Was sind die Hauptmaterialien von Ätzringen?

In der Halbleiterherstellung sind Ätzerringe (allgemeiner als Fokusringe oder Randringe bezeichnet) verbrauchbare Komponenten, die das Siliziumwafer in einer Plasma-Ätzerkammer umgeben.Ihre Hauptaufgabe besteht darin, den elektrostatischen Schlagkörper (ESC) physisch zu schützen und die Plasmaschicht elektrisch zu formen, um eine gleichmäßige Ätzung bis zum Rand der Wafer zu gewährleisten.

Da sie direkt einem aggressiven, hochenergetischen Plasma ausgesetzt sind, müssen sie aus hochreinen Materialien hergestellt werden, die chemischer Korrosion und physikalischem Spritzen standhalten.Zu den häufigsten verwendeten Materialien gehören:

1Quarz von hoher Reinheit (SiO2)

Historisch gesehen wird das am häufigsten verwendete Material, hochreiner Quarz (99,99%+ Kieselsäure), aufgrund seiner sauberen Eigenschaften und Kosteneffizienz in Fabriken weit verbreitet.

• Am besten verwendet für:Silizium-Etzen und Anwendungen, bei denen die Minimierung der Metallkontamination von entscheidender Bedeutung ist.
• Vorteile:Extrem rein, geringe thermische Expansion und geringere Materialkosten.
• Nachteile:Erodiert relativ schnell bei Exposition gegenüber aggressiven Fluor-basierten Plasmen (CF4, SF6, NF3)." häufige Werkzeugstörungen für Ersatz..

2. Siliziumkarbid (SiC)

Silikonkarbid, das speziell durch chemische Dampfdeposition (CVD SiC) oder hochgradiges Sintern hergestellt wird, ist schnell zur gängigen Wahl für fortschrittliche, leistungsstarke Knoten geworden.

• Am besten verwendet für:Hohe Aspektquote (HAR) -Etsch, wie 3D-NAND-Treppen-Etsch und FinFET/GAA-Fabrikation.
• Vorteile:Er erodiert um Größenordnungen langsamer als Quarz in Fluor- und Chlorplasmen.die Lebensdauer des Werkzeugs erheblich zu verlängern und die Gesamtbetriebskosten (TCO) zu senken;Es verfügt außerdem über eine hohe Wärmeleitfähigkeit und hält die Waferrandtemperaturen stabil.
• Nachteile:Hohe anfängliche Herstellungs- und Materialkosten (oft 3- bis 5-mal so hoch wie der Preis für Quarz).

3Einkristallines (Monokristallines) oder Polykristallines Silizium (Si)

Die Verwendung von hochreinem Silizium stellt sicher, dass sich der Fokusring genau wie eine Erweiterung der Wafer selbst verhält.

• Am besten verwendet für:Oxid (SiO2) Ätzverfahren.
• Vorteile:Da der Ring mit der chemischen Zusammensetzung eines Standardwafers übereinstimmt, führt jedes geringfügige Material, das vom Ring gesprüht oder geätzt wird, absolut keine Kontamination durch Fremdstoffe in die Kammer ein.
• Nachteile:Wie Quarz verhält es sich wie ein Verbrauchsmaterial, das sich im Laufe der Zeit unter bestimmten Chemikalien abbaut und regelmäßig ersetzt werden muss.

4. Erweiterte Keramik und Beschichtungen

Für Nischen- oder hochkorrosive Umgebungen werden spezielle Keramikprodukte eingesetzt:Alumina (AI2O3): Bietet eine hohe mechanische Festigkeit und eine gute dielektrische Leistung,Obwohl es Partikel abwerfen kann, wenn es schwer bombardiert wird..Yttriumoxid (Y2O3 / Yttria): Häufig als hochplasmabeständige Beschichtung über Keramik- oder Metallringbasen zur Bekämpfung aggressiver Halogenplasmen verwendet.Ausgewählt aufgrund spezifischer Anforderungen an die Wärmeschlagfestigkeit und die mechanische Steifigkeit.

Zusammenfassung der Auswahl der Materialien