Sistema avanzato di incisione a ioni reattivi (RIE)
Sistema avanzato di incisione a ioni reattivi (RIE) - ToronRIE™ 400
ToronRIE™ 400 è un sistema avanzato di incisione a ioni reattivi che supporta configurazioni di wafer da 3 e 4 pollici con chimica a base di fluoro per l'incisione di Si, SiOx, SixNy, dielettrici e metalli. Una pompa turbomolecolare raggiunge una pressione di base di 10⁻⁷ mbar; l'intervallo di pressione di processo da 2×10⁻³ a 100×10⁻³ mbar garantisce condizioni di plasma stabili. Un alimentatore RF auto-adattato da 300 W a 13.56 MHz e un elettrodo a doccia ottimizzato garantiscono una non uniformità della velocità di incisione inferiore al 4%. L'elevata capacità di auto-polarizzazione CC consente profili di incisione anisotropici migliorati.
Un touchscreen HMI con elaborazione automatica basata su ricette supporta un'automazione affidabile e risultati ripetibili nei flussi di lavoro di ricerca e produzione di semiconduttori. I dispositivi di interblocco integrati garantiscono un funzionamento sicuro durante tutte le fasi del processo, mentre l'architettura controllata da PLC gestisce l'intera sequenza di incisione, dallo svuotamento all'esecuzione del processo. Fino a 8 linee di gas consentono configurazioni chimiche flessibili per diverse reazioni di incisione, con un controllo preciso della pressione mantenuto in modo indipendente durante tutto il processo. La rimozione del fotoresist e l'incisione di decumulo sono supportate insieme ai processi di incisione primaria del dielettrico e del silicio.
Il mandrino a bloccaggio meccanico con raffreddamento del substrato mantiene una temperatura e una posizione stabili del substrato durante l'incisione, con opzioni di riscaldamento del campione disponibili per esigenze di processo specifiche. La distanza regolabile tra mandrino ed elettrodo consente la messa a punto precisa dei parametri di incisione per diverse composizioni chimiche e geometrie del substrato. Le dimensioni compatte del sistema, unite all'ampia finestra di osservazione, permettono l'ispezione visiva del plasma e del substrato durante il processo. Il touchscreen HMI da 10 pollici offre un'interfaccia grafica intuitiva sia per lo sviluppo del processo che per le normali fasi di produzione.
Sistema avanzato di incisione a ioni reattivi (RIE) - Applicazioni ToronRIE™ 400
Il ToronRIE™ 400 è ideale per la ricerca avanzata sui semiconduttori e per i programmi di fabbricazione di MEMS, dove sono richiesti incisione a secco a base di fluoro, condizioni di processo in alto vuoto e uniformità su scala wafer inferiore al 4%, il tutto in una piattaforma compatta e compatibile con le camere bianche. La sua chimica del fluoro e la configurazione a 8 linee di gas supportano una gamma di processi più ampia rispetto ai sistemi RIE non corrosivi di base.
- Incisione a secco del silicio e del biossido di silicio: incisione al plasma a base di fluoro di strati di Si e SiO₂ per la modellazione del gate dei transistor, la definizione di trincee e la formazione di via di contatto nella ricerca sui dispositivi a semiconduttore
- Incisione al nitruro di silicio per MEMS e isolamento dei dispositiviRimozione precisa dello strato SixNy per strutture di isolamento, applicazioni di arresto dell'incisione e fabbricazione di elementi sospesi nei programmi di dispositivi MEMS
- Incisione di film sottili metallici: incisione al plasma di pellicole di alluminio, titanio e metalli correlati per la modellazione della metallizzazione nella fabbricazione di dispositivi a semiconduttore e materiali avanzati
- Rimozione e sgrassatura della fotoresistRimozione dei residui di fotoresist e degli strati di incrostazione su wafer da 3 e 4 pollici mediante plasma di ossigeno, senza trattamento chimico a umido.
- Modellazione dielettrica per strutture avanzate: incisione a base di fluoro di dielettrici di gate in SiO₂ e SixNy e dielettrici interstrato per programmi di ricerca su dispositivi MOS, bipolari e MEMS
- Incisione di caratteristiche del silicio ad alta anisotropiaFunzionamento ad alta polarizzazione in corrente continua per profili di incisione del silicio profondamente anisotropi in condensatori a trincea, isolamento a trincea superficiale e fabbricazione di microstrutture MEMS.
