Keramiska nyckelkomponenter i plasmaetsningsutrustning: Keramiska kamrar, SiC-fokusringar och mer
Plasmaetsningsteknik är en oumbärlig process vid tillverkning av ultrastorskaliga integrerade kretsar. Eftersom storleken på halvledartransistorer drastiskt minskar och halogenplasmaenergin ökar, har kontaminering av skivor blivit en mer pressande fråga. Vid bearbetning av skivor, under högdensitetsplasmaförhållanden, måste materialen som används inuti keramiska kammare i plasmaetsningsutrustning motstå extrem plasmakorrosion. Nästa generations etsteknik kräver starkare och mer tillförlitliga material för att möta utmaningar som plasmakorrosion, partikelgenerering, metallkontamination och syrenedbrytning.
Keramik som nyckelmaterial för komponenter i plasmaetsningsutrustning
Jämfört med organiska material och metallmaterial erbjuder keramiska material överlägsna mekaniska egenskaper, kemisk korrosionsbeständighet och höga arbetstemperaturer. Som ett resultat har keramik blivit kärnmaterialet för tillverkning av nyckelkomponenter i utrustning för bearbetning av halvledarskivor. I plasmaetsningsutrustning inkluderar väsentliga keramiska komponenter keramiska kammare, SiC-fokusringar, SiC-elektrostatiska chuckar, Alumina Keramiska munstycken, gasdispersionsplåtar och andra strukturella element.
Nyckelegenskaper hos keramiska material i plasmaetsningskammare
För att effektivt motstå plasmaetsning måste keramiska material som används i keramiska kammare uppfylla följande krav:
● Hög renhet med minimalt innehåll av metallföroreningar.
● Stabila kemiska egenskaper, särskilt låga reaktionshastigheter med halogenkorrosionsgaser.
● Hög densitet med få öppna porer.
● Fin kornstorlek och låg halt av korngränsfas.
● Utmärkta mekaniska egenskaper, vilket gör dem lätta att bearbeta.
● Vissa komponenter kräver ytterligare egenskaper, såsom god dielektrisk prestanda, elektrisk ledningsförmåga eller värmeledningsförmåga.
I en plasmamiljö beror valet av lämpligt keramiskt material på arbetsförhållandena för kärnkomponenterna och processkraven, inklusive motstånd mot plasmaetsning, elektriska egenskaper och isolering.
Applicering av keramik i kärnkomponenter i plasmaetsningsutrustning
1. Keramiska kamrar
Den keramiska kammaren är en av de mest kritiska komponenterna i plasmaetsningsutrustning, eftersom den direkt påverkar waferkontamination, processstabilitet och etsningsutbyte.Aluminiumoxidkeramik med hög renhetkammare används ofta på grund av deras utmärkta plasmakorrosionsbeständighet och förmåga att tillhandahålla pålitlig plasmaimpedans. Tillverkning av keramiska kammare av aluminiumoxid i stor storlek innebär emellertid utmaningar som deformation, sprickbildning och svårigheter att uppnå hög densitet och renhet. Att producera aluminiumoxidkeramik med hög densitet och hög renhet kräver förstklassiga råmaterial och rigorösa bearbetningstekniker.
SiC-fokusringar spelar en avgörande roll för att förbättra etsningslikformigheten vid skivans kant och för att säkerställa att skivan förblir säkert placerad. Dessa ringar bibehåller plasmadensiteten samtidigt som de förhindrar kontaminering runt waferns omkrets. När den paras ihop med SiC elektrostatiska chuckar hålls skivan på plats med hjälp av elektrostatiska krafter.
Eftersom SiC-fokusringar är i direkt kontakt med plasma inuti reaktionskammaren måste de ha utmärkt plasmakorrosionsbeständighet och elektriska egenskaper liknande kiselskivor. Kiselkarbid (SiC) är det föredragna materialet för fokusringar på grund av dess hållbarhet och plasmaresistenta egenskaper. Dessa ringar tillverkas vanligtvis genom kemisk ångavsättning (CVD) för att uppnå hög renhet SiC-fokusringar med exakta dimensioner.
3.SiC elektrostatiska chuckar (ESC)
Under plasmaetsning används elektrostatiska SiC-chuckar (ESC) för att säkra wafers på plats på det nedre elektrodsystemet. En applicerad radiofrekvenssignal (RF) genererar en DC-förspänning på skivan, vilket möjliggör exakt plasmaetsning. ESC:er reglerar också skivans temperatur för att säkerställa enhetliga etsningsresultat.
ESC-strukturen inkluderar ett dielektriskt skikt, en bas och ett värmeskikt. SiC elektrostatiska chuckar erbjuder överlägsen värmeledningsförmåga, minimal värmeutvidgning och hög hållbarhet, vilket gör dem till ett utmärkt val för waferhållning. Aluminiumoxidkeramik och aluminiumnitrid används också i vissa ESC-designer för
deras isolerande egenskaper och värmehanteringsförmåga.
4. Fönsterspeglar
Fönsterspegeln i plasmaetsningsutrustning måste bibehålla hög ljustransmittans och etsningsmotstånd. När etsningsmotståndet är otillräckligt kan spegelytan bli suddig. Yttriumoxid (Y2O3) keramik används i stor utsträckning för denna applikation på grund av sin höga optiska transparens och överlägsna plasmaresistens.
Emellertid har yttriumoxid dåliga sintringsegenskaper och låg mekanisk hållfasthet. Genom att inkorporera aluminiumoxid bildas en yttrium-aluminiumgranat (YAG)-komposit, som erbjuder förbättrad etsningsmotstånd, optisk klarhet och mekanisk styrka - vilket gör det till ett idealiskt val för fönsterspegelmaterial i plasmaetsningssystem.
5.Keramiska munstycken av aluminiumoxid
Alumina Keramiska munstycken är viktiga för att exakt kontrollera gasflödet och jämnt fördela gaser i plasmaetsningskammaren. Dessa munstycken måste motstå extrema plasmamiljöer, bibehålla hög dielektrisk hållfasthet och motstå kemisk korrosion från processgaser och biprodukter.
Alumina keramiska munstycken gjorda avAl2O3-keramikanvänds ofta på grund av deras utmärkta isoleringsegenskaper, höga hårdhet och motståndskraft mot plasmaskador. I vissa fall,aluminiumnitrid (AlN)keramik används för sin överlägsna värmeledningsförmåga och hållbarhet.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. är en ansedd och pålitlig leverantör specialiserad på tillverkning och försäljning av tekniska keramiska delar. Vi tillhandahåller skräddarsydd produktion och högprecisionsbearbetning för en bred serie av högpresterande keramiska material inklusive aluminiumoxid keramik, zirconia keramik, kiselnitrid, bornitrid , aluminiumnitrid och bearbetbar glaskeramik. För närvarande kan våra keramiska delar hittas i många industrier som mekanisk, kemisk, medicinsk, halvledare, fordon, elektronik, metallurgi etc. Vårt uppdrag är att tillhandahålla keramiska delar av bästa kvalitet för globala användare och det är ett stort nöje att se våra keramiska delar fungera effektivt i kundernas specifika applikationer. Vi kan samarbeta om både prototyp och massproduktion, välkommen att kontakta oss om du har önskemål.
