В оборудовании плазменного травления керамические компоненты играют решающую роль, в том числекольцо фокусировки. кольцо фокусировки, расположенный вокруг пластины и находящийся в непосредственном контакте с ней, необходим для фокусировки плазмы на пластине путем подачи напряжения на кольцо. Это повышает однородность процесса травления.
Применение фокусирующих колец SiC в травильных машинах
Компоненты SiC CVDв травильных машинах, таких каккольца фокусировки, газовые душевые насадки, плиты и краевые кольца являются предпочтительными из-за низкой реакционной способности карбида кремния с травильными газами на основе хлора и фтора, а также его проводимости, что делает его идеальным материалом для оборудования плазменного травления.
Преимущества SiC как материала кольца фокусировки
Из-за прямого воздействия плазмы в вакуумной реакционной камере кольца фокусировки необходимо изготавливать из плазмостойких материалов. Традиционные кольца фокусировки, изготовленные из кремния или кварца, страдают от плохой стойкости к травлению в плазме на основе фтора, что приводит к быстрой коррозии и снижению эффективности.
Сравнение фокусирующих колец Si и CVD SiC:
1. Более высокая плотность:Уменьшает объем травления.
2. Широкая запрещенная зона: Обеспечивает отличную изоляцию.
3. Высокая теплопроводность и низкий коэффициент расширения: Устойчив к тепловому удару.
4. Высокая эластичность:Хорошая устойчивость к механическому воздействию.
5. Высокая твердость: Износостойкий и устойчивый к коррозии.
Карбид кремния обладает той же электропроводностью, что и кремний, но при этом обеспечивает превосходную устойчивость к ионному травлению. По мере прогресса миниатюризации интегральных схем растет потребность в более эффективных процессах травления. Оборудование плазменного травления, особенно использующее емкостно-связанную плазму (CCP), требует высокой энергии плазмы, поэтомуSiC кольца фокусировкистановится все более популярным.
Параметры фокусировочного кольца Si и CVD SiC:
| Параметр | Кремний (Si) | Карбид кремния CVD (SiC) |
| Плотность (г/см³) | 2.33 | 3.21 |
| Ширина запрещенной зоны (эВ) | 1.12 | 2.3 |
| Теплопроводность (Вт/см°C) | 1,5 | 5 |
| Коэффициент термического расширения (x10⁻⁶/°C) | 2.6 | 4 |
| Модуль упругости (ГПа) | 150 | 440 |
| Твердость | Ниже | Выше |
Процесс производства фокусирующих колец SiC
В полупроводниковом оборудовании для производства компонентов SiC обычно используется CVD (химическое осаждение из паровой фазы). Кольца фокусировки изготавливаются путем осаждения SiC определенной формы методом осаждения из паровой фазы с последующей механической обработкой для формирования конечного продукта. Соотношение материалов для осаждения из паровой фазы фиксируется после обширных экспериментов, что обеспечивает согласованность таких параметров, как удельное сопротивление. Однако для различного оборудования для травления могут потребоваться фокусирующие кольца с различным удельным сопротивлением, что требует проведения новых экспериментов по соотношению материалов для каждой спецификации, что отнимает много времени и средств.
ВыбравSiC кольца фокусировкиотСемицера Полупроводник, клиенты могут получить преимущества более длительных циклов замены и превосходной производительности без существенного увеличения затрат.
Компоненты быстрой термической обработки (RTP)
Исключительные тепловые свойства CVD SiC делают его идеальным для применений RTP. Компоненты RTP, включая краевые кольца и плиты, изготовлены из карбида кремния CVD. Во время RTP к отдельным пластинам на короткое время подаются интенсивные тепловые импульсы с последующим быстрым охлаждением. Кромочные кольца CVD SiC, будучи тонкими и имеющими низкую термическую массу, не удерживают значительное количество тепла, что делает их невосприимчивыми к быстрым процессам нагрева и охлаждения.
Компоненты плазменного травления
Высокая химическая стойкость CVD SiC делает его пригодным для травления. Во многих камерах травления используются газораспределительные пластины CVD SiC для распределения травильных газов, содержащие тысячи крошечных отверстий для рассеивания плазмы. По сравнению с альтернативными материалами CVD SiC обладает более низкой реакционной способностью по отношению к газам хлора и фтора. При сухом травлении обычно используются компоненты CVD SiC, такие как фокусирующие кольца, ICP-плиты, граничные кольца и душевые насадки.
Фокусирующие кольца SiC с приложенным к ним напряжением для фокусировки плазмы должны иметь достаточную проводимость. Кольца фокусировки, обычно изготовленные из кремния, подвергаются воздействию химически активных газов, содержащих фтор и хлор, что приводит к неизбежной коррозии. Кольца фокусировки из карбида кремния, обладающие превосходной устойчивостью к коррозии, обеспечивают более длительный срок службы по сравнению с кремниевыми кольцами.
Сравнение жизненного цикла:
· Кольца фокусировки SiC:Замену каждые 15-20 дней.
· Кремниевые кольца фокусировки:Замену каждые 10-12 дней.
Несмотря на то, что кольца SiC в 2–3 раза дороже кремниевых колец, расширенный цикл замены снижает общие затраты на замену компонентов, поскольку все изнашиваемые детали в камере заменяются одновременно, когда камера открывается для замены кольца фокусировки.
Фокусирующие кольца SiC компании Semicera Semiconductor
Компания Semicera Semiconductor предлагает кольца фокусировки из SiC по ценам, близким к ценам на кремниевые кольца, со сроком поставки около 30 дней. Интеграция фокусирующих колец Semicera SiC в оборудование для плазменного травления значительно повышает эффективность и долговечность, снижает общие затраты на техническое обслуживание и повышает эффективность производства. Кроме того, Semicera может настроить удельное сопротивление колец фокусировки в соответствии с конкретными требованиями клиентов.
Выбирая кольца фокусировки SiC от Semicera Semiconductor, клиенты могут получить преимущества более длительных циклов замены и превосходной производительности без существенного увеличения стоимости.
Время публикации: 10 июля 2024 г.