Boote für vertikale Ofenprozesse
Für Ofenprozesse werden bislang fast ausschließlich Waferboote aus Siliziumcarbid oder Quarzglas eingesetzt.
Beide Materialien haben einen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zum Siliziumwafer. Dadurch kommt es während des Temperaturprozesses immer zu einer Reibung an der Rückseite des Wafers was Kratzer und andere Defekte erzeugt.
Je nach Auflagefläche zwischen Wafer und Boot entstehen in Abhängigkeit der Temperatur nicht mehr ausheilbare Defekte. Diese Defekte können unter Umständen auch auf der Wafer Vorderseite sichtbar sein und die Funktion der Chips beeinflussen. Defekte auf der Rückseite sind bei Folgeprozessen störend, insbesondere bei Belichtungsprozessen.
Durch den Einsatz von Siliziumbooten (identischer Ausdehnungskoeffizient zu Siliziumwafern) wird diese Reibung verhindert oder zumindest extrem verringert.
Durch die Verwendung von Siliziumbooten wird die Anzahl der Defekte auf der Waferrückseite deutlich (messbar) reduziert. Gleiches gilt auch für die Slip Lines und Imprints auf der Wafervorderseite.
Diese technischen Verbesserungen können zu höherer Chip-Ausbeute auf den Wafern führen, was bereits bei mehreren Kunden im Rahmen erfolgreicher Produktqualifizierungen nachgewiesen wurde.
Je nach Anwendung/Prozess können unterschiedliche Kontaktauflagen der Wafer zum Boot notwendig werden. CE-MAT hat langjährige Erfahrung mit verschiedenen Prozessen und dem dafür optimierten Design der Waferauflagen.
Die von CE-MAT gelieferten Siliziumboote werden ausschließlich aus hochreinem CZ-Monosilizium gefertigt. Durch Verwendung des Monosiliziums mit der identischen Reinheit von Wafern werden Kontaminationen (insbesondere Schwermetalle) verhindert. Die Boote werden vor der Auslieferung einer halbleitergerechten Endreinigung in einem Reinraum der Klasse 100 unterzogen und danach im Reinraum verpackt.
Die Boote können ohne zusätzliche Reinigung beim Kunden direkt eingesetzt werden.
Eine Vorschrift für die Konditionierung der Boote ohne Wafer wird bereitgestellt.
Die Silizium Boote werden in Einzelteilen gefertigt:
Deck- und Bodenplatten sowie die Stege, welche die Wafer aufnehmen.
Durch die Modulfertigung ist es möglich, die Boote zu modifizieren. Insbesondere eine Erhöhung der Anzahl der Schlitze macht es möglich, die Kapazität für einen Prozess um 15-20% zu erhöhen.
Auch kann man gegebenenfalls bei der Ausstattung von mehreren vorhandenen Vertikalöfen mit den kapazitätsgesteigerten Siliziumbooten von CE-MAT eine Neuinvestition in weitere Öfen einsparen.
Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die relativ kurze Lieferzeit der CE-MAT Siliziumboote.
Die aktuelle Lieferzeit für ein Siliziumboot je nach Typ und Komplexität liegt bei maximal 12 – 14 Wochen. Die Lieferzeit bei SiC Booten liegt unter Umständen bei > 52 Wochen.
Die Boote sind als Short Finger und Long Finger Version für alle gängigen Wafergrößen verfügbar
SFB = Short finger boats
LFB = Long finger boats
| Feature | Silicon boat | SiC boat | Comments for Silicon boats |
|---|---|---|---|
| Purity | +++ | + | wafer like CZ Mono silicon |
| Surface roughness | ++ | o | Ra < 1 µm |
| Repair | ++ | o | Exchange of one rod possible |
| Backside defects | ++ | – | up to 10-times less defects on wafer backside |
| Backside damage | ++ | – | 10-times less scratches on wafer backside |
| Front side damage | ++ | o | no imprints on front side, no defocus issues |
| Front side particles | ++ | o | 2-times less particles |
| Wafer contact | Optimized contact between wafer and boat for each process and temperature | only standard versions availbable | optimized wafer contact by special design of fingers, less particles, scratches and slip lines |
| Lead time | 2 – 3 month | 1 – 1,5 years | shorter lead times for Si boats possible |
CE-MAT liefert zudem Short Finger Boote als Spezialboote mit herausnehmbaren Waferhalterungen. Durch die Möglichkeit des Austauschs einzelner Auflagesicheln wird ein enormes Kosteneinsparungspotential generiert. Zudem sind variable Anordungen der Sicheln möglich.
