基本没有妥协的速度：推动下一代原子层工艺 —— 客户案例
案例研究一览：
挑战 - 在保持压力控制和气体去除以实现可重复的原子层工艺的前提下，提高 PEALD 和 ALE 工艺速度。
解决方案 - plasway-Technologies 的 FALP 平台结合了快速气体切换和均匀气体分布，配备 Edwards STP-iXA3306CV 涡轮分子泵，实现低工作压力和快速腔体气体排除。
结果 - 从气体注入高级到等离子体操作压力约 100 毫秒的压力过渡，Edwards 涡轮分子泵在 PEALD 环境中连续四年实验后仍然充分运行。
随着半导体器件变得越来越复杂，制造商面临一个艰巨的挑战：如何在基本没有影响优秀器件所需的原子级精度的情况下，提高工艺速度 ？
等离子体优化原子层沉积 (PEALD) 和原子层刻蚀 (ALE) 等流程对于制造当今较大先进芯片中的复杂结构至关重要。
挑战很简单描述，但难以解决：在保持工艺控制的同时提升生产效率。
为什么更快的处理始于工艺环境
在原子层处理过程中，气体必须迅速进入腔室，均匀分布在晶圆上，然后在下一工艺步骤开始前高效排出。缓慢的转换会少有产能，而气体未完全排出则会影响可重复性和工艺质量。
随着工艺速度的加快，更广泛的工艺环境性能变得愈发重要。三个因素至关重要：
- 快速输送气体。
- 均匀分布它们。
- 快速且干净地将它们移除，确保下一循环开始前完成。
这改变了我们对真空的看法。真空技术不仅仅是创造所需压力，它还可以成为提升工艺性能的积极推动力。
为高速原子层处理创造条件
这正是 plasway-Technologies 在开发其 FAST 原子层工艺 (FALP) 平台时面临的挑战。FALP 旨在将高速 PEALD 和 ALE 结合在一个先进腔室内，融合了快速气体切换、精确的压力控制和高度均匀的气体分布。
通过 FALP 腔室，我们创造了全球首个集成的高速 ALE/PEALD 系统，结合了超快速气体交换、对称气流和 Edwards 涡轮泵，树立了 ALE/PEALD 工艺的杰出新标杆。
为了实现这一目标，平台不仅需要优秀的工艺设计，还需要一种能够快速清除腔室内工艺气体的真空解决方案，同时保持可重复等离子体工艺所需的稳定低压条件。
这正是爱德华兹在半导体真空环境方面专业知识发挥关键作用的地方。爱德华兹与 plasway-Technologies 携手合作，利用其数十年的半导体工艺知识和真空技术专长，帮助创造了支持该平台性能目标所需的条件。
解决方案的核心是 Edwards STP-iXA3306CV 涡轮分子泵，该泵被选用以实现低工作压力和快速腔室气体排除，特别是在清洗阶段。
在 PEALD 和 ALE 中，每个周期必须与下一个周期清晰分隔。腔室内残留的气体会降低工艺选择性，增加污染风险，并影响可重复性。因此，高抽速不仅仅是一个真空规格，更是工艺的推动因素。
速度与精度共存的证明
结果展示了当工艺专业知识与真空技术结合起来解决制造挑战时，可以实现的成果。
在 FALP 平台内，腔室压力在大约 100 毫秒内从气体射入高级过渡到等离子体工作压力，支持高速 PEALD 和 ALE 所需的快速气体交换。
同样重要的是，plasway-Technologies 报告称，在 PEALD 环境中经过四年的持续实验后，Edwards 涡轮分子泵仍然充分运行。
对于制造商来说，这些结果转化为切实的利益：
- 更快的工艺转换
- 更高的吞吐潜力
- 稳定且可重复的工艺条件
- 在苛刻应用中的公认可靠性
- 对优秀工艺规模化的更大信心
展望未来
随着半导体线宽变得更小，器件结构更加复杂，制造商对材料沉积和蚀刻的原子级精确控制需求日益增加。
plasway-Technologies 与 Edwards 之间的合作反映了半导体制造领域正在发生的更广泛转变。随着优秀的原子层工艺从开发环境向更广泛的制造应用转移，关注点越来越多地转向工艺环境本身。
PEALD 和 ALE 的下一步先进进展不会由单一突破性技术驱动。它们将通过整合合适的工艺专长、系统设计和支持技术的组合，实现更快、更高效和更可靠的制造。
在这种环境下，真空不再仅仅是一个辅助工具。它正日益成为提升工艺能力的重要因素，帮助制造商弥合原子级精度与工业规模生产力之间的差距。
原子层处理的未来少有仅取决于实现原子级精度，还取决于以先进的半导体制造所需的速度实现这种精度。
常见问题
真空在 PEALD 和 ALE 中的作用是什么 ？
真空技术有助于维持等离子加工所需的低压条件，并在工艺步骤之间快速清除工艺气体。高效的气体清除还帮助保持工艺的重复性，降低残留气体影响下一循环的风险。
为什么在原子层工艺中快速排气很重要 ？
PEALD 和 ALE 需要高效引入、分布和移除工艺流程气体，才能在下一工艺步骤开始前完成。更快的转换速度有助于大限度提高生产效率，而不完全的气体移除则可能影响可重复性和工艺质量。
FALP 平台使用的是哪种真空泵 ？
FALP 平台采用了 Edwards STP-iXA3306CV 涡轮分子泵，旨在实现低工作压力和快速腔室气体排除，特别是在清洗阶段。
FALP 平台中的压力转换速度有多快 ？
腔室压力在大约 100 毫秒内从气体射入高级过渡到等离子体工作压力，支持高速 PEALD 和 ALE 所需的快速气体交换。
