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提高半导体工艺腔室的热性能

下载ALD解决方案说明

原子层沉积ALD解决方案

市场越来越需要功能更强大但尺寸更小巧的设备(例如,在计算、数据存储、通信、储能和传感技术方面),我们推动半导体制造工具的开发,进而可实现更精确的薄膜控制。如今,晶体管中的关键薄膜层只有几个原子的厚度。ALD,又称原子层外延(ALE),是一种气相沉积技术,用于生成这些超薄薄膜。

ALD工艺概述

可利用化学反应生成薄膜,一次生成一个原子层。通过管理各个周期阶段,可实现对原子层数量和组成的精确控制。在拓扑或3D 结构上都能均匀覆盖。这些化学反应是热驱动的,最常见的是对基材进行加热,而且可在沉积过程中施加等离子体辅助,从而在气相状态下进一步增强反应效果。

只有在理想的温度范围内才能实现自限性均匀生成。如果超出这个范围,ALD 工艺可能会因为下图所示的某个不利影响受损。

ALD Process Diagram_Semiconductor

生成控制

反应腔内的大气污染可能会导致薄膜层出现不良生成缺陷,影响表面化学反应,最终削弱性能特性。控制反应腔内的环境对避免这种污染至关重要。

所有室内温度均在室外监控。温度控制一般通过精确控制能量输入来实现。

ALD 工艺的温度控制是预防以下不利影响的关键:

  • 低处理温度导致腔内的反应性低
  • 前驱冷凝影响有效吹扫
  • 前驱分解增加不良成分
  • 薄膜或前驱体的解吸附

在较大的基材(大晶圆等)上,生成控制对实现薄膜的均匀性更为重要。

处理阶段

ALD 反应釜可加热样品,使其达到预期沉积温度。前驱体和共反应剂的脉冲将注入反应釜。在各个步骤之间,通常利用惰性气体吹扫反应釜。应高效控制反应釜填装和吹扫,以实现合理的周期时间。

各个周期步骤的时间需要准确控制。

一个典型周期包括四个步骤:

  • 前驱体注入
  • 吹扫/泵送
  • 共反应
  • 吹扫/泵送

精确原子层沉积技术专业知识

Eurotherm解决方案:

  • 可通过 DeviceNet 或 EtherCAT 通信解决方案――Mini8TM 回路控制器进行精确的多回路温度控制
  • OEM 加密选项,用于保护重要 IP
  • 工艺限值 – EPC3000 可编程控制器
  • 功率控制 – EPackTM 紧凑型 SCR 功率控制器范围
  • 能源监控 – EcoStruxureTM Power Monitoring Expert
  • 集成式 PLC/数据管理 – E+PLC400
  • 批处理/配方管理
  • 数字数据管理
  • 本地 HMI 至完整 SCADA 解决方案
  • 报告
  • 环境条件监控
  • 远程监控
  • 校准、合规、资产管理
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特定行业要求

EtherCAT 技术协会(ETG,网址为 www.ethercat.org)旨在将 EtherCAT 技术开放给所有用户。SEMI™(前身为国际半导体设备与材料产业协会)已接受 EtherCAT 作为半导体行业的通信标准 (E54.20)。

亮点:Eurotherm EtherCAT 支持的产品

Mini8® 多回路温度控制器

 

 

    • 热稳定性
    • Ether CAT连接
    • 精确控制
    • 紧凑尺寸

 

 

EPack™ 紧凑型SCR功率控制器

 

 

    • 真实功率控制
    • 高级负载诊断
    • EtherCAT连接
    • 可通过前面板配置、通过iTools远程配置

 

 

工业 4.0 技术

EcoStruxure 作为施耐德电气的开放物联网的系统,与 Eurotherm 注重网络安全要求的仪表和软件一起,助力用户向工业 4.0 技术实现数字化转型。

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