Ποια είναι τα κύρια υλικά των δακτυλίων Etch;

Στην κατασκευή ημιαγωγών, οι δαχτυλίδια χαρακτικής (περισσότερο γνωστοί ως δαχτυλίδια εστίασης ή δαχτυλίδια άκρων) είναι καταναλώσιμα εξαρτήματα που περιβάλλουν το πλακίδιο πυριτίου μέσα σε θάλαμο χαρακτικής πλάσματος.Η κύρια δουλειά τους είναι να προστατεύουν φυσικά την ηλεκτροστατική γωνία (ESC) και να διαμορφώνουν ηλεκτρικά το περίβλημα πλάσματος για να εξασφαλίσουν ομοιόμορφη χαρακτική μέχρι την άκρη της πλάκας.

Επειδή εκτίθενται άμεσα σε επιθετικό πλάσμα υψηλής ενέργειας, πρέπει να είναι κατασκευασμένα από υλικά υψηλής καθαρότητας που αντέχουν στη χημική διάβρωση και στη φυσική ψεκασμό.Τα πιο συνηθισμένα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι::

1Κουαρτς υψηλής καθαρότητας (SiO2)

Ιστορικά, το πιο κοινό υλικό, το κουάρτς εξαιρετικά υψηλής καθαρότητας (99,99%+ πυρίτιο) χρησιμοποιείται ευρέως στα εργοστάσια λόγω των καθαρών ιδιοτήτων του και της οικονομικής του απόδοσης.

• Χρησιμοποιείται καλύτερα για:Έκθεση πυριτίου και εφαρμογές όπου η ελαχιστοποίηση της μόλυνσης με ιχνοστοιχεία μετάλλων είναι κρίσιμη.
• Πλεονεκτήματα:Εξαιρετικά καθαρό, χαμηλή θερμική επέκταση και χαμηλότερο κόστος υλικού.
• Μειονεκτήματα:Η διαβρώση είναι σχετικά γρήγορη όταν εκτίθεται σε επιθετικά πλάσματα με βάση το φθόριο (CF4, SF6, NF3)." αναγκάζοντας τακτά κλεισίματα εργαλείων για αντικατάσταση.

2Καρβίδιο πυριτίου (SiC)

Το καρβίδιο του πυριτίου, το οποίο κατασκευάζεται ειδικά μέσω χημικής αποσύνθεσης ατμών (CVD SiC) ή υψηλής ποιότητας συγκόλλησης, έχει γρήγορα γίνει η κύρια επιλογή για προηγμένους κόμβους υψηλής ισχύος.

• Χρησιμοποιείται καλύτερα για:Έκθεση υψηλής αναλογίας όψεων (HAR), όπως η 3D εικόνα σκάλας NAND και η κατασκευή FinFET / GAA.
• Πλεονεκτήματα:Έχει εξαιρετική σκληρότητα και αντοχή στην φθορά.η σημαντική παράταση της ζωής του και η μείωση του συνολικού κόστους ιδιοκτησίας (TCO) του εργαλείουΔιαθέτει επίσης υψηλή θερμική αγωγιμότητα, διατηρώντας σταθερές τις θερμοκρασίες των άκρων της πλάκας.
• Μειονεκτήματα:Υψηλά αρχικά έξοδα κατασκευής και υλικών (συχνά 3 έως 5 φορές η τιμή του κουαρτζού).

3. Μονοκρυσταλλικό (μονοκρυσταλλικό) ή πολυκρυσταλλικό πυρίτιο (Si)

Η χρήση υψηλής καθαρότητας πυριτίου εξασφαλίζει ότι ο δαχτυλισμός εστίασης συμπεριφέρεται ακριβώς όπως μια επέκταση της ίδιας της πλάκας.

• Χρησιμοποιείται καλύτερα για:Διαδικασίες χαρακτικής με οξείδιο (SiO2).
• Πλεονεκτήματα:Δεδομένου ότι ο δακτύλιος ταιριάζει με τη χημική σύνθεση ενός τυποποιημένου πλακιδίου, οποιοδήποτε μικρό υλικό που εκχυλίζεται ή χαραγμένο από τον δακτύλιο εισάγει απολύτως μηδενική μόλυνση από ξένα στοιχεία στο θάλαμο.
• Μειονεκτήματα:Όπως και το κουάρτς, συμπεριφέρεται σαν καταναλωτικό υλικό που υποβαθμίζεται με την πάροδο του χρόνου υπό συγκεκριμένες χημικές συνθήκες, απαιτώντας τακτικές προγραμματισμένες αντικαταστάσεις.

4Προηγμένη κεραμική και επικαλύψεις

Για περιβάλλοντα ειδικής θέσης ή υψηλής διαβρωτικότητας, χρησιμοποιούνται εξειδικευμένες κεραμικές:Αλουμίνιο (AI2O3): Παρέχει υψηλή μηχανική αντοχή και καλή διηλεκτρική απόδοση,Αν και μπορεί να ρίξει σωματίδια αν βομβαρδιστεί σοβαρά.Οξείδιο του ιτρίου (Y2O3 / Yttria): Χρησιμοποιείται συχνά ως υψηλής αντοχής στο πλάσμα επίπεδο επί κεραμικών ή μεταλλικών δακτυλικών βάσεων για την καταπολέμηση των επιθετικών αλογενικών πλάσματος. Νιτρώδιο του πυριτίου (Si3N4):Επιλέγεται για ειδικές απαιτήσεις αντοχής σε θερμικά σοκ και μηχανικής σκληρότητας.

Περίληψη επιλογής υλικού