ALD（原子层沉积）之所以能在SADP（自对准双重成像）工艺中实现原子级厚度控制，核心在于其独特的自限制反应机制：通过循环交替引入反应物，每次反应仅在硅片表面形成一层原子级别的目标材料，从而实现对薄膜厚度的精确掌控。在先进制程中，这一能力直接决定了芯片的最终制程水平，技术壁垒极高。
ALD的核心机制：原子层级别的“精准堆积”
与CVD、PVD等传统沉积方式不同，ALD的生长过程是循环且高度可控的。其流程为：先引入一种反应物，使其在硅片表面发生化学吸附直至饱和，随后清除过剩反应物，再引入第二种反应物与已吸附物质反应，最终生成一层原子级别的目标材料。通过不断循环这一过程，材料逐层生长，厚度控制精度达到原子级别。这种“一层一层生长”的特性，使其能够完美满足先进制程和3D结构对薄膜均匀性与保形性的严苛要求。
SADP工艺中的关键角色：决定Fin宽度的“硬掩膜”
在22nm及以下的FinFET结构中，Fin的宽度远小于光刻机所能制造的最小尺寸，因此必须借助SADP工艺来实现。在该工艺流程中，ALD沉积的氧化硅层作为硬掩膜版，其厚度直接决定了最终Fin的宽度——ALD所沉积的Spacer材料宽度就是Fin宽度的决定因素。具体而言，工艺先在心轴结构上通过ALD精确沉积一层氧化硅，再经干法刻蚀形成侧墙，去除辅助层后，这层由ALD控制的超薄硬掩膜便成为刻蚀出超薄Fin的关键模板。可以说，没有ALD这一步骤，后续的先进制程流程将无从谈起。
技术路线与国产化进程
ALD设备主要分为等离子体增强原子层沉积（PE-ALD）和热处理原子层沉积（Thermal-ALD）两大技术路线。目前，国内设备厂商在两条路线上均有布局，并已取得阶段性进展。例如，拓荆科技的PEALD设备已能够广泛应用于14nm及以下的逻辑芯片制造，其产品覆盖的工艺范围包括SADP等关键环节；北方华创的ALD产品技术节点则覆盖至28nm。从市场格局看，全球ALD细分赛道仍由东京电子、应用材料等国际巨头主导，国产设备在先进制程领域的突破仍需持续投入。
常见问题
ALD与CVD的主要区别是什么？
ALD依赖自限制反应实现逐层生长，厚度控制精度达到原子级别；CVD则通过气相反应一次性沉积较厚薄膜，均匀性和保形性相对较弱。在先进制程和3D结构中，ALD的精准控制能力更具优势。
为什么SADP工艺必须依赖ALD？
因为Fin的宽度远小于光刻极限，需通过ALD沉积的硬掩膜层厚度来精确控制Fin尺寸。ALD的原子级厚度控制能力，使其成为SADP工艺中不可或缺的核心环节。
国产ALD设备目前处于什么水平？
国产设备在PE-ALD领域已实现14nm及以下逻辑芯片的应用，Thermal-ALD等路线仍在研发推进中。整体而言，国内厂商在ALD领域已有布局，但全球市场仍由国际巨头主导，先进制程的国产替代空间广阔。