【導讀】沉積、光刻、刻蝕以及等離子注入是半導體和超越摩爾領域制造工藝的4大關鍵技術。在新晶圓產(chǎn)線的投資建設中，約80%的投資用于購買設備，薄膜沉積設備更是占據(jù)其中約25%的比重。業(yè)界主流的薄膜沉積工藝主要有原子層沉積(ALD)、物理式真空鍍膜(PVD)和化學式真空鍍膜(CVD)等。其中ALD屬于CVD的一種，是當下最先進的薄膜沉積技術。調研機構GIR相關報告表明，全球原子層沉積(ALD)設備的市場規(guī)模在2021-2026年的年復合增長率預計達到25.1%，將從2019年的10.661億美元增至2026年的26.129億美元。
圖1：半導體設備的投資占比情況
40年ALD積淀加持，思銳智能攜手國家級創(chuàng)新中心加速產(chǎn)業(yè)布局
“專注ALD創(chuàng)新、助力超越摩爾“，2021年5月，ALD設備和服務提供商——青島四方思銳智能技術有限公司（以下簡稱思銳智能或SRII）與國家智能傳感器創(chuàng)新中心（以下簡稱國創(chuàng)中心或NISIC）的戰(zhàn)略合作簽約儀式在上海正式啟動，思銳智能總經(jīng)理聶翔先生、國創(chuàng)中心副總裁焦繼偉博士代表出席現(xiàn)場簽約。雙方向與會人員表示，此次戰(zhàn)略合作將面向超越摩爾領域，基于原子層沉積（ALD）技術開展MEMS、CMOS圖像傳感器等重要領域的聯(lián)合研發(fā)，攜手深度合作，致力于加速超越摩爾領域的產(chǎn)業(yè)落地與技術創(chuàng)新。
圖2：聶翔先生（左）與焦繼偉博士代表雙方正式簽署戰(zhàn)略合作
聶翔先生表示：“以上海為代表的長三角地區(qū)是中國半導體產(chǎn)業(yè)的高地，國創(chuàng)中心也是中國超越摩爾領域首屈一指的領導者機構。借力思銳智能旗下BENEQ公司近40年ALD技術的研發(fā)經(jīng)驗以及世界一流的ALD設備和解決方案，雙方深度合作，將共同組建超越摩爾領域的技術中心和產(chǎn)業(yè)化中心，以開放包容的機制為行業(yè)提供全面、系統(tǒng)的技術解決方案，一起推進超越摩爾領域的產(chǎn)業(yè)化與創(chuàng)新化發(fā)展。”其中，思銳智能的8”ALD設備已經(jīng)在國創(chuàng)中心的超越摩爾研發(fā)中試線上成功裝備，對標國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。
焦繼偉博士表示：“國創(chuàng)中心與思銳智能的戰(zhàn)略合作將以ALD設備和技術作為起點和支點，未來在制造設備的本土化，包括半導體的新材料、MEMS新工藝，以及ALD人工智能、互聯(lián)網(wǎng)新應用等方向進行探索。此次簽約儀式標志著雙方合作跨上新的臺階，我們期待雙方以及更多產(chǎn)業(yè)伙伴在超越摩爾的賽道上攜手前進，共同發(fā)展。”
ALD技術成“首選”，BENEQ TransformTM 突破產(chǎn)能效率邊界和性能新高度
事實上，隨著新材料、新制程、新工藝在新興半導體制造行業(yè)的應用與發(fā)展，ALD技術可以使得材料以單原子膜（0.1nm）形式沉積在基板表面的特性，在沉積層的厚度控制、3D異形材料表面均勻度、表面無針孔、折射率等方面具有顯著優(yōu)勢，因此特別適用于MEMS、CMOS圖像傳感器等產(chǎn)品的制造與生產(chǎn)，并逐漸成為超越摩爾領域的鍍膜沉積技術首選。
圖3：思銳智能旗下BENEQ公司半導體業(yè)務負責人Patrick Rabinzohn遠程連線闡述ALD在超越摩爾領域的應用案例
對此，思銳智能全資子公司——BENEQ全新推出的TransformTM 系列設備是專為超越摩爾應用市場提供的具有競爭力的ALD解決方案。TransformTM 平臺采用了全新的集群設計和尖端的鍍膜沉積技術，可以為8”及以下晶圓的表面沉積多種材料，包括Al2O3、SiO2、AlN、TiN等氧化物與氮化物，并實現(xiàn)完全保形和高均勻性的薄膜沉積。
圖4：代表業(yè)界頂尖通用型ALD技術的TransformTM 系列設備
BENEQ半導體業(yè)務負責人Patrick Rabinzohn 表示：“TransformTM 平臺兼容單片、批量、熱法以及等離子體等功能，是目前業(yè)界僅有、集多項功能于一體的通用型先進平臺。不僅如此，TransformTM 平臺更具備靈活配置的優(yōu)勢，客戶可以根據(jù)自身需求，選擇‘3組ALD模塊 + 預加熱模塊’構建TransformTM的標準配置 、或‘2組ALD模塊 + 預加熱模塊’構建TransformTM Lite的簡化配置，實現(xiàn)差異化、更具效益的生產(chǎn)和管理方式，并在主流廠商中開拓了意向訂單。”
以鍍膜沉積50納米的氧化鋁為例，若采用標準配置的TransformTM系統(tǒng)，最多的產(chǎn)量可以達到每小時40片晶圓以上，即使Lite設備也能達到每小時25片以上，這于整個行業(yè)對ALD的傳統(tǒng)認知可謂顛覆性的技術突破！
據(jù)Patrick介紹，BENEQ TransformTM 平臺已經(jīng)通過SEMI S2/S8認證，支持SECS/GEM標準，并逐漸向12”晶圓的成熟沉積技術邁進，將為客戶提供了靈活、可靠、高產(chǎn)能的半導體晶圓鍍膜量產(chǎn)解決方案。
拓寬市場應用矩陣，以通用型ALD技術賦能廣泛行業(yè)創(chuàng)新
除了縱向的技術、性能、產(chǎn)能突破，憑借BENEQ先進的通用型ALD技術，思銳智能正在拓展更多前沿垂直行業(yè)的應用創(chuàng)新。
在遠程連線芬蘭專家另一場演講中，BENEQ半導體業(yè)務技術總監(jiān)Alexander Perros介紹道：“BENEQ通用型ALD技術的超越摩爾應用矩陣十分豐富，包括功率器件、濾波器、MEMS和CIS等。同時，BENEQ針對不同的細分市場推出了不同的ALD解決方案，主要包括高K介電質、表面鈍化、ALD成核層、化學阻擋層、防潮層以及抗反射膜等等。“ 例如，表面鈍化，可以用不同ALD材料來實現(xiàn)表面鈍化，防潮層則在封裝上發(fā)揮關鍵作用；這些均在廣泛的應用中具備很強的通用性。
圖5：BENEQ通用型ALD技術的應用領域矩陣示例
總結而言，ALD是傳統(tǒng)半導體制程所需的先進技術之一，也是新興半導體、泛半導體和以光學鍍膜為代表的非半導體行業(yè)發(fā)展的關鍵技術。思銳智能正通過提供尖端、創(chuàng)新、靈活的ALD設備和服務解決方案，致力于成為世界一流的ALD設備和服務供應商。
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