Два года интенсивной работы, упорной борьбы и поиска лучших решений. Рассказываем, как команда Остек-ЭК поставила технологию на производстве ЗНТЦ.
Краткое введение в курс дел
В 2023 году специалисты компании Остек-ЭК заключили с Зеленоградским нанотехнологическим центром (ЗНТЦ) договор на поставку и запуск системы PECVD под осаждение слоёв SiON и Ge-SiOx. В качестве поставщика оборудования выбрали одного из корейских партнёров Остек-ЭК.
Установка оборудования и проведение первых тестов
В ноябре 2023 года установка была привезена на площадку заказчика. Специалисты производителя в кооперации с инженерами Остек-ЭК выполнили шефмонтажные и пусконаладочные работы, оперативно устранив все выявленные замечания. После этого технологи Остек-ЭК приступили к настройке параметров и проведению первых тестов.
На соответствие требованиям заказчика проверяли такие показатели, как: толщина плёнки, коэффициент преломления, однородность по толщине, однородность по коэффициенту преломления и механические напряжения пленок (коробление пластин). В процессе подключения установки и её работы было отмечено несоответствие газов заданным параметрам:
- в качестве чистящего газа заказчик выбрал C₂F₆ (вместо SF₆, рекомендованного исполнителем);
- газ GeH₄ был подведён в концентрации 2% с разбавлением в аргоне 98% (вместо 10% с разбавлением в H₂).
По просьбе заказчика отработка была продолжена с предоставленными газами, что в долгосрочной перспективе привело к искажению тестовых показателей и снижению работоспособности оборудования.
Тем не менее, несмотря на часть проблем, результаты начального тестирования оказались в целом положительными:
- В январе 2024 года был отработан слой Ge-SiOx по всем требуемым параметрам.
- В начале февраля 2024 года был отработан слой SiON по таким параметрам, как толщина, показатель преломления и их однородность. Однако отмечено высокое коробление пластин.
Проблемы, с которыми мы столкнулись
1. Низкие скорости травления при очистке рабочего модуля после процесса осаждения
Использование C₂F₆ привело к образованию полимера на внутренней оснастке камеры и снижению скорости травления SiON до 30 нм/мин (C₂F₆ + O₂, 450 : 50 см³).
Для решения проблемы специалисты Остек-ЭК провели влажную очистку газового душа и оснастки, предоставили чистящий газ SF₆, произвели его подключение к установке. Была показана эффективность использования на двух слоях — для SF₆ скорость травления SiON составила порядка 200 нм/мин, а для Ge-SiOx — около 380 нм/мин.
2. Недостаточная концентрация газа GeH₄
В ходе отработки слоя Ge-SiOx в декабре 2023 года отмечена недостаточная концентрация газа для получения требуемых показателей плёнки. После проведения ряда тестов с различными параметрами газовой смеси специалисты Остек-ЭК и производителя заменили регулятор расхода газов на модель с большей пропускной способностью. Но, к сожалению, это не дало требуемых результатов.
В ходе обсуждения с заказчиком газ GeH₄ в концентрации 2% был заменен на газ с концентрацией 10%, но также с разбавлением в аргоне (90%), и тесты были успешно продолжены.
3. Сильное коробление пластин
В ходе отработки слоя SiON было обнаружено значительное превышение допустимого значения по показателю коробления. Главный специалист Технического управления Остек-ЭК Алексей Симонов нашёл решение проблемы — ввести в процесс операцию дополнительного релаксационного отжига. Она позволила значительно снизить напряженность плёнки и уменьшить коробление пластин до требуемых показателей (< 50 мкм).
4. Неравномерное осаждение плёнки на пластину
В середине февраля 2024 в ходе отработки слоя SiON на коробление было отмечено увеличение неравномерности толщины слоя по пластине при нанесении новых слоёв. Причиной могло стать загрязнение газовой системы остатками полимера при чистке с использованием C₂F₆.
Силами технологов Остек-ЭК был выполнен демонтаж газового душа и отмечены следы полимера на его внутренней части. Именно они нарушали газовый поток, вызывая нестабильный разряд плазмы с паразитным свечением. Модуль очистили, однако во избежание повторных ситуаций было решено заменить газовый душ на новый, установить и отцентрировать верхний электрод.
5. Отсутствие повторяемости процесса осаждения от пластины к пластине
Дальнейшая отработка слоя SiON выявила проблему отсутствия воспроизводимости толщины слоя от пластины к пластине.
Специалисты провели ряд тестов как по корректировке рецептов осаждения, так и по проверке функциональных узлов оборудования (генераторы, согласующие устройства, нагреватели, газовый душ, газовые линии и их регуляторы).
Причиной отсутствия повторяемости стало загрязнение РРГ, фильтров и линии подачи газа SiH₄ в процессную камеру из-за превышения уровня H₂O в линии N₂, который использовался для процесса продувки линии SiH₄.
Для процессов с использованием газа SiH₄ необходим азот высокой степени очистки (6N) с допустимым уровнем H₂O <0.1 ppm. Технологи Остек-ЭК произвели замену газа для продувки процессной камеры на Ar на время повторной аттестации линии N₂ со стороны заказчика.
Итоги
В результате устранения обнаруженных проблем и проведения ряда финальных тестов, которые показали стабильность процессов осаждения, установка со стороны заказчика была принята.
Команда Остек-ЭК в очередной раз доказала свой профессионализм, высокий уровень ответственности и готовность идти до победного конца в решении поставленных задач!
__________________________________________
Подписывайтесь на наш канал на Яндекс.Дзен
Сайты:
https://ostec-micro.ru/
https://4micro.ru/
Телефон:
+7 (495) 788-44-44 (многоканальный)
Электронная почта:
micro@ostec-group.ru
info@ostec-group.ru
Заказ ЗИП и расходных материалов
+7 (495) 788-44-44
sp@ostec-group.ru
Проверьте наличие на сайте 4MICRO.RU
Служба поддержки Остек-ЭК Ostec Care
+7 (495) 234-90-45
request@ostec-group.ru
@Ostec_EC_bot