ALD-Beschichtungssystem auf 300 mm Wafern für miniaturisierte komplexe Systeme
Applikation
Gute Entscheidungen benötigen viele Daten. Energieautarke Sensor-Netzwerke mit Auswertelogik und Drahtloskommunikation zu einem geringen Preis können folglich an vielen Stellen Entscheidungen verbessern: Quellen von Rauch und giftigen Gasen in Räumen lokalisieren, ortsaufgelöst den Nährstoffbedarf auf einem Feld messen und so Überdüngung vermeiden, breites Monitoring der Wasserqualität in Hinblick auf Umweltgifte oder Keime, medizinische Untersuchung oder dosierte Medikamentenabgabe im Körperinneren ohne offene Verbindung nach außen sind nur wenige der möglichen Anwendungen.
Anforderungen an die Anlage
Mit der Anlage sollen hochintegrierte Bauelemente entwickelt werden, die Sensorik, Aktorik, Datenverarbeitung, Energiespeicher und Drahtloskommunikation auf kleinstem Raum kombinieren. Für eine hohe Integrationsdichte ist Atomlagenabscheidung (ALD) ideal, denn mit ihr lassen sich auf mikroskopischer Ebene nicht nur 2D- sondern auch 3D-Strukturen wie Gräben oder aufrecht stehende Zylinder gleichmäßig von allen Seiten beschichten. Die Anlage dient der Entwicklung und Musterherstellung auf industriellem Niveau und soll deshalb Lose von 300 mm Wafern über ein standardisiertes FOUB-Interface annehmen und beschichten können. Gleichzeitig muss sie als Entwicklungsanlage auch in CMOS-Prozessen unerwünschte Materialien wie Lithium, Gold oder Kupfer verarbeiten, verschiedenste ALD-Prozesse anbieten (Plasma-ALD sowie thermisches ALD in Crossflow- und Showerhead-Reaktor) und vom Nutzer bzw. Hersteller nachträglich für neue Forschungsvorhaben modifiziert werden können. Schließlich muss die Anlage komplexe Rezepte automatisiert absolvieren können, alle Prozessdaten kontinuierlich aufzeichnen und verschiedene Nutzerlevel ermöglichen.
Lösung der Anforderungen
Die FHR.Star.300-ALD ist eine Clusteranlage für 300 mm Wafer. Über ein FOUB-Interface werden die Wafer aus einer standardisierten Wafer-Kassette entnommen und in die Vakuumschleuse befördert. Die zentrale Kammer der Vakuumanlage ist mit einem Roboter ausgestattet, der die Wafer aus der Schleuse holt und in eine der beiden Prozesskammern transportiert: Eine Plasma-ALD Kammer und eine Kammer für thermisches ALD. Die thermische ALD-Kammer kann wahlweise mit einem Showerhead- oder einem Crossflow-Reaktor belegt werden. Die Gas- und Präkursorkabinette der Kammern bieten Platz für eine Vielzahl an Gasen und Präkursoren. Wie üblich bei FHR-Anlagen verfügt diese Anlage über eine umfassende Automatisierung mit Zugriff auf alle Komponenten und eine komfortable Rezeptsteuerung.
Die Besonderheiten dieser Beschichtungsanlage sind:
- Prozessierung auf großtechnisch üblichen 300 mm Wafern
- Erlaubt Plasma-ALD und thermisches ALD (zwei Reaktortypen)
- Flexibilität einer F&E-Anlage
- Aufstellung im Reinraum
- Rezeptgesteuerte Beschichtung mit Kontrolle über alle Anlagenkomponenten und Prozessdatenlogging