80年代から90年代にかけて、半導体製造プロセスで使用される材料にはそれほど変化がなかった。しかし、2000年に入ってその数は急速に増加し、HfやLaなど、これまで使用されてなかった元素（材料）が採用されつつある。45nmや32nmといった微細化が進むなか、処理速度や消費電力で優れた特性を得るためHigh-kやメタルゲートなどの新規材料の導入が必要となってきている。しかし、それに伴い製造プロセスにおいても様々な課題を克服する必要がある。例えばHigh-k膜を導入するには単に材料を成膜するだけではなく、メタルの仕事関数、電子の移動度、CMOSのインテグレーションといったことを総合的に考える必要がある。さらに、各層の界面を高精度で制御する必要があるため複数のプロセスを一つの装置内で連続して行うといったことが必要になってくる。

　米Applied Materials社（AMAT）では、High-kゲート絶縁膜、メタルゲート、エッチングのプロセスごとにインテグレーションされた装置を発表。High-k膜については、膜形成、酸化、窒化、アニールといった主要プロセスを1台の「Centura」プラットフォームにインテグレートしたソリューションを提案。メタルゲートについても、ALD（原子層蒸着）やPVD技術を使った各種インテグレーションスキームを「Endura」プラットフォーム上で提供する。アプライド マテリアルズ ジャパン（AMJ）代表取締役社長の渡辺徹氏は、「ムーアの法則に沿うことに限界があるとの見方もあるが、新規材料などを導入することで乗り越えることはできるだろう。ただ、それを実現するためにはインテグレーションされたプロセスがこれまで以上に重要になってくる」と説明する。

　複数の装置をインテグレーションするだけの製品をラインアップするAMATだが、これまでリソグラフィの領域は含まれていなかった。同社は今回、パターニングソリューションのポートフォリオを拡大するため、32nm以降のパターニング対応の酸化膜スペーサ装置「Producer ACE SACVD」を発表。自己整合型ダブルパターニング（SADP）を実現するための優れた寸法制御が可能で、既存のリソグラフィを利用してパターン密度を倍増させることが可能である。犠牲層のAPFに加工したライン＆スペース構造の上にACEスペーサを成膜、それをハードマスクとして下の第2のAPF層にハーフピッチ形状を形成する。同社はすでにMaydan Technology Centerにおいて同技術について実証を行っており、22nmのライン＆スペースの加工を実現したという（図）。

　AMATでは、半導体、FPD、太陽電池といった製造装置に加えて、複雑化しつつある工場の生産性や歩留まり向上のためのサポートを行うFab Solutionsビジネスにも取り組んでいる。具体的には生産管理ソフトウェア、歩留まりのサポート、消費エネルギーの低減、排ガスの処理などが含まれ、売上も順調な伸びを示している。

　同社では、一般的な半導体工場に必要となるコストとして、土地や建屋の費用が約10億ドル、製造装置の費用が約30億ドル程度なのに対して、工場を稼動させ、維持するための間接的な費用を含むFab operationsの費用は約60～80億ドル程度と概算している。そのため、「ユーザーにとっては、Fab operationsの効率化を図り、生産性をあげることが極めて重要になってきている」（渡辺氏）という。半導体を含むFPDや太陽電池などの工場は2010年には世界中で800近くになるとの予測もある。デバイスメーカーの投資計画によってのみ売上が左右される製造装置メーカーの次なる戦略をAMATは示している。