Research and Production Enterprise Electronic Special Process Equipment (SPE ESTO JSC) è passata alla fase finale del progetto per la produzione di apparecchiature di incisione al plasma per la produzione di massa di VLSI di livello 65-28 nanometri. L'implementazione del progetto è iniziata nel 2016 con il sostegno finanziario del Ministero dell'Industria e del Commercio della Federazione Russa.

Il modulo tecnologico principale del dispositivo è una camera di processo (PC) unica nel suo genere per l'incisione chimica al plasma di dielettrica, collaudata e accettata nella moderna produzione industriale di 300 mm. Su questa base, la società "NPP "ESTO" ha sviluppato un etcher in scala a 200 mm (ossido, nitruro, polimeri, low-k, p-Si, TSV, ecc.) con una gamma sovrapposta di tutti i parametri di processo, irraggiungibile per qualsiasi altro sistema industriale sul mercato.

La sorgente di plasma originale è l'unico generatore di plasma ad accoppiamento induttivo (ICP) di processo piatto e stretto (30-40 mm) al mondo conosciuto come Groovy ICP. È noto che la scarica induttiva convenzionale (ICP = Inductively Coupled Plasma), implementata in un grande volume, è caratterizzata da un'ampia gamma di pressione e potenza. E lo stretto gas gap, cioè il volume minimo tipico del plasma ad accoppiamento capacitivo (CCP = Capacitively Coupled Plasma), garantisce il miglior controllo cinetico della composizione del gas grazie al breve tempo di permanenza del gas nel plasma.

"L'esclusiva sorgente Groovy ICP combina i vantaggi di entrambe le sorgenti di plasma di base (ICP-CCP) in modo tale che tutti i loro vantaggi siano combinati e gli svantaggi siano livellati. Un PC con una tale sorgente permette di implementare tutti i processi chimici del plasma in un unico PC di base, cambiando solo le apparecchiature interne. La configurazione del singolo reattore ci permette di creare una linea completa di reattori chimici al plasma e di raggiungere un'elevata efficienza economica nella produzione di macchine e nella versatilità tecnologica", ha spiegato l'azienda.

Caratteristiche tecniche

Un'ampia gamma di parametri di processo è garantita non solo nel volume di scarico, ma anche sulla superficie del wafer. Il modulo è dotato di un tavolo di serraggio elettrostatico (ESC) all'avanguardia con una superficie di lavoro in ceramica ad alta purezza che consente la pulizia senza wafer della camera e del mandrino. La potenza massima può essere applicata alla piastra fino a 5 kilowatt.

È adatto per l'incisione profonda e ultra profonda di contatti ad alto rapporto di aspetto in ossido di silicio (FEOL - front end of line), ad esempio per dispositivi di memoria. Questo processo viene eseguito a bassa potenza di plasma e ad alto spostamento RF su un wafer con diverse maschere: fotoresist, carbonio amorfo, nitruro di silicio, nitruro di silicio, polisilicio. La massima velocità di incisione dell'ossido nei processi di BEOL (back end of line) come il fusibile (fusibile, pad) viene portata in produzione a 2,8 micrometri al minuto.

D'altra parte, il sistema permette il controllo della velocità di incisione dello strato atomico fino a 40-50 angstrom al minuto a bassa potenza di polarizzazione sul wafer, con la massima uniformità di velocità attraverso il wafer e l'uniformità delle strutture di dimensioni critiche.

Numerose applicazioni, come la dissezione e la formazione di maschere solide (ossido, nitruro, polisilicio, carbonio amorfo) e la rimozione di fotoresist sono processi standard delle specifiche di processo del PC.

È inoltre disponibile una libreria di processi di incisione a velocità di silicio per applicazioni CMOS e MEMS.

Proprietà del dispositivo

A differenza dei produttori europei di apparecchiature per piccoli lotti a livello di ricerca e sviluppo con contaminazione incontrollata delle celle, il modulo da 300 mm è stato testato industrialmente secondo gli standard SEMI. La versione per PC da 200 mm sviluppata da ESTO è implementata con una tecnologia di produzione di massa affidabile.

La camera a vuoto è realizzata in monoblocco di alluminio anodizzato ed ha l'evacuazione centrale fornita dalla completa simmetria dello spazio di lavoro, doppia parete della camera termostabilizzata, che garantisce un'elevata omogeneità e riproducibilità dei processi. La sorgente al plasma è realizzata in silicio monocristallino, quarzo o ceramica a seconda dello scopo del PC.

Una combinazione unica di proprietà del Groovy ISP è la sua capacità di impostare in modo indipendente e simultaneo sia le condizioni fisiche che chimiche del processo in direzione radiale.

"È l'unica fonte industriale al mondo che permette il controllo locale simultaneo della densità del plasma e della composizione chimica lungo il raggio del wafer. I tecnologi sono in grado di eseguire processi con combinazioni di parametri precedentemente irraggiungibili: il gradiente di velocità del processo lungo il raggio della piastra può essere modificato a parametri di scarico esterni invariabili (potenza totale RF, pressione, portata del gas). In questo modo si può ottenere la più ampia finestra di parametri di processo possibile e l'uniformità del processo sulla piastra può essere facilmente raggiunta. Inoltre, il PC consente distribuzioni arbitrarie di velocità di processo concave e convesse sulla piastra", ha spiegato l'azienda.

Il PC è adatto per la rimozione ad alta velocità del fotoresist dopo l'incisione ed ha anche una funzione autopulente. È disponibile il controllo degli impulsi sia della densità del plasma che dell'energia ionica positiva.

Il PC come sistema indipendente può essere equipaggiato con una varietà di caricatori a piastra sottovuoto, compresi i caricatori a cassetta. La variante minima è un gateway di caricamento manuale, la variante massima è un sistema automatico a cluster con uno, due o tre PC e un modulo SMIF front-end.