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Projektbeispiel

Neue Materialien für dünne Schichten

Kombi­na­tions-Beschich­tungs­system mit PECVD-, ALD- und FLA-Techno­logie zur Schicht­ent­wicklung

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APPLIKATION

CVD-Prozesse, etwa zur Abscheidung von Siliziumnitrid oder polykristallinem Silizium, sind in der Halbleiterindustrie gängig, benötigen jedoch Temperaturen über 400 °C. Für fle­xi­ble Elek­tro­nik auf Plas­tik, für tem­pe­ra­tur­emp­find­li­che Bau­teile auf Glas oder mecha­ni­sche Schutz­schich­ten auf Spie­geln benö­tigt man aber eben­falls mög­lichst dichte Schich­ten - zum Teil von hoher Rein­heit und mit defi­nier­ter Kris­tall­struk­tur. Die nötige Reak­ti­ons­ener­gie lie­fern statt der Tem­pe­ra­tur des­halb ein Plasma (PECVD), hoch­re­ak­tive Che­mi­ka­lien (ALD) oder inten­sive Licht­blitze (Flash Lamp Annea­ling – FLA), die nur die Ober­flä­che erhit­zen.

ANFORDERUNGEN AN DIE ANLAGE

Mit der Anlage sol­len neue Ver­fah­ren zur Schicht­ab­schei­dung erforscht und ent­wi­ckelt wer­den. Die Anlage soll ohne Vaku­u­mun­ter­bre­chung PECVD, ALD und FLA auf 100 mm gro­ßen Wafern ermög­li­chen. Die Nach­rüs­tung eines wei­te­ren Ver­fah­rens – z. B. Sput­tern – muss eben­falls mög­lich sein. Die Stell­flä­che im Rein­raum ist vor­ge­ge­ben – und sehr klein. Schließ­lich muss die Anlage kom­plexe Rezepte auto­ma­ti­siert absol­vie­ren kön­nen, alle Pro­zess­da­ten kon­ti­nu­ier­lich auf­zeich­nen und ver­schie­dene Nut­z­er­le­vel ermög­li­chen. 

  1. Oberflächenkonforme, dichte Schichten mittels PECVD und ALD
  2. Schichtabscheidung weit unterhalb üblicher CVD-Temperaturen
  3. Dichte, Reinheit und Kristallstruktur wie Hochtemperaturschichten

LÖSUNG DER ANFORDERUNGEN

Die FHR.Star.100-ALD/​PECVD/​FLA (frü­here Clus­ter DS 100 x 4) besteht aus einer klei­nen Ein­zel­sub­strat­schleuse mit ein­ge­bau­tem Robo­ter­arm zur Bela­dung der benach­bar­ten Pro­zess­kam­mer unter Vakuum. In der Pro­zess­kam­mer liegt das Sub­strat auf einem dreh­ba­ren Arm, der es unter eine der vier Pro­zess­sta­tio­nen bewegt und dort anhebt. Damit wird die Pro­zess­sta­tion vom Rest der Pro­zess­kam­mer iso­liert und deren gleich­zei­tige Beschich­tung unter­bun­den. Prä­kur­sor- und Gas­ver­sor­gung befin­den sich ober­halb der Anlage. Die zur Anlage gehö­ren­den Schalt­schränke, z. B. die Kon­den­sa­tor­bänke für die Blitz­lam­pen, befin­den sich im Kel­ler. Wie üblich bei FHR-Anla­gen ver­fügt diese Anlage über eine umfas­sende Auto­ma­ti­sie­rung mit Zugriff auf alle Kom­po­nen­ten und eine kom­for­ta­ble Rezept­steue­rung.

DIE BESONDERHEITEN DER FHR.Star.100-ALD/​PECVD/​FLA

  1. Unterstützt ALD, PECVD und FLA ohne Vakuumunterbrechung
  2. Minimaler Stellplatz von nur 1,8 m x 1,1 m
  3. Aufstellung im Reinraum
  4. Rezeptgesteuerte Beschichtung mit Kontrolle über alle Anlagenkomponenten und Prozessdatenlogging 
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