| Plasmaätzer für die trockene Ätzung von dielektischen und Halbleiterschichten. | ||
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Für den Aufbau integrierter Schaltkreise ist es nötig zahlreiche Schichten zu strukturieren. Dies kann mit in wässriger Lösung, also nass mit einem Nassätzer oder trocken mit einem Plasmaätzer oder Trockenätzer erfolgen. Das Plasma-Ätzen von Dielektrika, Halbleitern und Metallen ist heutzutage der Stand der Technik. Vor der Ätzung wird ein Fotolack auf der Oberfläche abgeschieden, durch eine Maske belichtet und entwickelt. Dann wird die Trockenätzung durchgeführt und so eine strukturierte Ätzung erhalten. Nach Beendigung des Ätzprozesses muss der verbleibene Photolack wieder entfernt werden. Das wird auch in einem speziellem Plasmaätzer durchgeführt, dem sogenannten Verascher.
Für den Ätzprozess wird ein reaktives Gas bei Unterdruck durch hochfrequente elektromagnetische Strahlung von 13,56 MHz angeregt, wobei es zur Bildung von reaktiven Ionen und Radikalen kommt. Wenn die Ionen auf die Probe beschleunigt werden kommt es zur anisotropen Ätzung während die Reaktion von Radikalen mit dem Oberflächenmaterial zur isotropen Ätzung führt.
Für die Plasmaätzung von Silicium, Dielektrika und Metallen wird meist Chlor- und Fluorchemie eingesetzt. Sauerstoff findet Verwendung für die Ätzung von Polymeren. Für das Ätzen von Verbindungshalbleitern wie GaAs oder AlGaAs wir auch häufig Chlorchemie verwendet. Insbesondere für Indium-haltige Verbindungshalbleiter kommt auch Methan CH4 zum Einsatz.
Die Trockenätzung ermöglicht eine reproduzierbare, gleichmäßige Abtragung von allen Materialien die in der Silicium und III-V-Halbleitertechnologie Verwendung finden.
Polyimid. Es gibt heutzutage viele verschiedene Arten von Polyimid auf dem Markt. Sie haben unterschiedliche Aushärteeigenschaften, Feststoffgehalte, etc. Alle Arten sind jedoch Kohlenwasserstoffe und lassen sich gut mit Sauerstoffplasma ätzen. Die chemische Reaktion ist eine einfache Oxidation der organischen Verbindungen unter Bildung von CO und Wasser. Sehr wichtig bei der Entfernung von Polyimid ist die Temperaturkontrolle und die Vermeidung von Überhitzung, bei der es zur Verkohlung kommen kann. Es verbleiben dann grasartige Rückstände die sich nicht mehr entfernen lassen. Möglichst niedriger Ionenbeschuss und niedrige Plasmaenergie sowie eine "Spülung" der Probe mit Plasma oder aber auch der Einsatz eines Hybridreaktors helfen solche Probleme zu vermeiden.
Siliciumnitrid. Aus Siliciumnitrid wird üblicherweise die letzte Passivierungsschicht eines IC gefertigt. Es läßt sich gut mit Plasma ätzen, in dem viel freies Fluor vorliegt (wie beispielsweise als SF6/O2 oder als CF4/O2. Der Einsatz von SF6 führt normalerweise zu einer relativ isotropen Ätzung. Dies kann für die Ätzung von Siliciumnitrid ein Vorteil sein, da Seitenwände in der Umgebung von Metallen entfernt werden. Während des Prozesses werden SiF4, SF2 und Stickstoff gebildet.
Siliciumdioxid. Verschiedene Arten von Siliciumdioxid werden heute verwendet. Sie werden alle mit der gleichen Chemie unter Verwendung von CF4 geätzt, wobei jedoch die Rezepte und Ätzraten variiert werden. Typischerweise läßt sich hochdotiertes Oxid schneller und kohlenstoffhaltiges Material schlechter ätzen. Während des Prozesses werden SiF4 und CO gebildet. Die Ätzung von Siliciumdioxid ist eigentlich immer anisotrop aufgrund der Tatsache, dass die starke chemische Bindungen zwischen Silicium und Sauerstoff nur durch Ionenbeschuss gebrochen werden kann.
