Diffusions-, Oxidations- und LPCVD Systeme mit PC-Steuerung

Allgemeines

Mit dem INOTHERM Diffusions-, Oxidations- und LPCVD-System wurde ein Anlagenkonzept realisiert, welches allen technischen und technologischen Anforderungen des ULSI-Niveaus gerecht wird.

Der konsequente modulare Aufbau und die Verfügbarkeit einer Vielzahl von unterschiedlichen Teilsystemen ermöglichen es dem Anwender, das für seine Zwecke optimale Gesamtsystem zusammenzustellen.

Auf Grund ihrer sehr flexiblen Konzeption sind INOTHERM-Systeme in Standardausführung und nach Kundenspezifikation lieferbar.

Übersicht

Technische Merkmale:

  • Niedrigste Partikelgeneration durch Edelstahloberflächen und abriebfeste Kunststoffe
  • Stabile und sicher reproduzierbare Prozeßführung durch einfache PC-Master-Systeme
  • Einfache Bedienung durch übersichtlich gestaltete Software (Windows)
  • Umweltfreundlichkeit durch geringen Gasverbrauch und integrierte Abgasreinigung

Diffusionsofen:

Der Diffusionsofen ist mit wassergekühlten INOTHERM Heizkassetten bestückt. Somit entfällt jede von Lüftersystemen und Wärmetauschern ausgehende Staubentwicklung. Die thermische Belastung des Cleanrooms wird auf ein Mindestmaß reduziert. Standardmäßige 5-Zonen-Temperaturregelung, sowie ein ausgereiftes Autoprofilingsystem gewährleisten hohe Temperaturstabilität, Reproduzierbarkeit und große Plateaulängen. Je Heizzone ist ein separates Übertemperatursystem (Thermoelement und Grenzwertmelder) integriert. Der INOTHERM-Diffusionsofen wird mit Heizkassetten für 4″, 5″, 6“, bzw. 8″-Wafer geliefert. Andere Dimensionen sind auf Anforderung ebenfalls erhältlich.

Toxische Absaugung / Abgasreinigung:

Die toxische Absaugung als wichtigstes Bindeglied zwischen Beschickungsbox und Prozessrohr, aber auch zwischen Cleanroom und Servicebereich, ist vollständig im Diffusionsofen integriert. Jedes Reaktionsrohr endet in einer separaten Absaugkammer. Zu- und Abluftstrom sind für jedes Rohr unabhängig voneinander regelbar. Somit kann jede Anlage an das Cleanroomkonzept des Kunden problemlos angepasst und die Absaugung der Reaktorabgase gesichert werden. Durch das in die Anlage integrierte Abgasreinigungssystem werden 99 % der toxischen Bestandteile aus der Abluft ausgewaschen, bevor diese an die Umwelt gelangen. Die Ausführung der toxischen Absaugung in hochwertigem Edelstahl garantiert gute Beständigkeit gegenüber korrosiven Abgasen und trägt wesentlich zur Reduzierung der Partikelgeneration in den Absaugkammern bei.

Reaktoreinheit

Quarzrohre

INOTHERM fertigt die Reaktoreinheit in zwei Varianten. Gaseingangsseitig sind die Quarzrohre flanschlos in einem wassergekühlten Reaktorkopf befestigt. Die Gasausgangsseite wird gemäß Kundenwunsch und Prozessspezifikation wahlweise ausgeführt als: flanschlose wassergekühlte Dichtung oder Kugelschliff mit Gegenstück aus Edelstahl.
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Gassysteme

Partikelreduzierung durch Gassysteme

Der hohe Qualitätsstandard der INOTHERM Gassysteme ist Voraussetzung für die Leistungsfähigkeit der Anlagen. Es resultiert aus langjähriger Erfahrung im Bau von Anlagen für die Halbleiterfertigung. Durch Verwendung hochwertiger Komponenten und eines speziellen Aufbaus tragen die Gassysteme erheblich zur Partikelreduzierung bei.
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Produktionsstandard