- Semiconduttori avanzati e University RicercaPiattaforma di incisione multistadio controllata da ricetta per sistemi di materiali a base di silicio, ossido, nitruro e metalli, utilizzata in programmi di ricerca accademica e industriale.
Sistema avanzato di incisione a ioni reattivi (RIE) - Caratteristiche principali di ToronRIE™ 400
Il ToronRIE™ 400 integra chimica compatibile con il fluoro, vuoto turbomolecolare, distribuzione del gas a doccia, elevata autopolarizzazione in corrente continua e automazione HMI basata su ricette in una piattaforma RIE a piastre parallele compatta per la ricerca su semiconduttori e MEMS da 3 e 4 pollici.
- Supporto per configurazioni di wafer da 3 e 4 pollici: compatibilità con due formati di wafer per una lavorazione versatile su diversi formati di substrati standard per la ricerca e la produzione di semiconduttori
- Chimica a base di fluoro per Si, SiOx, SixNy, dielettrici e metalliCapacità di processo per le chimiche di incisione al fluoro, inclusi CF₄, SF₆ e gas correlati, per la modellazione di silicio e materiali dielettrici, oltre ai sistemi RIE non corrosivi.
- Design ottimizzato dell'elettrodo del soffione doccia: la distribuzione uniforme del gas sul substrato riduce i gradienti di concentrazione e garantisce una velocità di incisione e una composizione chimica costanti in tutta la zona di processo
- Non uniformità del tasso di incisione inferiore al 4%: ha dimostrato uniformità di incisione su wafer da 3 e 4 pollici, confermata dai dati di mappatura dell'uniformità della velocità di incisione
- Elevata capacità di auto-polarizzazione in corrente continua: l'elevata tensione di auto-polarizzazione aumenta l'energia degli ioni sul substrato per profili di incisione anisotropi con pareti laterali verticali in film di Si e dielettrici
- Sistema di vuoto turbomolecolare, pressione di base 10⁻⁷ mbar: il vuoto di base profondo riduce la contaminazione da gas residui per processi di incisione al plasma di alta qualità in tutti i tipi di chimica del fluoro e dell'ossigeno
- Intervallo di pressione di processo da 2×10⁻³ a 100×10⁻³ mbar: ampio intervallo di pressione con controllo indipendente preciso supporta una vasta gamma di condizioni di processo di incisione al plasma
- Fino a 8 linee di gas per una chimica flessibile: l'ampia capacità della linea del gas consente di gestire complesse chimiche di processo multi-specie e configurazioni di gas per fasi di incisione sequenziali
- Alimentatore RF da 300 W con adattamento automatico (13.56 MHz): l'adattamento automatico dell'impedenza mantiene un'erogazione di potenza RF stabile in tutta la gamma di condizioni del plasma e composizioni chimiche del gas
- Interfaccia touchscreen HMI da 10 pollici: interfaccia utente grafica di grande formato per un controllo intuitivo del processo, il monitoraggio in tempo reale e la gestione delle ricette
- Elaborazione automatica basata su ricetteLe ricette di processo memorizzate consentono l'esecuzione con un solo tocco di sequenze di incisione a più fasi senza la necessità di regolare manualmente i parametri tra le fasi.
- Architettura controllata da PLC per un'automazione affidabile.La gestione tramite PLC di tutte le funzioni di sistema garantisce risultati ripetibili nei flussi di lavoro di ricerca e produzione di semiconduttori.
- Sistema di interblocco di sicurezza integrato: I sistemi di interblocco completi monitorano lo stato dei sistemi RF, del vuoto e del gas e arrestano automaticamente il processo in caso di condizioni non sicure
- Mandrino con bloccaggio meccanico e raffreddamento del substratoIl bloccaggio positivo e il raffreddamento attivo proteggono i substrati termosensibili e le maschere di fotoresist durante cicli di incisione prolungati.
- Esempi di opzioni di riscaldamento e raffreddamentoIl mandrino a temperatura controllata consente il raffreddamento di campioni sensibili e il riscaldamento per i processi chimici che richiedono l'innalzamento della temperatura del substrato.