Aluminium (und andere Metalle). Das reine Aluminium selbst läßt sich gut mit Cl2 Plasma ätzen. Jedoch ist Aluminium immer von einer dünnen Oxidschicht bedeckt, die von reinem Cl2 nicht angegrifffen wird. Um dennoch eine gute Ätzung zu erhalten fügt man dem Gas etwas BCl3 hinzu, wodurch die Oberfläche leicht gesputtert und damit die dünne Oxidschicht leichter entfernt wird. Bei der Ätzung von Aluminium ist insbesondere eine Kontamination mit Wasser zu vermeiden. Aus diesem Grund und zum Schutz der Gesundheit des Bedienpersonals wird für diesen Prozess eine Beladeschleuse empfohlen.
Silicium. Poly-Silicium aber auch monokristallines Silicium können anisotrop und isotrop mit Chlorgas oder mit Fluorchemie geätzt werden. Die Ätzung ist sehr selektiv gegenüber Oxid. Während der Ätzung entstehen flüchtige Siliciumhalogenide.
Verbindungshalbleiter. Für Verbindungshalbleiter wie GaAs oder AlGaAs werden häufig einfaches Cl2, manchmal auch gemischt mit Argon genutzt. In einigen Fällen wird BCl3 hinzugefügt um den Anisotropiegrad der Ätzung zu erhöhen. Auch SiCl4 kann für die Ätzung solcher Materialien eingesetzt werden. Dabei werden stets die flüchtigen Chloride wie GaCl3 oder AlCl3 oder AsCl3 gebildet.
Indium-haltige Verbindungshalbleiter Da Indiumhalogenide nicht sehr gut flüchtig sind wird für diese Verbindungen gerne Methan als Ätzgas genutzt, wobei sich flüchtiges Trimethylindium bildet. Diese Reaktion findet auch mit anderen III-V-Materialien statt. Ein Problem dabei ist allerdings die Bildung von Polymeren auf der Waferoberfläche. Das Problem kann durch die Beimischung von Wasserstoff vermieden oder reduziert werden. Auch der Zusatz von Argon kann bei der Verzögerung von Polymerabscheidungen hilfreich sein.
Sie können zwischen einzelstehenden Anlagen
vom Typ Phantom (manuelle Beladnung) oder Titan (automatische Beladung) und einem Clustersystem vom Typ
Oracle wählen. Weiterhin können wir
für diese Anwendungen eine kleine Laboranlage Typ Sirus
anbieten.
Alle Maschinen sind in der Standardversion als RIE reaktiver Ionenätzer oder mit ICP induktiv gekoppeltem Plasma oder in der Triodenkonfiguration verfügbar.

Crystec Technology Trading GmbH, Germany,
www.crystec.com, +49
8671 882173, FAX 882177


Es sind eine Standardversion (links) und eine
ICP-Version (Mitte Links) erhältlich. Zusätzlich haben wir
noch eine Standardversion mit einem Vakuum-Loadlock (Mitte rechts) und
eine ICP-Version mit einem Vakuum-Loadlock im Angebot (rechts).
Die Phantom III RIE Anlage wurde entwickelt um Nitride, Oxide und
andere Filme oder Substrate, die mit
Fluor-haltigen Chemikalien reagieren zu ätzen. Wegen ihrer
modularen Form, die auf einer platzsparenden Plattform befestigt ist,
ist dieses System für vieler Verbraucher auf der Welt erste Wahl.
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Reaktor - Die Kathode und die Anode werden beide aus einzelnen Aluminiumblöcken hergestellt. Nach einer sorgfältigen Inspektion werden sie zum Schutz vor Prozesschemikalien eloxiert. Die untere Elektrode ist in 200mm- oder 300mm-Größe erhältlich und kann Wafer mit bis zu 200mm oder 300mm Durchmesser bearbeiten. Die Prozessgase werden entweder durch einen kranzförmigen Ring oder über einen Duschkopf in die Kammer geleited.