Rohrleitungssysteme

Orbitalschweißen Rohrleitungen aus SS 316 L elektropoliert und passiviert Mass-Flow-Controller für alle Gase Leckraten 1 x 10-9 sccm/sec. Faltenbalgventile (pneumatisch) μm Filter (point of use)
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Qualitätskontrolle

INOTHERM Qualität

Unsere Qualitätskontrolle unterzieht jedes Gassystem vor dem Einbau in die Anlage einen vollständigen Funktions- und Lecktest. Die INOTHERM-Anlagen können mit Gassystemen für folgende Standardprozesse geliefert werden:
• CVD-Polysilicium (Ramped)
• CVD-Polysilicium (Flat)
• CVD-Siliciumnitrid
• CVD-Hochtemperaturoxid
• CVD-Silox (LTO)
• CVD-TEOS

• Temperung mit N2
• Temperung mit H2 bzw. (Formiergas)
• Trockenoxidation mit O2 und HCl
• Trockenoxidation mit O2 und TCA
• Feuchtoxidation mit H2/O2 und HCl (external torch)
• Feuchtoxidation mit H2/O2 und TCA (external torch)
• Phosphordiffusion mit POCl3
• Bordiffusion mit BBr3

Ebenso sind Gassysteme nach Kundenwunsch lieferbar.
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Vakuumsystem

Breites Einsatzspektrum

Die Vakuumsysteme sind konzipiert für ein breites Einsatzspektrum, hohe Standzeit und niedrige Wartungskosten. Hauptkomponenten sind:

• Pumpenkombination (Trockenläufer oder Drehschieber und Rootspumpe)
• Vakuumregelung (Throttle valve oder N2 - Einspeisung)
• Ölfiltersystem

Der mechanische Aufbau ist kompakt, gestattet aber trotzdem einen schnellen und sicheren Service.
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Chargierung

INOTHERM Cantilever Chargiersystem

Das INOTHERM Cantilever Chargiersystem mit integriertem Rohrverschluss gestattet das Chargieren praktisch ohne Partikelgeneration und gewährleistet den vakuumdichten bzw. gasdichten Verschluss des Reaktionsrohres.

Eine mechanisch und thermisch stabile Ausführung des Paddles garantiert die exakt reproduzierbare Positionierung der Charge im Reaktionsraum.

Der Einbau der Chargiersysteme in eine Flowbox der Staubklasse 10, horizontale Luftströmung, elektropolierte Edelstahloberflächen im gesamten Boxinnenraum sowie der erschütterungsfreie Lauf der Einfahrmaschine auf Präzisionsführungen tragen wesentlich zur Sicherung geringer Partikelkontamination der Wafer bei.
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Steuerung

Computersteuerung PCM-10

Die Computersteuerung PCM-10 gestattet eine übersichtliche Programmierung und Überwachung der Prozessabläufe. Sie ist frei programmierbar in Bezug auf alle Prozessparameter wie Temperaturen, Druck, Gase und Chargierung. Dagegen sind die Sicherheitssysteme vom Operator nicht zu beeinflussen. Ein unter MS-Windows basierendes System vereinfacht die Bedienung und ist ein wesentlicher Faktor zur Vermeidung von Arbeitsfehlern. Dem Anwender steht ein komfortables Standardsoftwarepaket für die spezifizierten Schichtarten und -qualitäten zur Verfügung. Es enthält Prozessvarianten, die speziell für eine partikel- und defektarme Abscheidung geeignet sind. Besonderer Wert wurde auf die optimale Gestaltung technologisch relevanter Abläufe, wie Ventilsteuerung, Soft pump, Ramping von Gasflüssen und Vermeidung schneller Druckwechsel gelegt. Die Anzeige der Daten kann je nach Wunsch in graphischer oder tabellarischer Form erfolgen.
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PC-Prozessor-Einschubkasten

