El equipo electrónico de procesos especiales de la empresa de investigación y producción (SPE ESTO JSC) ha pasado a la fase final del proyecto de producción de equipo de grabado con plasma para la producción en masa de VLSI de nivel 65-28 nanómetros. La ejecución del proyecto comenzó en 2016 con el apoyo financiero del Ministerio de Industria y Comercio de la Federación de Rusia.

El principal módulo tecnológico del dispositivo es una cámara de proceso única (PC) para el grabado químico con plasma de dieléctricos, probada y aceptada en la moderna producción industrial de 300 mm. Sobre esta base, la empresa "NPP "ESTO" ha desarrollado un grabador a escala de 200 mm (óxido, nitruro, polímeros, lowk, p-Si, TSV, etc.) con un rango superpuesto de todos los parámetros de proceso, inalcanzable para cualquier otro sistema industrial en el mercado.

La fuente de plasma original es el único generador de plasma de acoplamiento inductivo (ICP) de proceso plano y de brecha estrecha (30-40 mm) del mundo, conocido como Groovy ICP. Se sabe que la descarga inductiva convencional (ICP = Inductively Coupled Plasma), implementada en un gran volumen, se caracteriza por un amplio rango de presión y potencia. Y la estrecha brecha de gas, es decir, el volumen mínimo típico del plasma acoplado capacitivamente (CCP = Capacitively Coupled Plasma), garantiza el mejor control cinético de la composición del gas debido al corto tiempo de residencia del gas en el plasma.

"La única fuente de ICP Groovy combina las ventajas de ambas fuentes de plasma básicas (ICP-CCP) de tal manera que se combinan todas sus ventajas y se nivelan las desventajas. Un PC con tal fuente hace posible implementar todos los procesos químicos del plasma en un solo PC básico, cambiando sólo el equipo interno. La configuración de un solo reactor nos permite crear una línea completa de reactores químicos de plasma y lograr una alta eficiencia económica en la producción de la máquina y la versatilidad de la tecnología", explicó la empresa.

Características técnicas

Se garantiza una amplia gama de parámetros de proceso no sólo en el volumen de descarga sino también en la superficie de la oblea. El módulo está equipado con una mesa de sujeción electrostática (ESC) de última generación con una superficie de trabajo de cerámica de alta pureza que permite la limpieza sin obleas de la cámara y del mandril. Se puede aplicar a la placa una potencia máxima de hasta 5 kilovatios.

Es adecuada para el grabado profundo y ultraprofundo de contactos de alta relación de aspecto en óxido de silicio (FEOL - front end of line), por ejemplo para dispositivos de memoria. Este proceso se lleva a cabo a baja potencia de plasma y alto desplazamiento de RF en una oblea con diferentes máscaras: fotorresistente, carbono amorfo, nitruro de silicio, polisilicio. La mayor velocidad de grabado con óxido en los procesos BEOL (back end of line) como el de fusibles (fusible, almohadilla) se lleva a la producción a 2,8 micrómetros por minuto.

Por otra parte, el sistema permite controlar la velocidad de grabado de la capa atómica hasta 40-50 angstroms por minuto a baja potencia de sesgo en la oblea, con la máxima uniformidad de velocidad en toda la oblea y la uniformidad de las estructuras de tamaño crítico.

Numerosas aplicaciones, como la disección y la formación de máscaras sólidas (óxido, nitruro, polisilicio, carbono amorfo) y la eliminación de fotoresistes son procesos estándar de especificación de procesos de PC.

También se dispone de una biblioteca de procesos de grabado a velocidad de silicio para aplicaciones de CMOS y MEMS.

Propiedades del dispositivo

A diferencia de los fabricantes europeos de equipos de lotes pequeños con contaminación celular no controlada, el módulo de 300 mm ha sido probado industrialmente según las normas de la SEMI. La versión de 200mm para PC desarrollada por ESTO se implementa con una fiable tecnología de producción en masa.

La cámara de vacío está hecha de aluminio anodizado monobloque y tiene una evacuación central proporcionada por la simetría completa del espacio de trabajo, doble pared de la cámara termoestabilizada, que asegura una alta homogeneidad y reproducibilidad de los procesos. La fuente de plasma está hecha de silicio monocristalino, cuarzo o cerámica, dependiendo del propósito del PC.

Una combinación única de propiedades de la ISP Groovy es su capacidad para establecer de forma independiente y simultánea las condiciones de los procesos físicos y químicos en dirección radial.

"Es la única fuente industrial del mundo que permite el control local simultáneo de la densidad del plasma y la composición química a lo largo del radio de la oblea. Los tecnólogos son capaces de llevar a cabo procesos con combinaciones de parámetros anteriormente inalcanzables: el gradiente de la tasa de proceso a lo largo del radio de la placa puede modificarse con parámetros invariables de descarga externa (potencia total de RF, presión, tasa de flujo de gas). De este modo, puede lograrse la ventana de parámetros del proceso más amplia posible y la uniformidad del proceso sobre la placa puede lograrse fácilmente. Además, el PC permite distribuciones arbitrarias de velocidad de proceso cóncavas y convexas a través de la placa", explicó la empresa.

El PC es adecuado para la eliminación a alta velocidad de la fotoresina después del grabado, y también tiene una función de autolimpieza. Se dispone de un control de pulso tanto de la densidad del plasma como de la energía de iones positivos.

El PC como sistema autónomo puede equiparse con una variedad de cargadores de placas de vacío, incluidos los cargadores de placas de casetes. La variante mínima es una pasarela de carga manual, la máxima es un sistema de agrupación automática con uno, dos o tres PCs y un módulo frontal SMIF.