Các vật liệu chính của nhẫn khắc là gì?

Trong sản xuất chất bán dẫn, các vòng khắc (thường được gọi là vòng lấy nét hoặc vòng cạnh) là các thành phần tiêu thụ bao quanh miếng wafer silicon bên trong buồng khắc plasma.Công việc chính của chúng là bảo vệ vật lý chuck điện tĩnh (ESC) và hình thành điện lớp phủ plasma để đảm bảo khắc đồng đều ngay đến cạnh của wafer.

Bởi vì chúng tiếp xúc trực tiếp với plasma mạnh, năng lượng cao, chúng phải được làm bằng vật liệu tinh khiết cao chống ăn mòn hóa học và phun vật lý.Các vật liệu phổ biến nhất được sử dụng bao gồm::

1Thạch anh tinh khiết cao (SiO2)

Trong lịch sử, vật liệu phổ biến nhất, thạch anh tinh khiết cực cao (99,99% + silica) được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy do tính chất sạch và hiệu quả chi phí của nó.

• Sử dụng tốt nhất cho:Chụp silicon và các ứng dụng trong đó giảm thiểu ô nhiễm kim loại là rất quan trọng.
• Ưu điểm:Rất tinh khiết, nới rộng nhiệt thấp, và chi phí vật liệu thấp hơn.
• Nhược điểm:Giảm tương đối nhanh khi tiếp xúc với plasma dựa trên fluorine hung hăng (CF4, SF6, NF3)." buộc phải thường xuyên tắt công cụ để thay thế.

2. Silicon Carbide (SiC)

Silicon Carbide (được sản xuất đặc biệt bằng cách lắng đọng hơi hóa học (CVD SiC) hoặc ngâm cao cấp) đã nhanh chóng trở thành lựa chọn chính cho các nút công suất cao tiên tiến.

• Sử dụng tốt nhất cho:Chữ khắc tỷ lệ khía cạnh cao (HAR), chẳng hạn như khắc cầu thang 3D NAND và chế tạo FinFET / GAA.
• Ưu điểm:Nó bị xói mòn chậm hơn rất nhiều so với thạch anh trong plasma fluor và clo.kéo dài đáng kể tuổi thọ của công cụ và giảm tổng chi phí sở hữu (TCO) của công cụNó cũng tự hào về tính dẫn nhiệt cao, giữ nhiệt độ cạnh wafer ổn định.
• Nhược điểm:Chi phí sản xuất và vật liệu ban đầu cao (thường gấp 3 đến 5 lần giá thạch anh).

3. Single-Crystal (Monocrystalline) hoặc Polycrystalline Silicon (Si)

Sử dụng silic tinh khiết cao đảm bảo rằng vòng lấy nét cư xử giống như một phần mở rộng của bản thân wafer.

• Sử dụng tốt nhất cho:Các quá trình khắc oxit (SiO2).
• Ưu điểm:Vì chiếc nhẫn phù hợp với thành phần hóa học của một chiếc wafer tiêu chuẩn, bất kỳ vật liệu nhỏ nào được phun hoặc khắc ra khỏi chiếc nhẫn sẽ không gây ô nhiễm nguyên tố nước ngoài vào buồng.
• Nhược điểm:Giống như thạch anh, nó cư xử như một vật liệu tiêu thụ bị phân hủy theo thời gian dưới các hóa chất cụ thể, đòi hỏi thay thế theo lịch trình thường xuyên.

4. Ngọc thạch cao và sơn

Đối với môi trường thích hợp hoặc ăn mòn cao, gốm đặc biệt được triển khai:Alumina (AI2O3): Cung cấp độ bền cơ học cao và hiệu suất điện môi trường tốt,Mặc dù nó có thể thải ra các hạt nếu bị ném bom nghiêm trọng. Yttrium oxide (Y2O3 / Yttria): Thường được sử dụng như một lớp phủ chống plasma cao trên các cơ sở vòng kim loại hoặc gốm để chống lại plasma halogen hung hăng.Được chọn cho các yêu cầu đặc biệt về khả năng chống sốc nhiệt và độ cứng cơ học.

Tóm tắt lựa chọn tài liệu