- Distanza regolabile tra mandrino ed elettrodo: la regolazione fine della distanza tra gli elettrodi ottimizza i parametri di incisione per diverse chimiche di processo e configurazioni del film target
- Rimozione della fotoresist e incisione per la rimozione delle impuritàCapacità di pulizia al plasma di ossigeno e di rimozione del fotoresist, in aggiunta ai processi di incisione primaria al fluoro.
- Ingombro ridotto e ampia finestra di osservazione.: ingombro di laboratorio compatto con finestra di visualizzazione diretta nella camera per il monitoraggio del plasma e del substrato durante lo sviluppo
Teoria e metodo
La deposizione chimica da fase vapore assistita da ioni (REP) combina la selettività chimica e il bombardamento ionico direzionale, ottenendo un'anisotropia che la deposizione chimica da fase vapore assistita da ioni non è in grado di produrre. Una sorgente RF da 300 W a 13.56 MHz genera plasma tra l'elettrodo a doccia e il substrato, producendo specie reattive di fluoro a partire da gas contenenti fluoro. I radicali del fluoro reagiscono con Si, SiO₂ e SixNy per formare prodotti di incisione volatili che vengono rimossi dal sistema turbomolecolare. Il bombardamento ionico simultaneo migliora la direzionalità, producendo i profili verticali necessari per la modellazione di dispositivi a semiconduttore e MEMS.
L'elettrodo a doccia ottimizzato distribuisce i gas di processo in modo uniforme sul substrato, riducendo i gradienti di concentrazione che causano disomogeneità nell'incisione. Il sistema di vuoto turbomolecolare raggiunge una pressione di base di 10⁻⁷ mbar e l'intervallo di processo da 2×10⁻³ a 100×10⁻³ mbar mantiene condizioni di plasma stabili durante l'incisione. Queste condizioni contribuiscono a una disomogeneità della velocità di incisione inferiore al 4% su wafer da 3 e 4 pollici. Fino a 8 linee di gas consentono di gestire complesse miscele di gas multi-specie sotto controllo PLC.
L'elevata polarizzazione in corrente continua accelera gli ioni con energia sufficiente per l'incisione anisotropica delle pareti laterali verticali in film di Si, SiO₂ e dielettrici. Il mandrino a bloccaggio meccanico con raffreddamento del substrato dissipa il calore generato dal bombardamento ionico, e una configurazione di riscaldamento opzionale estende l'intervallo di temperatura del substrato accessibile. L'elaborazione basata su ricette tramite il touchscreen HMI da 10 pollici gestisce sequenze a più fasi senza l'intervento dell'operatore tra una fase e l'altra. I dispositivi di interblocco integrati monitorano lo stato del vuoto, della radiofrequenza e del sistema del gas per garantire un funzionamento sicuro durante l'intero processo di incisione.
Sistema avanzato di incisione a ioni reattivi (RIE) - Specifiche tecniche del ToronRIE™ 400
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Dimensioni dei wafer supportate | 3 pollici e 4 pollici |
| Alimentatore RF | 300 W, adattamento automatico |
| Frequenza RF | 13.56 MHz |
| Pressione di base | 10⁻⁷ mbar (pompa turbomolecolare) |
| Intervallo di pressione di processo | Da 2×10⁻³ a 100×10⁻³ mbar |
| Non uniformità della velocità di incisione | Sotto 4% |
| Autobias DC | Elevata capacità di auto-bias |
| Linee del gas | Fino a 8 |
| Tipo di elettrodo | Soffione doccia ottimizzato |
| Chimica compatibile | A base di fluoro (CF₄, SF₆, ecc.) e a base di ossigeno |
| Applicazioni materiali | Si, SiO₂, SixNy, metalli, fotoresist, polimeri |
| Chuck | Fissaggio meccanico; raffreddamento ad acqua |
| Controllo della temperatura del mandrino | Raffreddamento di serie; riscaldamento disponibile come optional. |
| Distanza tra gli elettrodi | Regolabile |
| Sistema di controllo | PLC con touchscreen HMI da 10" |
| Modalità operativa | Manuale e automatico basato su ricette |
| Sicurezza | Sistema di interblocco integrato (RF, vuoto, gas) |
| controllo della pressione | Preciso; indipendente dal flusso di gas |