SPE ESTO、量産用プラズマエッチング装置の開発に着手

研究生産企業電子特殊プロセス装置（SPE ESTO JSC）は、65～28ナノメートルレベルのVLSI量産用プラズマエッチング装置の生産プロジェクトの最終段階に移行した。プロジェクトの実施は、ロシア連邦工業貿易省の財政支援を受けて2016年に開始された。

この装置の主要な技術モジュールは、誘電体のプラズマ化学エッチングのためのユニークなプロセスチャンバー（PC）であり、現代の300mmの工業生産で実証され、受け入れられている。これに基づいて、「ＮＰＰ「ＥＳＴＯ」社は、市場に出回っている他の産業用システムでは達成できない、すべてのプロセスパラメータのオーバーラップ範囲を持つ２００ｍｍエッチャー（酸化物、窒化物、ポリマー、Ｌｏｗ-ｋ、ｐ-Ｓｉ、ＴＳＶなど）にスケールアップした装置を開発しました。

オリジナルのプラズマ源は、Groovy ICPとして知られる世界で唯一のフラットで狭ギャップ（30～40mm）のプロセス誘導結合プラズマ（ICP）発生装置です。大容量で実装された従来の誘導性放電（ICP＝Inductively Coupled Plasma）は、圧力と出力の幅が広いのが特徴であることが知られています。そして、狭いガスギャップ、すなわち容量結合プラズマ（CCP = Capacitively Coupled Plasma）に典型的な最小体積は、プラズマ中のガス滞留時間が短いため、ガス組成の最高の運動論的制御を保証します。

"独自のGroovy ICPソースは、両方の基本的なプラズマソース（ICP-CCP）の長所をすべて組み合わせ、短所を平準化するような方法で組み合わせています。このようなソースを搭載したPCでは、内部の装置のみを変更して、1台の基本PCですべてのプラズマ化学プロセスを実施することが可能になります。1台のリアクター構成により、プラズマ化学反応器の完全なライン化が可能となり、機械生産における経済性の高さと技術の汎用性を実現しています」と同社は説明している。

技術的特徴

吐出量だけでなく、ウェーハの表面にも幅広いプロセスパラメータが保証されています。このモジュールには、チャンバーとチャックのウェーハフリークリーニングを可能にする高純度セラミック加工面を備えた最先端の静電クランプテーブル（ESC）が装備されています。最大5キロワットのパワーをプレートに印加することができます。

これは、メモリデバイスなどの酸化シリコンの高アスペクト比コンタクト（FEOL-フロントエンドオブライン）の深部・超深部エッチングに適しています。このプロセスは、フォトレジスト、アモルファスカーボン、窒化ケイ素、ポリシリコンなどの異なるマスクを用いたウェハ上で、低プラズマパワーと高いRF変位で実施されます。ヒューズ（ヒューズ、パッド）などのBEOL（バックエンド・オブ・ライン）プロセスにおける酸化物エッチングの最高速度を毎分2.8マイクロメートルまで生産に持ち込む。

一方、このシステムは、ウェハ上の低バイアスパワーで毎分40～50オングストロームまでの原子層エッチングレート制御を可能にし、ウェハ全体での究極の速度均一性とクリティカルサイズ構造の均一性を実現しています。

分解や固体マスク形成（酸化物、窒化物、ポリシリコン、アモルファスカーボン）、フォトレジスト除去などの多数のアプリケーションは、PCプロセス仕様の標準プロセスです。

CMOSおよびMEMSアプリケーションのためのシリコンスピードエッチングプロセスのライブラリもご利用いただけます。

デバイス特性

欧州の研究開発レベルの小ロット装置メーカーがセル汚染を制御できないのとは対照的に、300mmモジュールは工業的にSEMI規格に準拠した試験が行われています。ESTO社が開発した200mm PCバージョンは、信頼性の高い量産技術で実装されています。

真空チャンバーは、アルマイト処理されたアルミモノブロックで作られており、作業空間の完全な対称性によって提供される中央排気、プロセスの高い均一性と再現性を保証する二重の熱安定化されたチャンバーの壁を持っています。プラズマ源は、PCの目的に応じて単結晶シリコン、石英、セラミックのいずれかで作られています。

Groovy ISPの特性のユニークな組み合わせは、半径方向の物理的・化学的プロセス条件を独立して同時に設定できることです。

"ウェハの半径方向に沿ってプラズマ密度と化学組成を同時に局所的に制御できる世界で唯一の産業用ソースです。技術者は、これまで達成できなかったパラメータの組み合わせでプロセスを実行することができます：プレートの半径に沿ったプロセス速度勾配は、不変の外部放電パラメータ（総RFパワー、圧力、ガス流量）で変更することができます。このようにして、可能な限り広いプロセスパラメータウィンドウを実現し、プレート上のプロセスの均一性を容易に達成することができます。さらに、PCを使用することで、プレート全体での任意の凹凸のプロセス速度分布が可能になります」と同社は説明している。

PCはエッチング後のフォトレジストの高速除去に適しており、セルフクリーニング機能も備えている。プラズマ密度と正イオンエネルギーの両方のパルス制御が可能。

自立型システムとしてのPCは、カセットプレートローダを含む各種真空プレートローダを搭載することができる。最小のバリエーションは手動ローディングゲートウェイで、最大のバリエーションは1台、2台または3台のPCとフロントエンドSMIFモジュールを備えた自動クラスタシステムです。