薄膜成長プロセス

一般的な薄膜は主に半導体薄膜、誘電体薄膜、金属／金属化合物薄膜の３つに分類されます。

半導体薄膜：主にソース・ドレインのチャネル領域の作製に使用されます。単結晶エピタキシャル層やMOSゲートなど。

誘電体薄膜：主に浅いトレンチ分離、ゲート酸化層、側壁、バリア層、金属層フロント誘電体層、バックエンド金属層誘電体層、エッチストップ層、バリア層、反射防止層、パッシベーション層、等のハードマスクにも使用可能です。

金属および金属化合物薄膜：金属薄膜は主にメタルゲート、金属層、パッドなどに使用され、金属化合物薄膜は主にバリア層、ハードマスクなどに使用されます。

薄膜蒸着法

薄膜の堆積には異なる技術原理が必要であり、物理学や化学などの異なる堆積方法は相互に補完する必要があります。薄膜堆積プロセスは、主に物理的プロセスと化学的プロセスの 2 つのカテゴリに分類されます。

物理的方法には、熱蒸着やスパッタリングが含まれます。熱蒸着とは、蒸発源を加熱して蒸発させることにより、ソース材料からウェハ基板材料の表面への原子の材料移動を指します。この方法は高速ですが、フィルムの密着性が悪く、ステップ特性も劣ります。スパッタリングとは、ガス（アルゴンガス）を加圧・電離してプラズマ化し、ターゲット材料に衝突させて原子を脱落させて基板表面に飛翔させ、転写することです。スパッタリングは密着力が強く、ステップ特性が良く、密度も良好です。

化学的方法は、薄膜を構成する元素を含むガス状反応物を異なるガス流の分圧でプロセスチャンバーに導入し、基板表面で化学反応が起こり、基板表面に薄膜が堆積されます。

物理的手法は主に金属配線や金属化合物膜の成膜に用いられますが、一般的な物理的手法では絶縁材料の転写は実現できません。異なるガス間の反応を通じて堆積するには、化学的方法が必要です。さらに、いくつかの化学的方法を使用して金属膜を堆積することもできます。

ALD/原子層堆積とは、単一の原子膜を層ごとに成長させることによって基板材料上に原子を層ごとに堆積することを指し、これも化学的方法です。ステップカバレッジ、均一性、一貫性が良好で、膜厚、組成、構造をより適切に制御できます。

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