ALD（Atomic Level Deposition）は、メモリ（3D-NANDや新しいスタックドDRAM）や高度な論理プロセス（ゲートオールアラウンドなど）の先端半導体製造に広く使用されるプロセスで、ますます多くなっています。これらのプロセスの特徴は、数十分子、数10オングストローム（1Å=1×10-10m）の厚さの薄膜層を精密に制御する必要があることである。

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ALDでは、酸化物、窒化物、金属など、さまざまな材料を成膜することができます。ALDプロセスは、コンフォーマルでピンホールのない、制御可能な超薄膜単層膜を提供できるため、広く利用されています。ALD市場は、2020年から2025年にかけて、年平均成長率16～20％で成長すると予測されています（出典：ASM）。

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ALDプロセスの効果的なモニタリングと制御のためには、塩酸やフッ酸の副生成物のような過酷なプロセスガスに対応し、処理中にチャンバー表面に形成される凝縮粒子を処理できる、高速で化学的に特異な定量化計測ソリューションが必要とされます。

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プリカーサーガスの注入、ガスパージ、反応ガスの注入、副生ガスの除去といった複数の動作段階を正確、迅速、効率的に移行できるように、計測ソリューションは存在するガスを定量化する必要があります。通常、各サイクルには数秒しかかからないため、計測ソリューションは高いサンプルレートと感度でリアルタイムに動作する必要があります。

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しかし、ほとんどのALDプロセスでは、プラズマを持たないか、弱い遠隔プラズマ源を使用しています。これは、光学発光分光法（OES）のような従来のin-situ計測技術が、暗闇に取り残されていることを意味します。強力なプラズマ源がないため、S/N比が低く、信号が全くないため、必要な情報を提供することができません。

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これは、プリカーサーと反応ガスがチャンバー内で不用意に混合しないように、ステップ間に十分なマージンを確保する必要があるためです。また、測定器なしでALDプロセスを実行すると、例えば、反応ガス濃度の1つが高くなったり低くなったりした場合に、ラインの歩留まりが著しく低下したり、プロセスが異常終了したりするリスクがあります。

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AtonarpのAstonのような高速で堅牢な化学特異的質量分析計は、これらの非プラズマ（「ライトオフ」）プロセスにおけるin-situ計測および制御を提供する新しいソリューションである。10億分の1レベルまで高速で化学的に特異なin-situ定量ガス分析を可能にし、効果的なALDプロセス制御に必要なリアルタイムデータを提供します。

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アストンの詳細と、アストンがどのように原子レベル蒸着をサポートしているかについては、以下のアプリケーションブリーフをダウンロードしてください。