【2021年版】ALD装置 メーカー10社一覧
ALD装置のメーカー10社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。
目次
ALD装置とは
ALD(成膜)装置とは、原子層堆積法(英語：Atomic Layer Deposition)によりナノスケールの薄膜を形成する装置です。原子層を１層ごと成膜する為、精密な膜厚制御性を有し、緻密で高い段差被膜性を特徴としますが、
成膜速度が遅いという欠点も持ち合わせます。 装置にはステンレス、アルミ等の真空チャンバを備え、材料ガスの供給パートと材料ガスを排出する排気パート、プロセスを制御する制御ユニットで構成されます。
ALD装置の使用用途
ALD成膜は半導体生産工程やFPD生産工程などで多く用いられ、近年ではDRAM生産で欠かせない技術となっています。また医療や一般産業への活用も見られます。
- ゲート酸化膜
トランジスタ、特にFETを形成する際に必要となる高誘電率を備えたゲート酸化膜として用いられます。主にAl2O3、ZrO2、HfO2等の酸化膜が用いられます。 - バリア膜
ALDにて窒化膜を成膜する事で、Cu配線材などの遷移金属の拡散防止の為に用いられ、配線周辺の金属汚染、絶縁低下を防ぎます。 - 透過防止膜
樹脂基材や有機ELパネル等へ大気中成分や水分の透過を防ぐ為に用います。大気中成分の透過を防ぐ事で保護対象物の品質保持、寿命延長を行います。 - バイオメディカル
人工関節や人工骨など、金属性の人体に対して埋め込む製品へ生体適合膜を形成し、拒絶反応を防ぎます。また、薬物へのコーティングによるドラッグデリバリーにも用います。
ALD装置の原理
ALD成膜の原理は真空チャンバへプリカーサ(前駆体、有機金属材料)と酸化源、或いは窒化源、他のプリカーサなどを交互に導入する事により、成膜対象物へプリカーサが吸着した後に酸化或いは窒化等をさせて膜を形成します。
例として酸化膜の形成過程を挙げると、
プリカーサ導入 ⇒ 基板へ表面吸着 ⇒ パージ(排気) ⇒ 酸化源導入 ⇒ 吸着したプリカーサと酸化反応 ⇒ パージ(排気) ⇒ プリカーサ導入 ⇒ ・・・
となります。
このサイクル1回で原子層が1層形成され、これを複数回繰り返す事で所望の膜を堆積させる事が出来ます。 この回数を制御する事で膜厚が変化する為、膜厚制御性が高い事が特徴です。
ALD成膜の工程で重要なのは各パージ工程でプリカーサ、或いは酸化源を高い真空域まで廃棄する事で、一方が残留すると他方を導入した際に気相反応を示し、膜厚の制御性、不純物の残留など膜質に悪い影響を与えます。
このプリカーサと酸化源、或いは窒化源などとの反応エネルギーを補い高い効率で成膜する為に基盤を加熱したり(サーマルALD)、プラズマでアシスト(プラズマALD)する場合があります。
ALD成膜では多数のプリカーサ、有機金属材料を用いますが、人体への悪影響や発火性の高い材料が多い為、取り扱いには専門の知識を要し、細心の注意が必要となります。
ALD装置のメーカー情報
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