Реализованная конструкция спроектирована с высокой степенью унификации применяемых комплектующих. Модульность оборудования позволила разработать технологическую платформу, обеспечивая возможности создания установки как для пластин диаметром 300 мм, так и для пластин диаметром 200 мм. Такая гибкость создает условия для тестирования установки на производствах с учетом действующих 200-мм технологических процессов и обеспечивает своевременную подготовку к переходу на работу на 300мм пластинах, что является современным мировым стандартом в производстве электронных компонентов.

Разработанное оборудование и базовые технологические процессы применимы на разных стадиях производства интегральных микросхем - BEOL* и FEOL* с уровнем топологии 65нм. При использовании конфигурации оборудования для пластин диаметром 200 мм возможно применение и с большими проектными нормами - 90нм, 130нм и 180нм. 

Система управления и ПО также позволяют более гибко адаптировать работу установок под конкретного потребителя и под различные конфигурации. В основе системы лежит использование распределенных модулей удаленного ввода-вывода, которые компактно размещаются непосредственно в технологических модулях. Это позволило значительно сократить общую длину кабельных трасс, повысить надежность и ремонтопригодность системы. Интерфейс включает в себя визуальную среду для составления маршрутов движения пластины по кластеру в виде графа, что обеспечивает высокую наглядность и простоту конфигурирования технологического процесса. Система предоставляет оператору возможности для проведения анализа и мониторинга прохождения процессов в реальном времени с возможностью оперативной корректировки параметров. 

Оба кластерных комплекса включают в себя по 4 технологических модуля с устройством загрузки-выгрузки пластин, которые объединены транспортной системой.

Кластерная система ПХО НИИТМ

В состав кластерной системы для реализации процессов ПХО входят следующие модули:

1. Модуль осаждения оксида кремния из моносилана
2. Модуль осажжения нитрида кремния из моносилана
3. Модуль осаждения оксида кремния из TEOS* (тетраэтоксиксилана)
4. Модуль субатмосферного осаждения оксида кремния из TEOS (тетраэтоксиксилана)

При разработке и изготовлениитехнологических модулей кластерного комплекса ПХО были реализованы следующие научно технические решения:

Для чистоты проводимых процессов каждый реактор осаждения оснащен удаленным источником плазмы в целях эффективной очистки камер и внутрикамерной оснастки от продуктов осаждения.

Разработана конструкция системы подачи газа в реактор (газовый душ, газовый смеситель) для обеспечения равномерного потока реагентов, оптимизированы диаметры отверстий в керамическом откачном коллекторе. Это позволило достичь высоких значений по равномерности и скорости на пластинах диаметром 300 мм.

Некоторые из них были реализованы в России впервые:

• Разработон отечественный реактор с двухчастотной системой ВЧ-разряда, которая позволяет эффективней влиять на плотность плазмы и энергию ионов, что дает в результате более качественные слои по сравнению с одночастотным осаждением.
  
  
• Разработана и изготовлена система подачи и испарения жидкого TEOS для точной и контролируемой подачи реагента в процессе осаждения.
  
  
• Применен керамический нагреватель-подложкодержатель для пластин 300мм и 200мм.

Кластерная система ПХТ НИИТМ

В состав кластерной системы для реализации процессов ПХТ входят следующие модули:

• Модуль травления металлов
• Модуль удаления фоторезистивных и полимерных слоев
• Модуль травления кремния и поликремния
• Модуль травления диэлектрических структур

При разработке и изготовлении технологических модулей кластерного комплекса ПХТ были реализованы следующие научно-технические решения:

• Разработан и построен реактор с применением 2-х ВЧ-генераторов для обработки пластин диаметром 300 мм. Один генератор обеспечивает работу источника высокоплотной индуктивно-связанной плазмы (ИСП, от англ. ICP), а второй - создает напряжение смещения на рабочем столе (подложкодержателе) для увеличения энергии ионов. 
  
  
• Создана оптическая система определения окончания процесса травления на основе спектрометра. Она позволила реализовать наиболее точный способ проведения технологической операции и внедрить стадию "перетрава" с низкой скоростью травления для достижения наилучших результатов.
  
  
• Для генерации атомарного кислорода в модуле применяется источник на основе ВЧ-индуктивно-связанной плазмы, что позволило значительно удешевить и упростить конструкцию модуля.

Среди решений, реализованных в России впервые:

• Впервые в отечественном оборудовании для фиксирования положения пластин был применен рабочий стол (подложкодержатель) с биполярным электростатическим прижимом.
  
  
• Впервые в отечественном оборудовании разработан и изготовлен реактор для обработки пластин диаметром 300 мм в разряде емкостно-связанной плазмы (ЕСП, от англ. CCP) с применением генераторов на двух частотах и с возможностью раздельной подачи рабочих газов через 2 контура. Верхним электродом является кремниевый душ, а нижним - рабочий стол (подложкодержатель) с электростатическим прижимом. 

