A Empresa de Pesquisa e Produção de Equipamentos Eletrônicos de Processo Especial (SPE ESTO JSC) passou à fase final do projeto para a produção de equipamentos de gravação de plasma para produção em massa de VLSIs de 65-28 nanômetros. A implementação do projeto começou em 2016 com o apoio financeiro do Ministério da Indústria e Comércio da Federação Russa.

O principal módulo tecnológico do dispositivo é uma câmara de processo (PC) única para a gravura química de plasma de dielétricos, comprovada e aceita na moderna produção industrial de 300 mm. Nesta base, a empresa "NPP "ESTO" desenvolveu um gravador escalonado para 200 mm (óxido, nitreto, polímeros, low-k, p-Si, TSV, etc.) com sobreposição de todos os parâmetros de processo, inatingível para qualquer outro sistema industrial no mercado.

A fonte de plasma original é o único gerador de plasma com acoplamento indutivo de plasma (ICP), conhecido como Groovy ICP. Sabe-se que a descarga indutiva convencional (ICP = Inductively Coupled Plasma), implementada em um grande volume, é caracterizada por uma ampla gama de pressão e potência. E a estreita abertura de gás, ou seja, o volume mínimo típico do plasma acoplado capacitivamente (CCP = Capacitively Coupled Plasma), garante o melhor controle cinético da composição do gás devido ao curto tempo de residência do gás no plasma.

"A única fonte Groovy ICP combina as vantagens das duas fontes de plasma básicas (ICP-CCP) de tal forma que todas as suas vantagens são combinadas e as desvantagens são niveladas. Um PC com tal fonte torna possível implementar todos os processos químicos do plasma em um único PC básico, mudando apenas o equipamento interno. A configuração de um único reator nos permite criar uma linha completa de reatores químicos de plasma e alcançar alta eficiência econômica na produção de máquinas e versatilidade tecnológica", explicou a empresa.

Características técnicas

Ampla gama de parâmetros de processo é assegurada não apenas no volume de descarga, mas também na superfície da bolacha. O módulo está equipado com uma mesa de aperto eletrostático (ESC) de última geração com uma superfície de trabalho cerâmica de alta pureza, permitindo a limpeza da câmara e do mandril sem wafer. Pode ser aplicada uma potência máxima de até 5 kilowatts na placa.

É adequada para gravação profunda e ultra-profunda de contatos de alta relação de aspecto em óxido de silício (FEOL - front end of line), por exemplo, para dispositivos de memória. Este processo é realizado com baixa potência de plasma e alto deslocamento RF em uma pastilha com diferentes máscaras: fotorresistente, carbono amorfo, nitreto de silício, polissilício. A maior velocidade de gravação de óxido em processos BEOL (back end of line) como fusível (fuse, pad) é levada em produção a 2,8 micrômetros por minuto.

Por outro lado, o sistema permite o controle da taxa de gravura da camada atômica até 40-50 angstroms por minuto com baixa potência de polarização na pastilha, com uniformidade de velocidade final em toda a pastilha e uniformidade das estruturas de tamanho crítico.

Numerosas aplicações, tais como dissecção e formação de máscara sólida (óxido, nitreto, polissilício, carbono amorfo) e remoção fotorresistente são processos padrão de especificação de processos de PC.

Uma biblioteca de processos de gravação de velocidade de silício para aplicações CMOS e MEMS também está disponível.

Propriedades do dispositivo

Em contraste com os fabricantes europeus de equipamentos de P&D de pequenos lotes com contaminação celular não controlada, o módulo de 300mm foi testado industrialmente de acordo com as normas SEMI. A versão de 200mm para PC desenvolvida pela ESTO é implementada com tecnologia de produção em massa confiável.

A câmara de vácuo é feita de alumínio anodizado monobloco e tem evacuação central proporcionada pela simetria total do espaço de trabalho, dupla parede da câmara termostabilizada, o que garante alta homogeneidade e reprodutibilidade dos processos. A fonte de plasma é feita de silício monocristalino, quartzo ou cerâmica, dependendo da finalidade do PC.

Uma combinação única de propriedades do Groovy ISP é a sua capacidade de definir de forma independente e simultânea as condições físicas e químicas do processo no sentido radial.

"É a única fonte industrial no mundo que permite o controle local simultâneo da densidade do plasma e da composição química ao longo do raio da pastilha. Os técnicos são capazes de realizar processos com combinações de parâmetros previamente inalcançáveis: o gradiente de taxa de processo ao longo do raio da placa pode ser alterado com parâmetros invariáveis de descarga externa (potência RF total, pressão, taxa de fluxo de gás). Assim, é possível alcançar a maior janela possível de parâmetros do processo e a uniformidade do processo sobre a chapa pode ser facilmente alcançada. Além disso, o PC permite distribuições arbitrárias de velocidade de processo côncava e convexa através da placa", explicou a empresa.

O PC é adequado para a remoção de alta velocidade do fotossensível após a gravação, e também tem uma função de auto-limpeza. O controle de pulso tanto da densidade do plasma quanto da energia de íons positivos está disponível.

O PC como um sistema independente pode ser equipado com uma variedade de carregadores de placas a vácuo, incluindo carregadores de placas com cassete. A variante mínima é um gateway de carregamento manual, a variante máxima é um sistema de cluster automático com um, dois ou três PCs e um módulo SMIF front-end.