Die Steuerung basiert auf einer PC-Prozessor-Einschubkarte, die mit einem leistungsfähigen 32-Bit RISC Prozessor bestückt ist und einer unter MS-Windows lauffähigen Benutzeroberfläche, welche eine komfortable Bedienung, Programmierung und Visualisierung der Anlage bietet. Sämtliche Steuerungs- und Regelungsaufgaben werden von der Einschubkarte wahrgenommen, der PC arbeitet dabei rein passiv. Dies gewährleistet auch bei einem „Absturz“ des PC die volle Funktionstüchtigkeit der Anlage. Ein komfortabler Schritteditor erlaubt ein einfaches Editieren, Kopieren und Zusammenstellen der Schritte. Verzweigungen und Sprünge sind möglich. Die Schrittlängen können nicht nur zeitabhängig, sondern in Funktion beliebiger Prozessparameter gewählt werden. Vernetzung der Anlagen. Das Einbinden der Anlage in ein PC-Netzwerk eröffnet neue Möglichkeiten. Die Bedienung, Programmierung und Visualisierung der Anlage kann von irgendeinem PC im Netzwerk, z. B. vom Büro des Technologieingenieurs, erfolgen.
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Sicherheits- und Überwachungssystem

Das fest installierte Sicherheits- und Überwachungssystem verhindert anlagengefährdende Kombinationen. Ein umfangreiches Schlüssellevelsystem lässt die Zugriffsrechte auf Programme bis auf den einzelnen Prozessparameter mit Wertebereich sowie auf die Bedienung der Anlage definieren. Eine optimal zugeschnittene Visualisierung hilft zur Überwachung der Prozessabläufe. Durch graphische und numerische Darstellung der relevanten Prozessparameter (Gaslaufplan) ist es leicht, den Überblick zu behalten. Alle Systeme sind auch ohne Programm von Hand über den PC bedienbar. Mehrsprachigkeit. Die Benutzeroberfläche ist in verschiedenen Landessprachen konfigurierbar, was die Bedienung und Einarbeitung vereinfacht. Durch eine windowskonforme Bedienung wird die Einarbeitungszeit erheblich reduziert.
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Sicherheitssystem

Das automatische Sicherheitssystem gewährleistet einen umfassenden Schutz der Anlage und des Bedienungspersonals vor gefährlichen Betriebszuständen wie:

Reaktorüberdruck
Austritt toxischer Medien
Bildung explosiver Gase
Übertemperatur
undefinierbaren Zuständen bei Netzausfall

Ein wesentlicher Baustein des Sicherheitssystems ist die integrierte Notstromversorgung. Sie gewährleistet auch bei Netzausfall die stabile Funktion aller Rechner und somit die volle Wirksamkeit aller programmierten Sicherheitsfunktionen.

Technische Angaben

  • Steuerung mit 32-Bit RISC Prozessor-Einschubkarte 100 MHz je Rohr
  • Schnittstelle zu den einzelnen EXT-Computerkarten über Lichtwellenleiter mit einer Übertragungsrate von 11 Mbit/s
  • Eingabe der Daten über PC (Windows 98, Windows 2000 Pro oder Windows NT)
  • Visualisierung InTouch
  • graphische Benutzeroberfläche
  • optische Visualisierung
  • windowskonforme Bedienung
  • programmierbare Zugriffsberechtigung auf verschiedenen Ebenen
  • Einbinden in PC-Netzwerk
  • frei programmierbare Programmschritte pro Rohr
  • Programmabspeicherung auf Festplatte
  • 32 log. Eingänge 24V/DC (bis 230 optional)
  • 32 log. Ausgänge 24V/DC (bis 230 optional)
  • 8 analog Ausgänge ± 10V, 14 Bit D/A-Wandler (bis 64 optional)
  • adaptive Temperaturregelung je Zone
  • Temperaturmessung mit Thermoelementen Pt/PtRh
  • automatisches Temperaturprofiling
  • Übertemperaturschutz
  • Überwachung Thermobruch bzw. Thermoschluss
  • pos. bzw. neg. Temperaturrampen
  • Steuerung der Ventile
  • Steuerung der Mass-Flow-Controller (Gasflüsse können gerampt werden)
  • Steuerung der Vakuumpumpen
  • Fehleranzeigeprogramm
  • Steuerung der Einfahrsysteme

 

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