Automatische Steuerelektronik - Die einzigartig designte Elektronik ist als fester Bestandteil in der unteren Elektrode eingebaut um die genaue Abstimmung, geringen Übermittlungsverlust und extrem geringe Hochfrequenz (HF) Strahlung außerhalb der Elektronik selbst sicher zu stellen. Die Elektronik verwendet ein Phasenamplitudenmessgerät und einen Verstärker um eine schnelle Rückkopplung für eine schnelle und präzise Abstimmung der Anlage zu liefern.
HF Generator - Die Phantom III wird mit einem 600 Watt, 13.56 MHz HF Generator geliefert. (Die Phantom LT wird mit einem 300 Watt HF Generator geliefert.)
Touch Screen Bedienungsdisplay - Ein Farbflachbildschirm mit berührungsempfindlicher Oberfläche bietet dem Benutzer jederzeit Zugang zu vollständigen Prozessinformationen. Die Softwareoberfläche führt den Benutzer durch jeden Abschnitt in einer logischen Art und Weise und ermöglicht Kontrolle über alle Prozessparameter.
PC Prozesssteuerung - Die PC Prozesssteuerung ermöglicht eine einfache und sichere Systemsteuerung. Die Grafiksoftware erstellt Programme in der Blockschaltbildform. Rezepte zur Festlegung des Prozessablaufes werden auf der Festplatte gespeichert oder können auf einem USB Speicher gespeichert werden um jedem Benutzer individuelle Rezepte zu ermöglichen.
Wechselstromverteiler - Der Wechselstromverteiler verteilt automatisch die voreingestellten Spannungsmengen auf die verschiedenen integrierten Komponenten. Wenn der Not-Aus-Schalter gedrückt wird, wird die HF Spannung abgeschaltet und alle Ventile, die für die Gaszuführung verwendet werden, werden automatisch geschlossen und die Maschine geht automatisch in einen sicheren Standby-Modus. Dieses System schließt seperate Spannungsregler für den Hauptwechselstrom und das Umfeld ein.
Automatischer Druckregler - Jedes Trionsystem enthält ein Butterfly-Ventil zur Druckregelung, das direkt vom Prozessregler bedient wird. Dies sorgt für eine Druckregelung, die unabhängig von allen anderen Prozessparametern ist.
Gaszuführsystem - Modernste Technik wird eingesetzt, um jegliche Kontamination zu vermeiden und höchste Reinheit sicherzustellen. Jede Phantom III Reaktionskammer besitzt bis zu acht Massendurchflussregler, alle Rohrleitungen verwenden Surface Mount Technologie und C-Seal Technologie oder ringförmig verschweißte VCR Fassungen. (Die Phantom LT wird mit zwei Massendurchflussreglern geliefert.)
Sicherheit - Das System erfüllt alle SEMI S2-93 Sicherheitsanforderungen. Eine Sicherheitsübrprüfung durch Dritte ist auf Anfrage möglich.
Anlagen - Anlagenschaltbilder können auf Anfrage bereitgestellt werden.
Pumpsysteme - Jede Reaktionskammer benötigt eine eigene Pumpe. Trion kann diese ihren Ansprüchen entsprechend liefern. Es sind mechanische, trockene und Turbopumpen lieferbar. Sie können wählen, ob sie ihre eigene(n) Pumpe(n) bereitstellen wollen oder ob Sie sie direkt bei Trion kaufen wollen. Alle Pumpenvarianten, die von Trion angeboten werden, sind erprobte Systeme, die ausgewählt wurden um Ihre spezifischen Prozessanforderungen bestmöglichst zu erfüllen.
Temperatursteuerung - Ein Kühlkreislauf mit externem Kühler oder Heizer/Kühler wird empfohlen. Durch die Steuerung der Reaktortemperatur (über die untere Elektrode) wird die Reproduzierbarkeit des Prozesses enorm verbessert und Ätznebenprodukte verflüchtigen sich leichter.
Endpunktmesssystem - Trion bietet sowohl optische als auch Laser-Endpunktmessgeräte an, die es dem Benutzer ermöglichen die Veränderung der Dicke des Films in situ und während des Ätzprozesses zu messen. Diese Systeme sind in die Anlagensoftware integriert und werden von dieser gesteuert.
