Vollflächiges Ätzen auf 200 mm Wafern

Die scia Mill 200 wird für die Strukturierung von komplexen Multilagen auf verschiedensten Materialien eingesetzt. Für eine exakte Prozesskontrolle können verschiedene Systeme zur Endpunktkontrolle integriert werden. Durch die Kompatibilität mit Reaktivgasen ermöglicht das System Ätzprozesse (Ion Beam Milling / Ion Beam Etching) mit erhöhter Selektivität und Rate. Dank des flexiblen Designs der scia Mill 200 können Systeme mit Einzelsubstratschleuse oder massenproduktionstaugliche Clustersysteme mit bis zu drei Prozesskammern und zwei Kassettenschleusen realisiert werden.

Eigenschaften und Vorteile

Einstellbarer Einfallswinkel beim Ätzen durch kippbaren und drehbaren Substrathalter
Ausgezeichnete Homogenität ohne Shaper
Erhöhte Selektivität und Rate durch reaktive Gase
Prozesskontrolle mit exakter SIMS-basierter oder optischer Endpunktdetektion
Bearbeitung von Wafern mit Fotolack aufgrund der guten Substratkühlung möglich
Voll automatisiertes Kassettenhandling in verschiedenen Clusterlayouts inklusive SECS/GEM-Kommunikation

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Anwendungen

Ätzen eines Schichtstapels für Spintronic-Sensoren unter Nutzung der SIMS-Spektrometrie, die es ermöglicht Schichtwechselgrenzen zu bestimmen, wodurch Änderungspunkte für Winkel- und Ätzanschläge genau definiert werden können. Links: Schichtstapel, Rechts: SIMS-Materialerkennung.

Strukturierung von Magnetspeichern (MRAM) und Sensoren (IR, GMR, TMR)
Ätzen von Metallen in der Produktion von MEMS (Au, Ru, Ta, …)
Ätzen von Multilagen verschiedener Metalle und dielektrischer Materialien
Chemisch-unterstütztes Ionenstrahlätzen (Chemically Assisted Ion Beam Etching, CAIBE) von Verbindungshalbleitern (GaAs, GaN, InP, …)
Produktion von 3D-optoelektronischen Mikrostrukturen
Ionenstrahlglätten zur Reduzierung von Mikrorauheit
Reaktives Ionenstrahlätzen (Reactive Ion Beam Etching, RIBE) zur Musterübertragung für optische Gitter (SiO₂)

Application Notes

Optische Gitter für AR und MR-Geräte
Magnetische Multilagen für Sensoren mit TMR-Effekt
Herstellung von Lithiumtantalat für Infrarot-Sensoren (IR)
Reverse Engineering von IC-Chip-Bauteilen

Prinzip

Zirkulare Ionenstrahlquelle ätzt mit inerten oder reaktiven Gasen über die volle Substratfläche unter einem definierten Winkel

Technologien

Ionenstrahlätzen (IBE/IBM)
Ein gebündelter Strahl aus Inertgas-Ionen wird auf ein Substrat gerichtet. Durch den Ionenbeschuss wird das Substrat strukturiert oder Material abgetragen.

Reaktives Ionenstrahlätzen (RIBE)
Reaktives Ätzen des Substrats durch die Einleitung von Reaktivgasen in die Ionenstrahlquelle.

Chemisch-unterstütztes Ionenstrahlätzen (CAIBE)
Reaktivgase werden unabhängig vom Ionenstrahl nahe des Substrats eingebracht.

Detailinformationen

Technische Daten

Substratgröße (bis zu)	Ø 200 mm
Substrathalter	Wassergekühlt, Heliumrückseitenkühlung, Substratrotation 1 bis 20 U/min, kippbar in-situ von 0° bis 170° in 0,1°-Schritten
Ionenstrahlquelle	350 mm zirkulare HF-Quelle (RF350-e)
Neutralisator	HF-Plasma-Brücken-Neutralisator (N‑RF)
Durchsatz	12 Wafer/h (100 nm SiO₂ auf 200 mm Wafer)
Basisdruck	< 5 x 10^-7 mbar
Systemabmessungen (L x B x H)	3,20 m x 2,50 m x 2,50 m, für 3 Kammern und Kassettenhandling (ohne Schaltschrank und Pumpen)
Konfiguration	Einzelkammer, optionale Einzelsubstratschleuse oder Kassettenhandling, Clustersystem mit bis zu 3 Prozesskammern und Kassettenhandling, optionale OES- oder SIMS-basierte Endpunktkontrolle
Softwareschnittstellen	SECS II / GEM, OPC

Prozessergebnisse

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Typische Abtragraten	Cu: 60 nm/min, Pt: 35 nm/min, W:18 nm/min, SiO₂:20 nm/min (inert), SiO₂: 40 - 60 nm/min (reaktiv)
Homogenitätsabweichung	≤ 1 % (σ/mean)

Vollflächiges Ätzen auf 200 mm Wafern

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