مواد اصلی حلقه های Etch چیست؟

در تولید نیمه هادی، حلقه های حکاکی (که معمولاً به عنوان حلقه های تمرکز یا حلقه های لبه ای شناخته می شوند) اجزای مصرفی هستند که در داخل یک اتاق حکاکی پلاسما، وافره سیلیکونی را احاطه می کنند.کار اصلی آنها محافظت فیزیکی از چک الکترواستاتیک (ESC) و شکل دادن الکتریکی پوشش پلاسما برای اطمینان از حکاکی یکنواخت تا لبه وافر است.

از آنجا که آنها به طور مستقیم در معرض پلاسمای پر انرژی و پر انرژی قرار دارند، باید از مواد بسیار پاک ساخته شوند که در برابر خوردگی شیمیایی و اسپتر شدن فیزیکی مقاومت می کنند.رایج ترین مواد استفاده شده عبارتند از::

1کوارتز با خلوص بالا (SiO2)

از نظر تاریخی رایج ترین ماده، کوارتز بسیار خالص (99.99٪ + سیلیکون) به دلیل خواص تمیز و مقرون به صرفه آن به طور گسترده ای در کارخانه ها استفاده می شود.

• بهترین استفاده برای:حکاکی سیلیکون و کاربردهایی که در آن به حداقل رساندن آلودگی فلزات ردیابی بسیار مهم است.
• مزایا:بسیار خالص، گسترش حرارتی کم، و هزینه اولیه مواد پایین تر.
• معایب:در معرض پلاسمای پرخاشگر مبتنی بر فلورین (CF4 ، SF6 ، NF3) نسبتاً سریع فرو می رود." مجبور به خاموش کردن ابزارها برای تعویض.

2کربید سیلیکون (SiC)

کربید سیلیکون که به طور خاص از طریق رسوب بخار شیمیایی (CVD SiC) یا سینتر کردن درجه بالا تولید می شود به سرعت به انتخاب اصلی برای گره های پیشرفته و قدرتمند تبدیل شده است.

• بهترین استفاده برای:حکاکی با نسبت ابعاد بالا (HAR) ، مانند حکاکی 3D NAND و ساخت FinFET / GAA.
• مزایا:سختي خارق العاده و مقاومت در برابر فرسایشبه طور قابل توجهی طول عمر آن را افزایش می دهد و کل هزینه مالکیت ابزار را کاهش می دهدهمچنین دارای رسانایی حرارتی بالا است، که دمای لبه واف را پایدار نگه می دارد.
• معایب:هزینه های اولیه تولید و مواد بالا (اغلب 3 تا 5 برابر قیمت کوارتز).

3سیلیکون تک کریستالی (یک کریستالی) یا پلی کریستالی (Si)

استفاده از سیلیکون با خلوص بالا تضمین می کند که حلقه تمرکز دقیقاً مانند یک امتداد از خود وافر رفتار می کند.

• بهترین استفاده برای:فرآیند های حکاکی اکسید (SiO2)
• مزایا:از آنجایی که حلقه با ترکیب شیمیایی یک وافر استاندارد مطابقت دارد، هر ماده جزئی که از حلقه اسپوت شده یا حک شده است، کاملاً آلودگی عناصر خارجی را به اتاق وارد نمی کند.
• معایب:مانند کوارتز، مانند یک ماده مصرفی رفتار می کند که در طول زمان تحت مواد شیمیایی خاص تخریب می شود، و نیاز به تعویض برنامه ریزی شده معمول دارد.

4سرامیک پیشرفته و پوشش

برای محیط های خاص یا بسیار خوردنی، سرامیک های تخصصی استفاده می شود: آلومینیوم (AI2O3): قدرت مکانیکی بالا و عملکرد دی الکتریک خوب را فراهم می کند،اگرچه اگر به شدت بمباران بشه مي تونه ذراتي از خودش بيرون بيارهاکسید یتریوم (Y2O3 / Yttria): اغلب به عنوان یک پوشش بسیار مقاوم در برابر پلاسما بر روی پایه های حلقه سرامیکی یا فلزی برای مبارزه با پلاسماهای هالوجن تهاجمی استفاده می شود. نیترید سیلیکون (Si3N4):انتخاب شده برای مقاومت مخصوص به شوک حرارتی و الزامات سفتی مکانیکی.

خلاصه انتخاب مطالب