Induktiv gekoppeltes Plasma (ICP) - Das von Trion verfügbare, integrierte ICP ist eine bewährte Variante für Anwendungen, die ein Downstream-Plasma erfordern. Es reduziert den Strahlungsschaden und die Kontamination durch Sputterwirkung des RIE-Plasmas enorm und steigert die Selektivität beim Ätzen unterschiedlicher Filme deutlich. Durch ICP sind höhere Plasmadichten möglich, da die Energie induktiv durch das Magnetfeld in das Plasma eingekoppelt wird. Dies ermöglicht Prozesse bei niedrigerem Druck, was einige maßgebliche Vorteile mit sich bringt. Es ermöglicht eine stark anisotrope Ätzung bei Strukturen mit großem Seitenverhältnis und reduziert den Microloading Effekt.Trions ICP Quelle ermöglicht verbesserte Ätzraten, Profilsteuerung, Gleichmäßigkeit und Selektivität mit dramatischer Reduzierung des RIE Strahlungsschadens. Die Phantom III ICP Anlage wird mit einem 600 oder 1250 Watt 13,56 MHz Netzteil sowie einer automatischen Anpassung geliefert. (Die Phantom LT ICP Anlage wird mit einerm 600 Watt Netzteil geliefert.)
Elektrostatischer Probenhalter - Es ist oft entscheidend, dass die Substrattemperatur während des Ätzens niedrig gehalten werden kann. Trions elektrostatischer Chuck fixiert den Wafer durch elektrostatische Kräfte sicher während etwas Helium über die Rückseite des Wafers strömt und diesen deutlich abkühlt.
Crystec Technology Trading GmbH, Germany, www.crystec.com, +49 8671 882173, FAX 882177


Die Titan Anlage ist eine sehr kompakte, vollautomatische, im Vakuum beladbare Plasma Anlage für die Halbleiterproduktion. Sie ist entweder als RIE Konfiguration, HDICP-Version (hochdichtes induktiv gekoppeltes Plasma) oder PECVD Konfiguration erhältlich. Sie wird bei der Bearbeitung von Wafern mit einem Durchmesser von 3" bis 300mm verwendet. Sie benötigt wenig Platz zu einem bezahlbaren Preis.
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Die Oracle III ist das kleinste und flexibelste
verfügbare
Cluster-System für die Halbleiterproduktion. Das System besteht
aus
einem zentralen Vakuumbeladesystem (CVT), einem Vakuumkassettenlift und
bis zu vier austauschbaren Prozessreaktoren. Diese wechselbaren
Prozessreaktoren sind an die zentrale Beladestation angeflanscht und
können alle gemeinsam und automatisch im Produktionsmodus oder
auch alternativ separat bedient
werden. Wahlweise kann die Oracle III für den Laborbetrieb und
Beladung mit Einzelwafern
oder für die Produktion mit Vakuumkassettenliften konfiguriert
werden.
Da die Oracle III bis zu vier separate Prozesskammern besitzt, gibt es
viele mögliche Prozesskombinationen incl. RIE/ICP ätzen und
PECVD. Prozessserien werden sicher und unter Luftausschluss
durchgeführt, da die Be- und Entladung stets über die
zentrale Vakuumstation erfolgt.
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Zentrale Vakuumbeladung - Für eine sichere und kontaminationsfreie Verarbeitung müssen die zu verarbeitenden Wafer von der Umgebungsluft isoliert werden. Der Beladeroboter für alle Prozessmodule ist in einer zentralen, evakuierbaren Kammer montiert, an die wiederum die eigentlichen Beladeschleusen für Einzelwafer oder für Kassetten angedockt sind. Die einzelnen Prozesskammern sind durch gasdichte Türen vom Zentralhandler getrennt. Das zentrale Vakuumbeladesystem (CVT) ist mit einem Direktantrieb-Roboter ausgestattet, der Wafer anheben und absetzen kann. An jedes Zentralbeladungssystem können bis zu vier Reaktionskammern und bis zu zwei Vakuumkassettenheber angeschlossen werden.
