多快才算是快呢？

使用全新的Beneq C系列原子层沉积设备，重新定义快速原子层沉积

上个月，我们推出了与集群兼容的全新原子层沉积产品系列——Beneq C系列中的前两种产品。这一全新的自动集群解决方案设计用于大批量的工业原子层沉积应用。与传统的 ALD 设备相比，C系列可以处理更多的晶圆数量。

这些解决方案在晶圆生产商中立即投入使用：每月可处理多达2万片晶圆。因此，当我们在 Semicon Europa 推出新产品时，我们称其为超越摩尔市场上的快速晶圆处理技术和原子层沉积产能革命。

但在这次活动中，我们很快意识到，其他行业和工业公司的研发部门中有许多人更注重原子层沉积和沉积速度，但并未将注意力放在晶圆的月生产速度上。他们向我们提出了许多有关速度以及如何测量快速原子层沉积的问题。

在这篇博客中，我们将更深入地探讨沉积速率，同时解释快速原子层沉积和高通量原子层沉积设备的含义。

在讨论产量时，我们必须考虑生产设置中的许多不同因素。当然，原子层沉积工艺在中腔室中的实际沉积速率（以nm/min为单位）也是必要的因素，同时还应考虑腔室的容量（批量大小）以及原子层沉积设备周围的自动化解决方案。在计算总生产量时，诸如将晶圆加热到处理温度以及处理后的冷却时间等要素是至关重要的。

对于微米级涂层 (这实际上确实很厚……), 优化周期时间和批量大小具有决定性作用。但是，当目标是在大量晶圆上形成10纳米厚度的薄膜时，与实际的原子层沉积相比，晶圆的处理、加热、冷却等所需的时间要长得多。为了增加产量，必须优化原子层沉积工具周围的所有辅助设备。

传统的原子层沉积工具是在反应腔中对晶圆进行分批加热，而 Beneq C2 原子层沉积设备则采用高级预热系统，我们将两者的预热效果比较后发现：

对温度敏感的原子层沉积工艺（例如TiO₂）在原子层沉积工具中分批加热：对象为25片晶圆，在室温下加载并在原子层沉积反应室中加热 – 预热时间120分钟后达到均匀温度。
Beneq C2的单晶圆加热：对象为与上述案例相同的25片晶圆，逐个预热，每个晶圆的预热时间为10秒，总预热时间为25次乘以10秒 = 250秒 = 4分10秒。

这与实际原子层沉积工艺的速度相结合，从而实现了大容量批处理与标准晶圆自动化的独特组合。Beneq C2每月可处理多达2万片半导体晶圆（200 mm晶圆上的10 nm Al₂O₃ 原子层沉积镀膜）。

这就是 Beneq C2的速度。

容量计算还取决于需要涂覆的涂层的类型和厚度。在许多基于晶圆的工业原子层沉积应用中，原子层沉积涂层非常薄，通常只有几十纳米。在这种情况下，产量更多地取决于如上所述的自动化速度以及加热和冷却解决方案。

当需要更厚涂层时，情况就变得不同了。例如，许多光学原子层沉积涂层就是这种情况，其复合纳米层压板的厚度可能高达一微米。对于这种原子层沉积解决方案，沉积速度至关重要。这种情况在高精度空间原子层沉积发光时更为突出。

Beneq C3R 是快速高精度空间原子层沉积设备的一个典型示例。它具有集群兼容性和自动性，但涂覆基底的旋转腔需要在前驱体区域和等离子体区域之间进行移动，从而将沉积速度提高到一个全新的水平。

Beneq C3R 采用了等离子体增强的旋转原子层沉积工艺，因此非常适用于工业应用中的晶圆原子层沉积厚膜，例如：光学镀膜和大功率半导体的绝缘体器件。

Beneq C3R 的旋转速度可达到每分钟200转，这使得典型的氧化物（例如Al₂O₃、TiO₂ 和 SiO₂）每小时原子层沉积厚度超过一微米。而且，这是在同一批次的晶圆中同时完成的。

这就是 Beneq C3R 的速度。

在考虑基于晶圆的原子层沉积设备研发时，与工艺速度相比，工艺灵活性以及在各种晶圆尺寸上沉积多种材料的可能性通常更为重要。但有时，沉积速度在研究中也很重要。

Beneq TFS 200 研究设备和 Beneq C2 单晶圆设备都是用于晶圆原子层沉积研究和生产的工具。它们的速度也很快。

再举一个例子：在 Beneq 单晶圆系统上，以每分钟10 nm以上的沉积速率对SiO₂进行沉积（如需了解更多有关测量的信息，请与我们联系。我们将提供相关参考和测试结果）。

长期以来，Beneq 一直专注于增加原子层沉积的容量并将原子层沉积从研究实验室推广到工业生产。我们的客户目前已从中受益。无论哪种应用，只需谨记一点：如需要超快速原子层沉积技术，Beneq 是不二之选。