Curado de capas dieléctricas de baja constante dieléctrica (low-k)
JTEKT Thermo Systems es representada en Europa por
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JTEKT Thermo Systems (anteriormente Koyo Thermo Systems) ofrece una amplia variedad de procesos para hornos de semiconductores. JTEKT Thermo Systems tiene un laboratorio de aplicaciones en Tenri, Nara, Japón y un centro de aplicaciones en Uppsala, Europa, que opera en colaboración con la Universidad de Uppsala. Nuevas tecnologías de hornos y procesos son desarrollados en estrecha colaboración con nuestros clientes. JTEKT Thermo Systems también puede brindar asistencia a los clientes en la resolución de problemas de proceso. En esta página discutiremos el proceso de curado de dieléctricos low-k, para el cual los hornos de JTEKT Thermo Systems son especialmente adecuados.
Para la fabricación de circuitos integrados de 0,18 µm, se requieren capas dieléctricas que tengan un grosor equivalente a una capa de dióxido de silicio de solo 4 nm. Para estructuras de 0,13 µm, se necesitan capas equivalentes a una capa de SiO2 de 2 nm. Para una mayor reducción de la estructura, el uso de capas de SiO2 se vuelve cada vez más crítico y se deben desarrollar materiales alternativos. En un futuro cercano, los materiales low-k se impondrán cada vez más.
Los materiales low-k se pueden utilizar en fábricas de semiconductores modernas para conexiones multicapa, dieléctricos de capa intermedia (ILDs), capas de pasivación, aislamiento de zanjas poco profundas y enmascaramiento de zanjas profundas. Los materiales low-k pueden utilizarse tanto con trazas de aluminio tradicionales como con procesos de cobre de doble damascado modernos.
Los materiales low-k se pueden clasificar en los siguientes grupos: óxidos dopados, materiales orgánicos, materiales altamente fluorados y materiales porosos. El grupo de materiales porosos combina microporos con los otros materiales mencionados. El dióxido de silicio convencional tiene una constante dieléctrica de 4,2. El aire se considera un aislante ideal y tiene una constante dieléctrica de 1. Por lo tanto, los materiales porosos pueden lograr constantes dieléctricas más bajas en general que los sólidos correspondientes. Estos nuevos materiales se están desarrollando para circuitos integrados con estructuras <0,10 µm. Se pueden lograr constantes dieléctricas de 2-3. En el futuro, los óxidos, óxidos dopados, materiales orgánicos y materiales altamente fluorados se combinarán todos con microporos.
Los materiales low-k se pueden depositar ya sea por centrifugación o por deposición química de vapor (CVD). Para materiales porosos, se utiliza principalmente el método de centrifugación. Se debe prestar especial atención a la evaporación controlada de solventes. La curación posterior se realiza normalmente en un horno de lote. Hoy en día, se utilizan principalmente hornos verticales para esta aplicación para lograr las altas uniformidades de temperatura requeridas. Sin embargo, la temperatura de curado suele ser de 350°C - 400°C, lo que impone altos requisitos al horno vertical convencional.
JTEKT Thermo Systems (anteriormente Koyo Thermo Systems) tiene una amplia experiencia en el proceso de curado SOG similar y ha desarrollado un horno especial con un elemento calefactor LGO con una masa térmica especialmente baja. Ahora, JTEKT Thermo Systems ha desarrollado nuevamente un horno para el curado de dieléctricos low-k. El elemento calefactor LGO utilizado ha sido utilizado con éxito durante años en los hornos de JTEKT Thermo Systems para otros procesos de baja temperatura, como el curado de poliimida y la temple de hidrógeno.
Para la fabricación de buenos dieléctricos low-k, es imprescindible un contenido de oxígeno de menos de 20 ppm durante el proceso. En nuestro horno JTEKT, se pueden lograr niveles de oxígeno de menos de 8 ppm. ¡Sin embargo, estos bajos niveles de oxígeno no requieren una técnica de evacuación! JTEKT Thermo Systems ha desarrollado un horno atmosférico (mucho más económico) que cumple con las necesidades del curado de poliimida y produce resultados excelentes. En el gráfico, puede ver la disminución del nivel de oxígeno en el horno con el tiempo (de derecha a izquierda, con múltiples escalas de concentración).
JTEKT Thermo Systems (anteriormente Koyo Thermo Systems) produce hornos verticales para el curado de dieléctricos low-k para lotes de 100-150 obleas. Las versiones de 150 mm y 200 mm están disponibles con carrusel de carga (VF5100) y opcionalmente con almacenamiento de casetes integrado (VF5300). Para el tratamiento de obleas de 300 mm, JTEKT Thermo Systems ha desarrollado una versión grande cargada con FOUP (VF5900). También hay disponible un horno de lote miniatura (VF5700). Para líneas piloto e institutos de investigación, está disponible el VF1000 de carga manual para tamaños de obleas de 150 mm a 300 mm.
Por favor, contáctenos si desea obtener más información sobre el curado de low-k o nuestros hornos correspondientes. Las pruebas con nuestros hornos se pueden realizar en nuestro laboratorio de aplicaciones en Tenri.