Оглавление материалов по теме ПХО и ПХТ - здесь 

- -

Справка MForum

BEOL - от англ. Back End of Line

• Часть технологического процесса производства интегральных схем, включающая операции, связанные с формированием межсоединений, контактных площадок, многослойных металлических дорожек и изоляционных слоев. Начинается после завершения активных областей транзисторов и заканчивается готовым продуктом.
• Включает такие этапы, как литографию, травление, напыление металлов, формирование изолирующих слоев и финишную металлизацию.
• Основная задача BEOL — обеспечить надёжные электрические соединения между отдельными элементами микросхемы и вывести их наружу для монтажа и подключения.
  
  FEOL (и BEOL) представляют собой две основные части производственного процесса, которые вместе обеспечивают создание и подключение активных элементов интегральной схемы.

CVD - от англ. Chemical Vapor Deposition - процесс химического осаждения (ПХО)

процесс химического осаждения из газовой фазы, широко используемый в полупроводниковом производстве для нанесения тонких пленок на поверхность подложки.

Принцип работы:

• Газ-предшественник (прекурсор) поступает в реакционную камеру, содержащую нагретую подложку.
• Под действием высокой температуры или плазмы происходит химическая реакция, в результате которой на поверхности подложки осаждается тонкий слой необходимого материала (например, SiO2​, TiN, W и т.д.).
• Остаточные газы удаляются из камеры.

Основные компоненты установки CVD:

• Камера: Вакуумная или низко-вакуумная среда для проведения реакции.
• Нагреватель: Для подогрева подложки до необходимой температуры.
• Система подачи газа: Подает газ-предшественник в камеру.
• Система откачки: Удаляет остаточные газы из камеры.

Применение:

• Формирование диэлектрических слоев (например, SiO2​).
• Создание металлических и нитридных слоев (например, $\mathrm{TiN}$, $\mathrm{W}$).
• Осаждение полупроводниковых материалов (например, GaAs, InP).

Таким образом, CVD является ключевым процессом в полупроводниковом производстве, обеспечивающим создание тонких и однородных пленок с заданными свойствами.

FEOL - от англ. Front End of Line

• Начальная часть технологического процесса производства интегральных схем, включающая операции формирования активных областей транзисторов, диодов и других элементов схемы.
• Включает такие этапы, как эпитаксию, имплантацию ионов, диффузию, окисление, литографию и травление.
• Основная задача FEOL — создать транзисторы и активные элементы, определяющие функциональность микросхемы.
  
  FEOL (и BEOL) представляют собой две основные части производственного процесса, которые вместе обеспечивают создание и подключение активных элементов интегральной схемы.

TEOS - от англ. TEOS (Tetraethyl Orthosilicate), тетраэтоксиксилан

Химическое вещество (C2​H5​O)4​Si, широко используемое в полупроводниковом производстве для нанесения тонких диэлектрических слоев, в частности, диоксида кремния (SiO2​). В полупроводниковой промышленности тетраэтоксиксилан применяется как прекурсор для осаждения диэлектрических пленок методом химического осаждения из газовой фазы (Chemical Vapor Deposition, CVD).

• Пленки, полученные с использованием TEOS, обладают высокой стойкостью к высоким температурам.
• Диоксид кремния, полученный из TEOS, обладает прекрасными электроизоляционными свойствами.
• Хорошо совместим с другими материалами, используемыми в полупроводниках, такими как кремний и металлы.

Wet Etching или Wet Chemical Etching - процесс химического травления, ПХТ

Химическое травление (Wet Etching) — это процесс удаления слоев материала с поверхности полупроводниковой подложки с помощью растворов кислот, щелочей или солей. Раствор проникает в структуру материала и избирательно удаляет определённые слои, оставляя другие нетронутыми.

Принцип работы:

• Подложка погружается в ванну с раствором травителя.
• Химическая реакция протекает на поверхности материала, удаляя слои в соответствии с заданными параметрами.
• Процесс контролируется температурой раствора, концентрацией кислоты или щелочи и временем экспозиции.

Основные компоненты установки:

• Ванна: Емкость с травящим раствором.
• Система циркуляции: Поддерживает температуру и гомогенизацию раствора.
• Система слива: Удаляет отработанный раствор.

Применение:

• Формирование окон и рисунков на поверхности полупроводника.
• Удаление дефектных или ненужных слоев.
• Подготовка поверхности перед нанесением новых материалов.

Таким образом, химическое травление является важным этапом в полупроводниковом производстве, обеспечивающим точное удаление материала и формирование структуры полупроводниковых устройств.

--

За новостями наземного и спутникового телекома удобно следить в телеграм-канале abloud62. Региональные новости телекома, новости искусственного интеллекта и ЦОД вы найдете в канале abloudRealTime, новости микроэлектроники можно найти в моем канале RUSmicro, также подключайтесь к каналу Бойко про телеком ВКонтакте

теги: микроэлектроника ПХО ПХТ плазмохимического производственное оборудование Элемент НИИМЭ НИИТМ

--