Diffusion et dopage
Le dopage peut être réalisé à l'aide de sources de dopant solides (plaquettes dopantes), de dopants liquides tels que TMB (Triméthoxyborane, Trimethyl borate, (CH3O)3B) ou TMP (Triméthylphosphite, (CH3O)3P) ou de POCl3, et par des gaz dopants comme le borane BH3 ou la phosphine PH3. TMB et TMP sont devenus largement utilisés. Les avantages de ces dopants liquides sont la facilité de manipulation, des risques sanitaires moindres pour les opérateurs et une grande pureté. Des étapes de recuit activent et diffusent les dopants dans le silicium. En utilisant des éléments chauffants LGO, JTEKT Thermo Systems obtient une très bonne uniformité de température dans ses fours et donc d'excellents résultats de procédé.
Oxydation sèche et humide
JTEKT Thermo Systems (anciennement Koyo Thermo Systems) propose des versions avancées de fours pour l'oxydation sèche et humide. Des oxydes de grille fins peuvent être produits avec une très grande uniformité sur la plaquette et d'une plaquette à l'autre. Des oxydes de terrain ou des oxydes de masquage plus épais sont cultivés plus rapidement par oxydation humide. Un brûleur à gaz flash avec un très haut niveau de sécurité permet une exploitation sûre. On peut ajouter du HCl pour prévenir la contamination métallique et éviter les défauts lors de la croissance de l'oxyde. Un joint spécial en quartz étanche empêche les fuites de gaz agressifs tels que le HCl et protège l'échappement du tube contre la corrosion. Nos fours démontrent leur grande capacité en particulier pour la production d'oxydes fins. Nous serons heureux de vous envoyer des données de mesure pour des couches produites par oxydation sèche et humide, avec ou sans HCl.
Bien entendu, nous pouvons aussi fournir des biberons TCA (1,1,1-trichloroéthane) ou trans-LC (trans-1,2-dichloroéthylène (DCE)) comme sources liquides au lieu d'une alimentation en HCl gazeux. TCA et trans-LC sont beaucoup moins corrosifs que le HCl.
Les fours JTEKT Thermo Systems équipés d'éléments chauffants LGO offrent les plus grands avantages pour les processus à basse température. JTEKT a entre-temps développé une version haute température du four vertical pouvant fonctionner jusqu'à 1350°C, utilisant des éléments chauffants spéciaux et équipé d'un tube et d'un plateau en SiC.
Recuit en forming gas et recuit à l'hydrogène
L'hydrogène peut passiver les liaisons non satisfaites et réparer les défauts. Ces procédés sont normalement exécutés à des températures d'environ 400°C, ce qui est relativement bas pour un four tubulaire pour semi-conducteurs équipé d'un élément chauffant standard (HCG, enroulement lourd), et de tels fours sont plus difficiles à contrôler à ces températures.
JTEKT Thermo Systems installe des éléments chauffants spéciaux LGO qui ont une masse thermique particulièrement faible et peuvent être utilisés dès 140°C. L'utilisation de ces résistances LGO conduit à une meilleure uniformité de température sur la plaquette et d'une plaquette à l'autre. Le point le plus important pour ce procédé est toutefois la réduction du sursaut de température du four après insertion/retrait du plateau et pendant les paliers de montée/descente en température. Ces fours peuvent être proposés avec des évacuations de gaz de procédé supérieures et inférieures. Un four combiné pour le recuit à l'hydrogène et le durcissement de la polyimide est également disponible (voir ci‑dessous).
Cuisson de la polyimide
JTEKT Thermo Systems est spécialiste du durcissement de la polyimide. Pour les polyimides non photosensibles, notre four CLH peut être utilisé. Il existe une version spéciale de ce four spécifiquement pour le durcissement de la polyimide.
