordlines NAND闪存设备,”里克Gottscho说,全球产品的执行副总裁林的研究在最近的一次演讲。“重要的是确保没有空隙。这并不容易。你必须得到(材料)中间。否则,你可能会开放线然后产量损失。”

最新的3 d NAND芯片48层。3 d NAND尺度超过48层,规格将变得更严格和更精确。显然,ALD,心血管疾病和腐蚀,必须加强迎接挑战。

肾上腺白质退化症患者是多模式的另一个巨大的市场,特别是在自对准双模式(SADP)和自对准四(SAQP)踱来踱去。SADP / SAQP,已经使用在DRAM和NAND,现在进入逻辑。

在10纳米,例如,一些铸造厂是SAQP移动。这个过程使用一个光刻一步,额外的沉积和蚀刻步骤,定义一个spacer-like特性。在这个过程中,等离子体增强ALD用于创建精确的间隔层。胎侧间隔层最终成为关键的模式。

”(多模式)的关键挑战是变化和成本。有两个来源的变化当你间隔沉积。一个,有一个潜在的这部电影的厚度的变化,中心在晶片边缘,“林Gottscho说。“你也会导致侵蚀的心轴。任何的侵蚀,芯棒将会影响最后的关键维度。”

成本是另一个问题。“成本问题是一个简单的事实,你有更多的过程。这增加了成本和复杂性,”他补充道。

与此同时,还有其他新兴“肾上腺脑白质退化症”的申请。鳍兴奋剂就是一个例子。此外,业界争相开发一项新技术被称为选择性沉积。新颖的化学结合ALD、选择性沉积是一个沉淀的过程材料和电影的地方。

“选择性沉积仍处于研发阶段,但它是接近现实,“ASMI本说。“选择性方法是强大的,但是它非常有挑战性。”