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全自动8英寸原子层沉积设备

原位SEM产品

  

真空与镀膜产品  
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原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)是一种基于化学气相反应,新型发展的纳米薄膜沉积技术。以做超薄层和可以精准控制薄层厚度,均匀性,保型性而著称。该半导体用多功能原子层沉积(ALD)设备为内外双腔结构,内腔沉积室可容纳8英寸基片沉积,实现在8英寸二维平面基体上均匀沉积,同时适用于对具有超高长径比的3D孔径结构实现均匀沉积。能够满足工业化大规模生产的需求。沉积在真空(约5Pa下进行

半导体领域:晶体管栅极电介质层(高k材料),光电元件的涂层,晶体管中的扩散势垒层和互联势垒层(阻止掺杂剂的迁移),集成电路中嵌入电容器的电介质层,电磁记录头的涂层,集成电路中金属-绝缘层-金属(MIM)电容器涂层。

 

纳米技术领域:锂钠离子电池/太阳能电池性能的提高,中空纳米管,纳米孔道尺寸的控制,高宽比纳米图形,纳米颗粒的涂层,纳米孔内部的涂层,纳米线的涂层等。

● 衬底尺寸:8英寸晶圆/8英寸厚度30mm的基体;

● 衬底温度:室温-300度,控制精度:±1℃;

● 外腔体烘烤温度:室温-150度,控制精度:±1℃;

● 150ml前驱体瓶,加热温度:室温-175℃;

● 管路加热温度:室温-175℃;

● 真空反应腔:316不锈钢腔体;

● 前驱体输送系统:2-4路可选(可选配液源、固源和气源);

● 沉积模式:快速模式、高纵深比模式;

● 镀膜均匀性:均匀性优于+/-1%;

● 镀膜重复性:优于+/-1%;


                   设备主要特点


(1)真空系统


外腔为方形真空室,内部镜面抛光,外部水冷,真空室长476mm,宽500mm,高390mm,真空室上开门;

内腔为一套8英寸基片沉积室,方便拆卸,易于清洗(可选配8英寸/30mm厚度的基体的3D沉积室);

真空室门采用铰链安装在真空室上,用于沉积室的更换和清洗;

左侧为手动取样机构(仅适用于8英寸基片沉积室,8英寸/30mm厚度的基体需从门取放样品);

真空阀门:一个日本SMC公司缝阀、一个日本SMC公司KF40抽气阀、一个日本SMC公司KF16放气阀;

高速旋片式真空泵(中韩合资):抽速9L/S;


2)气路控制系统


三路前驱体源瓶,每路配备1个Swagelok公司气动隔膜阀、1个TKF公司手动隔膜阀、1/4英寸管路连接件一套;

2个Horiba Metron公司100sccm流量计,用于氮气吹扫,精度为最大量程的+/-1%

2路前驱体及管路加热,加热温度室温-175℃;一组日本SMC高频率电磁换向阀,精准的控制阀门脉冲频率;


3)软件与操作系统


基于Windows操作系统的计算机全自动控制系统,该操作系统利用Labview开发,中文界面,图形化显示,操作简单直观。

采用意法半导体公司的STM32F767作为主控芯片,其主频可达216MHZ,高速的运算速度和精确的定时器能保证工艺的准确执行。


本操作系统有两种操作模式:全自动模式和调试模式。


(一)全自动模式:在放置样品后所有工艺由计算机自动完成,可以实现“一键式”全自动操作。


1)开启缝阀,推进样品盘托架,点击样品升降拉出样品盘,将工件摆放在样品盘后放入真空室,设置界面如下图













2)编辑工艺或者打开已编辑好工艺。该操作软件最多支持L1SET、L2SET、L3SET共36行工艺,点击L1SET对工艺进行编辑,在主界面上设置好目标温度和气体的流量,将工艺保存以便下次使用。随后点击开始按钮,设备自动执行抽真空、加热、完成镀膜工艺后自动结束。同时在自动执行工艺的过程中通过流程指示灯能够观察到工艺的执行状况,如:抽真空、加热、开启流量阀等,清晰明了。该操控系统采用每200ms向主控芯片写入一次数据的方式,因此支持在执行工艺的过程中修改工艺的参数,如开启时间、循环次数等。同时带有急停按钮,可在执行工艺的过程中一键停止设备的运行。运行界面如下图。













3)在完成工艺后,取出样品,点击结束保压按钮,设备将自动抽真空,当真空度达到一定条件后自动结束,使腔室始终保存在真空状态下。

(二)、调试模式:适合设备技术维修人员使用,在这种模式下只有硬件互锁,没有软件互锁,操作者有更大的操作自由度,但是要求操作者对设备非常熟悉,否则不正确操作有可能损坏设备,不建议实验人员自行操作