Manuelle Schleuse - Die manuelle Schleuse ermöglicht das Laden von einzelnen Wafern für F&E oder zu Testzwecken.
Vakuumkassettenlift - Der Vakuumkassettenlift (VCE) ermöglicht den Betrieb mit hohen Durchsätzen von Kassette zu Kassette. Eine volle Kassette wird in den Kassettenlift gestellt und dieser dann evakuiert. Zur Entnahme von Einzelwafern durch den Roboter wird die Kassettenposition auf die richtige Entnahmehöhe gefahren (Liftfunktion). Es können bis zu zwei Vakuumliftsysteme und zusätzlich ein manuelles Bealadesystem an den Zentralhandler angeschlossen werden.
Touch Screen Bedienungsdisplay - Ein Farbflachbildschirm mit berührungsempfindlicher Oberfläche bietet dem Benutzer jederzeit Zugang zu allen Prozessinformationen. Die Softwareoberfläche führt den Benutzer in einer logischen Art und Weise durch jeden Abschnitt und ermöglicht Kontrolle über alle Prozessbedingungen.
Wechselstromverteiler - Der Wechselstromverteiler versorgt die verschiedenen integrierten Komponenten automatisch mit der notwendigen Spannung. Wenn der Not-Aus-Schalter gedrückt wird, wird die HF Spannung abgeschaltet und alle Ventile, die für die Gaszuführung eingesetzt werden, werden automatisch geschlossen - die Maschine geht automatisch in einen sicheren Standby-Modus. Zentralhandler und Peripheriegeräte werden separat mit Elektrizität versorgt.
Reaktor - Die Kathode und die Anode werden beide aus vollen Aluminiumblöcken hergestellt. Nach einer sorgfältigen Inspektion werden sie zum Schutz vor Prozesschemikalien eloxiert. Die untere Elektrode ist in 200mm- oder 300mm-Größe erhältlich und kann Wafer mit bis zu 200mm oder 300mm Durchmesser bearbeiten. Die Prozessgase werden entweder durch einen kranzförmigen Ring oder über einen Duschkopf in die Kammer eingebracht.
Automatische Steuerelektronik - Die einzigartige Elektronik ist als fester Bestandteil in die untere Elektrode eingebaut um eine genaue Abstimmung, geringen Übermittlungsverlust und extrem geringe Hochfrequenz (HF) Strahlung außerhalb der Elektronik selbst sicher zu stellen. Die Elektronik verwendet ein Phasenamplitudenmessgerät und einen Verstärker um eine schnelle Rückkopplung zu liefern und eine schnelle und präzise Abstimmung der Anlage zu ermöglichen.
RF Generator - Das System wird standardmäßig mit einem 600 Watt, 13.56 MHz Festkörper RF Generator geliefert.
PC Prozesssteuerung - Die PC-Prozesssteuerung ermöglicht eine einfache und sichere Systemsteuerung. Die Grafiksoftware erstellt Programme in der Blockschaltbildform. Rezepte zur Festlegung des Prozessablaufes werden auf der Festplatte gespeichert oder können auf einem USB Speicher gespeichert werden um jedem Benutzer individuelle Rezepte zu ermöglichen.
Automatischer Druckregler - Jedes Trionsystem enthält ein Butterfly-Ventil zur Druckregelung, das direkt vom Prozessregler gesteuert wird. Dies sorgt für eine Druckregelung, die unabhängig von allen anderen Prozessparametern ist.
Gaszuführsystem - Modernste Technik wird eingesetzt, um jegliche Kontamination zu vermeiden und höchste Reinheit sicherzustellen. Jede Reaktionskammer besitzt bis zu acht Massendurchflussregler, für alle Rohrleitungen wird die Surface Mount Technologie und C-Seal Technologie eingesetzt oder es werden ringförmig verschweißte VCR Fassungen verwendet.
Sicherheit - Das System erfüllt alle SEMI S2-93 Sicherheitsanforderungen. Eine Sicherheitsübrprüfung durch Dritte ist auf Anfrage möglich.
Anlagen - Anlagenschaltbilder können auf Anfrage bereitgestellt werden.
