ALD (原子層堆積法) ALEt (原子層エッチング) の基礎・応用・最新動向

Atomic Layer Deposition (ALD、原子層堆積法) による薄膜合成は、ナノメートルレベルでの膜厚制御性、膜厚均一性などからULSI MOSトランジスタ用高誘電率ゲート酸化膜、および、メモリキャパシタ用高誘電率絶縁膜形成などに応用展開されているほか、近年では有機ELなどのガスバリヤコーティング、繊維表面への撥水加工など、幅広い応用展開の見込める技術です。また、ALDと同じようにガスを交互供給することによりエッチングを行うALEt (Atomic Layer Etching) は、原子レベルでの平滑なエッチングが可能で、高い選択性も有することから、次世代デバイス作製に必須の技術と目されています。しかし、そのプロセスは原料供給、パージ、反応性ガス供給、パージなどからなり、各段階での条件設定は、これまでの類似手法であるChemical Vapor Deposition (CVD、気相薄膜形成法) と比較してかなり複雑であり、速度論の基礎的知識なしには容易に最適化を達成できません。 　このため、本講座では、まずALDの基礎知識として、CVDの速度論から説明を行い、CVD/ALDプロセスの開発・解析能力を養うことを目標とします。また、ALDプロセスの理想と現実について、原理およびメカニズムから詳しく解説を行い、新たにALD/ALEtプロセス開発・製品応用に関わる方の一助となるよう配慮した講義を行います。

1. 第1部 薄膜作製の基礎
   1. 薄膜作製プロセス概論
      1. 薄膜の種類と用途
      2. 代表的な半導体デバイスにおける薄膜の用途と作製方法
      3. ウェットプロセスとドライプロセス
      4. PVDとCVDの比較、長所と短所
   2. 真空の基礎知識と薄膜形成の基礎
      1. 真空度とは
      2. 平均自由行程とクヌッセン数
      3. 真空の質と真空ポンプ
      4. 真空蒸着の基礎
      5. スパッタリング
   3. CVD/ALDプロセス概論
      1. CVDプロセスの原理と特徴
      2. CVDの応用例
      3. ALDプロセスの原理と歴史的展開
      4. ALDプロセスの特徴と応用、発展
      5. ALEtプロセスの原理と特徴
2. 第2部 ALD/CVDプロセスの反応機構と速度論
   1. ALDの基礎としてのCVDプロセス入門
      1. CVDプロセスの素過程
      2. CVDプロセスの速度論
         1. 製膜速度の温度依存性 – 表面反応律速と拡散律速
         2. 製膜速度の濃度依存性 – 1次反応とラングミュア・ヒンシェルウッド型反応
      3. CVDプロセスの均一性と量産性
   2. 表面・気相の反応機構解析入門
      1. 素反応機構と総括反応機構
      2. 気相反応の第一原理計算と精度
      3. 表面反応機構の量子化学的検討と実験的解析
      4. CVDプロセスの反応メカニズム解析とプロセスシミュレーション
3. 第3部 ALDプロセスの基礎と展開
   1. ALDプロセスの基礎
      1. ALDプロセスの基礎理論と製膜特性
      2. ALDプロセスの理想と現実
         1. ALD – Window (ALD1サイクルの製膜長温度依存性)
         2. ALDプロセスの均一性と量産性
   2. ALDプロセスの応用と展開
      1. ALDプロセスの応用用途
      2. ALDプロセスの解析手法と最適化
      3. 新しいALD技術
         1. プラズマALD、ALEt、ホットワイヤーALD
         2. Spatial ALD
         3. ALD原料ガス開発
      4. ALDの国際会議、情報入手先