Aston™ 质谱仪 ALD 工艺控制的原位计量

原子层沉积 ALD 是一种广泛且越来越多地用于先进半导体制造存储器（3D-NAND 和新兴的堆叠式 DRAM ）和先进逻辑制程（例如全环绕栅极）的工艺.这些工艺的特点是需要控制几十个分子厚的薄膜层, 通常测量只有几十埃（1Å=1x10-10m）.

使用 ALD 可以沉积多种材料, 包括氧化物, 氮化物和金属. ALD 工艺被广泛使用, 因为它提供了超薄, 高度可控的单层材料, 这些材料本质上是保形和无针孔的. 从 2020 年到 2025 年, ALD 市场预计将以 16%-20% 的复合年增长率增长（来源: ASM）.

上海伯东 Aston™ 质谱分析仪是一款快速, 强大的化学特异性气体质谱仪, 提供 ALD 过程控制解决方案, 可在这些非等离子体（“lights-off”）过程中提供原位计量和控制. 它可以实现快速, 化学特定的原位定量气体分析, 低至十亿分之几的水平, 提供 ALD 过程控制所需的实时数据.

上海伯东日本 Aston™ 质谱仪提供“lights-out” ALD 工艺的原位计量解决方案
为实现 ALD 工艺监测和控制, 需要一种高速化学特定量化计量解决方案, 该解决方案可以处理苛刻的工艺气体, 例如盐酸或氢氟酸副产物, 并且可以处理在过程中可能在腔室表面形成的冷凝颗粒.

计量解决方案需要量化存在的气体, 以便在多个操作阶段之间实现准确, 快速的转换: 前体气体注入, 气体吹扫, 反应气体注入和副产品气体除去. 通常, 每个完整的周期只需几秒钟, 因此计量解决方案需要以高采样率和灵敏度实时工作.

然而, 大多数 ALD 工艺没有等离子体或使用弱的远程等离子体源. 这意味着诸如光学发射光谱 OES 等传统的原位计量技术在黑暗中迷失.由于没有强等离子源使其能够运行, 因此由于信噪比低或根本没有信号, 它们无法提供所需的信息.

如果没有原位计量, 这些工艺步骤转换通常会运行固定的持续时间, 这会导致处理效率低下, 因为需要在步骤之间留出足够的余量以确保前体和反应气体不会无意中混合到腔室中. 在没有计量的情况下运行 ALD 工艺也会面临严重的生产线产量损失或工艺偏差的风险, 例如, 如果其中一种反应气体浓度波动高或低.

上海伯东 Aston™ 质谱仪可在这些非等离子体（“lights-off”）过程中提供原位计量和控制. 它可以实现快速, 化学特定的原位定量气体分析, 低至十亿分之几的水平, 提供 ALD 过程控制所需的实时数据.

Atonarp Aston™ 技术参数

类型	Impact-300	Impact-300DP	Plasma-200	Plasma-200DP	Plasma-300	Plasma-300DP
型号	AST3007	AST3006	AST3005	AST3004	AST3003	AST3002
质量分离	四级杆
真空系统	分子泵	分子泵 隔膜泵	分子泵	分子泵 隔膜泵	分子泵	分子泵 隔膜泵
检测器	FC /SEM
质量范围	2-285		2-220		2-285
分辨率	0.8±0.2
检测限	0.1 PPM
工作温度	15-35“℃
功率	350 W
重量	15 kg
尺寸	299 x 218 x 331 LxWxH(mm)		400 x 240 x 325 LxWxH(mm)

Atonarp Aston™ 质谱仪优点
1. 耐腐蚀性气体
2. 抗冷凝
3. 实时, 可操作的数据
4. 云连接就绪
5. 无需等离子体
6. 功能: 稳定性, 可重复性, 传感器寿命, 质量范围, 分辨率, 最小可检测分压, 最小检测极限 PP,灵敏度 ppb, 检测速率.

Atonarp Aston™ 质谱仪半导体行业应用
1. 介电蚀刻: Dielectric Etch
2. 金属蚀刻: Metal Etch EPD
3. CVD 监测和 EPD: CVD Monitoring and EPD
4. 腔室清洁 EPD: Chamber Clean EPD
5. 腔室指纹: Chamber Fingerprinting
6. 腔室匹配: Chamber Matching
7. 高纵横比蚀刻: High Aspect Ratio Etch
8. 小开口面积 <0.3% 蚀刻: Small Open Area <0.3% Etch
9. ALD
10. ALE