Gaskabinett - Trion liefert für die Oracle-Anlage ein separates Gaskabinett mit selbstschließenden Türen in dem computergesteuerte Prozessgasleitungen und Spülgasleitungen für korrosive und giftige Gase installiert sind. Wenn die Plasmaanlage in den Standby Modus geht, werden automatische alle kritischen Gasleitungen mit Stickstoff gespült. Dadurch wird die Lebensdauer von MFCs, Regeleinheiten, Ventilen und Rohrleitungen erhöht. Ebenfalls integriert sind automatisch schließende Flaschenventile und Gasflaschenhalterungen.
Pumpsysteme - Jede Reaktionskammer benötigt eine eigene Pumpe. Trion kann diese ihren Ansprüchen entsprechend liefern. Es sind mechanische, trockene und Turbopumpen lieferbar. Sie können wählen, ob sie ihre eigene(n) Pumpe(n) bereitstellen wollen oder ob Sie sie direkt bei Trion kaufen wollen. Alle Pumpenvarianten, die von Trion angeboten werden, sind erprobte Systeme, die ausgewählt wurden um Ihre spezifischen Prozessanforderungen bestmöglichst zu erfüllen.
Temperatursteuerung - Ein Kühlkreislauf mit externem Kühler oder Heizer/Kühler wird empfohlen. Durch die Steuerung der Reaktortemperatur (über die untere Elektrode) wird die Reproduzierbarkeit des Prozesses enorm verbessert und Ätznebenprodukte verflüchtigen sich leichter.
Endpunktmesssystem - Trion bietet sowohl optische als auch Laser-Endpunktmessgeräte an, die es dem Benutzer ermöglichen die Veränderung der Dicke des Films in situ und während des Ätzprozesses zu messen. Diese Systeme sind in die Anlagensoftware integriert und werden von dieser gesteuert.
Induktiv gekoppeltes Plasma (ICP) - Das von Trion verfügbare, integrierte ICP ist eine bewährte Variante für Anwendungen, die ein Downstream-Plasma erfordern. Es reduziert den Strahlungsschaden und die Kontamination durch Sputterwirkung des RIE-Plasmas enorm und steigert die Selektivität beim Ätzen unterschiedlicher Filme deutlich. Durch ICP sind höhere Plasmadichten möglich, da die Energie induktiv durch das Magnetfeld in das Plasma eingekoppelt wird. Dies ermöglicht Prozesse bei niedrigerem Druck, was einige maßgebliche Vorteile mit sich bringt. Es ermöglicht eine stark anisotrope Ätzung bei Strukturen mit großem Seitenverhältnis und reduziert den Microloading Effekt.Trions ICP Quelle ermöglicht verbesserte Ätzraten, Profilsteuerung, Gleichmäßigkeit und Selektivität mit dramatischer Reduzierung des RIE Strahlungsschadens. Die Phantom III ICP Anlage wird mit einem 600 oder 1250 Watt 13,56 MHz Netzteil sowie einer automatischen Anpassung geliefert. (Die Phantom LT ICP Anlage wird mit einerm 600 Watt Netzteil geliefert.)
Elektrostatischer Probenhalter - Es ist oft entscheidend, dass die Substrattemperatur während des Ätzens niedrig gehalten werden kann. Trions elektrostatischer Chuck fixiert den Wafer durch elektrostatische Kräfte sicher während etwas Helium über die Rückseite des Wafers strömt und diesen deutlich abkühlt.
Crystec Technology
Trading GmbH, Germany, www.crystec.com, +49 8671 882173, FAX 882177


Der Sirus T2 RIE-Ätzer ist ein einfaches Ätzsystem, das entwickelt wurde um Nichtleiter und andere Filme, die von fluorbasierende Chemikalien geätzt werden können, kostengünstig zu bearbeiten. Durch die kleine Standfläche und die robuste Bauform ist es für ein Labor ideal geeignet.
Es wurden Prozesse für das Ätzen von Silizium, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Quartz, Polyimid, Tantal, Wolfram, TiWolfram und anderen Materialien die Profilkontrolle, hohe Selektivität und hohe Gleichmäßigkeit benötigen, entwickelt.
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