蘇尹翔／工研院材化所
【前言】
第26屆原子層沉積國際研討會（26th International Conference on Atomic Layer Deposition）暨第13屆原子層蝕刻國際工作坊（Atomic Layer Etching Workshop）於2026年在美國佛羅里達州坦帕舉行[1]。隨著先進邏輯、記憶體與互連結構持續朝三維化與奈米尺度發展，薄膜製程重點已由膜厚、均勻性與覆形性，延伸至成核、位置選擇性、介面化學與前驅物表面反應。本屆Tutorial與技術議程亦將ALD、ALE、區域選擇性原子層沉積（AS-ALD）及前驅物設計列為核心議題，本文由會議與展場觀察整理ALD、ALE與AS-ALD基本原理，並以精選海報說明前驅物設計、共反應物與介面控制的技術趨勢。
【內文精選】
ALD、ALE與區域選擇性原子層沉積之基本原理
ALD的核心為交替供應前驅物與共反應物，利用具飽和特性的表面反應控制每一循環的反應量。典型二元ALD如表一所示，前驅物A先與表面活性位進行化學吸附，反應飽和後吹除未反應分子與副產物，再導入共反應物B完成第二個半反應。重複此循環即可控制膜厚並提升高深寬比結構的覆形性（圖三）。需注意的是，「Atomic Layer」不代表每循環必然沉積完整原子層，實際每循環成長量（Growth Per Cycle; GPC）仍受表面活性位、配體尺寸、立體障礙與初期成核等因素影響。
ALE以循序且自限的表面改質與移除反應，將材料去除量控制於單一或少數原子層尺度。以方向性電漿ALE為例，先改質最外層材料，再以受控制的離子能量移除改質層；當改質層清除且離子能量低於未改質材料的有效濺鍍門檻時，蝕刻即趨於停止（圖四）。表面改質（Modification）與材料移除（Removal）皆可具自限性，其協同效應（Synergy）也是ALE區別於連續蝕刻的重要特徵。
ALD與ALE雖分別增加與移除材料，但其共同核心皆是將反應拆分為可控制的循序表面步驟。
表一、ALD與ALE基本循環概念
圖三、典型二元ALD之表面自限反應與循環成長示意
圖四、ALE之循環式表面反應示意
精選海報：前驅物分子設計與介面控制
本屆海報展示涵蓋ALD基礎、應用、量產、AS-ALD、新興材料與ALE等領域，其形式提供較充裕的交流時間，可進一步就前驅物結構、反應條件與量測結果進行討論，也有助於觀察仍處於材料與製程開發階段的新概念。
（一）以高濃度H2O2控制Ru/RuO2介面氧化[5]
Ru具低電阻率、高功函數與良好熱穩定性，是先進DRAM底電極與互連材料的重要候選。當Ru電極後續進行高介電常數薄膜ALD時，氧化劑不僅參與上層介電材料成長，也可能改變下層Ru的表面化學狀態。ALD 2026大會摘要指出，常用O3曝露可能進一步生成具揮發性的RuO4，造成Ru/RuO2介面材料損失與表面粗糙化。隨介電層厚度進入單奈米尺度，底電極表面粗糙化與局部蝕刻對介面均勻性及後續薄膜品質的影響也隨之放大 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。