La polyimide photosensible, en revanche, présente de bien meilleures propriétés et permet d'économiser des étapes de procédé et donc des coûts. Cependant, elle produit des produits de décomposition lors du durcissement qui peuvent se déposer sur les parois du four et sont difficiles à éliminer. Avec l'un des plus grands fabricants de polyimide photosensible, Asahi Chemical Co., Japon, JTEKT Thermo Systems a développé un four vertical spécial. Des éléments chauffants LGO spéciaux permettent un contrôle de température excellent et garantissent une distribution de température très uniforme dans le four aux basses températures (350°C - 400°C) normalement utilisées pour ces procédés de durcissement. De plus, JTEKT Thermo Systems utilise des pièces en quartz spéciales pour ce procédé qui empêchent essentiellement la dépôt des produits de décomposition sur la paroi du four.
Le four est donc sans entretien. Ces caractéristiques extraordinaires du four se démontrent mieux par la longue liste de références de clients satisfaits. Veuillez également visiter notre page dédiée à la polyimide.
Un four vertical capable à la fois de durcir la polyimide et d'effectuer des recuits à l'hydrogène est également disponible (voir ci‑dessous).
Four hybride
En réponse à la demande des clients, JTEKT Thermo Systems a développé un four vertical permettant la combinaison de deux procédés. À l'avenir, il sera possible d'effectuer dans un même four le durcissement de la polyimide et le recuit à l'hydrogène. Le four peut être converti d'un procédé à l'autre en peu de temps. Cela réduit les pics de production et maintient le nombre total de fours nécessaire à un niveau réduit. En même temps, des systèmes de secours suffisants restent disponibles. La maintenance d'une capacité de réserve pour des raisons de sécurité peut être minimisée. Le nouveau four de JTEKT Thermo Systems réduit donc les coûts. Les économies ont déjà été confirmées dans nos installations actuelles.
Recuit du cuivre
Les interconnexions en cuivre remplacent de plus en plus l'aluminium dans la fabrication des puces, malgré le risque accru de contamination par le cuivre, une adhérence moindre aux diélectriques et une corrosion plus importante par rapport à l'aluminium. Le cuivre offre une conductivité nettement meilleure, ce qui est déterminant lorsque les dimensions des dispositifs diminuent. L'effet d'électromigration est beaucoup plus faible pour le cuivre que pour l'aluminium.
Pour améliorer et stabiliser les propriétés de la couche de cuivre, le recuit est essentiel. Il a été constaté que les conditions les plus favorables pour obtenir de bonnes propriétés électriques et un rendement élevé de dispositifs fonctionnels sont des recuits plus longs (45 s en RTP, ou env. 30 min dans un four) à la température la plus basse possible (<200°C). Notez que le recuit dans des structures plus petites nécessite plus de temps que dans des structures plus grandes. Vous trouverez plus de détails sur notre page dédiée au recuit du cuivre.
Recuit des matériaux Low-k
Les matériaux Low-k peuvent être appliqués soit par dépôt par spin-coating soit par CVD. Pour les matériaux poreux, on utilise principalement le spin-coating. Un contrôle prudent de l'évaporation du solvant est nécessaire. Le durcissement ultérieur se fait généralement dans un four par lots. Aujourd'hui, les fours verticaux sont couramment utilisés pour cette application afin d'obtenir les hautes uniformités de température requises. La température de durcissement est normalement dans la plage 350°C - 400°C, ce qui impose de fortes contraintes à un four vertical standard.
JTEKT Thermo Systems possède une longue expérience du processus de durcissement SOG similaire et a développé un four spécial avec un élément chauffant LGO de masse thermique particulièrement faible. JTEKT Thermo Systems a développé un four pour le durcissement des diélectriques Low-k. Le chauffage LGO utilisé a été employé avec succès pendant des années dans les fours JTEKT Thermo Systems pour d'autres procédés basse température tels que le durcissement de la polyimide et le recuit à l'hydrogène. Le four atmosphérique de JTEKT Thermo Systems peut garantir de faibles niveaux d'oxygène (<20 ppm) requis pour le durcissement Low-k (et aussi pour le durcissement de la polyimide). Les coûteuses solutions sous vide incluant des pompes ne sont pas nécessaires. Vous trouverez plus de détails sur notre page dédiée au recuit Low-k.
