Pierścień ostrości trawienia

W procesach produkcji półprzewodników rdzeniowych, takich jak chemiczne osadzanie z fazy gazowej CVD, trawienie i osadzanie cienkich warstw, Etching Focus Ring (Etching Focus Ring), Electrode (Electrode), ETC (Edge Temperature Controller) i inne elementy eksploatacyjne są kluczowymi elementami zapewniającymi dokładność i stabilność procesu. Elementy te są precyzyjnie montowane w komorze próżniowej w celu uzyskania równomiernej obróbki struktur nanometrycznych na powierzchni płytki poprzez precyzyjną kontrolę rozkładu plazmy, temperatury krawędzi i jednorodności pola elektrycznego.

W odpowiedzi na surowe wymagania czystości i stabilności w procesach high-end (takich jak 5 nm i poniżej), Semixlab wprowadził wytrawione pierścienie ogniskujące i pomocnicze materiały eksploatacyjne z wysokiej czystości monokrystalicznym krzemem jako materiałem rdzenia, w porównaniu z tradycyjnymi materiałami kwarcowymi. Przełom w odporności na korozję, stabilności termicznej i właściwościach dielektrycznych.

Porównanie materiałów rdzeniowych: krzem monokrystaliczny kontra kwarc

1. Odporność na korozję plazmową

Monokryształy. Wysoce spójne z materiałem bazowym wafli, wykazywały bardzo niskie szybkości trawienia w środowiskach plazmowych na bazie fluoru (CF₄, SF₆) lub chloru (Cl₂) i żyły do ​​3-5 razy dłużej niż kwarc, co zmniejszało przestoje sprzętu i częstotliwość wymiany.

Kwarc: Mimo że charakteryzuje się dobrą odpornością na wysokie temperatury, pod wpływem bombardowania jonami o dużej energii łatwo tworzą się w nim mikropęknięcia, co zwiększa ryzyko zanieczyszczenia cząsteczkami, szczególnie w przypadku długotrwałego procesu trawienia.

2. Przewodność cieplna i współczynnik rozszerzalności cieplnej

Monokrystaliczny krzem: przewodność cieplna (149 W/m·K) jest znacznie wyższa niż w przypadku kwarcu (1.4 W/m·K), który może szybko przewodzić ciepło procesowe i zmniejszać lokalne naprężenia cieplne. Jego niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (2.6×10⁻⁶/K) pasuje do płytek krzemowych, aby uniknąć odkształceń komponentów spowodowanych wahaniami temperatury.

Kwarc: niska przewodność cieplna, łatwość tworzenia gradientu temperatury w komorze, co wpływa na jednorodność plazmy; współczynnik rozszerzalności cieplnej (0.55×10⁻⁶/K) znacznie różni się od współczynnika dla płytek, które pod wpływem długotrwałego działania wysokiej temperatury łatwo powodują mikroprzemieszczenia komponentów.

Właściwości dielektryczne i dokładność procesu

Monokrystaliczny krzem: Bardzo niskie straty dielektryczne (tanδ <0.001), rozkład pola elektrycznego RF można dokładnie regulować, aby zapewnić, że różnica między krawędzią a środkiem szybkości trawienia płytki wynosi mniej niż 1.5%, spełniając wymagania zaawansowanych procesów dotyczące jednorodności szerokości linii.

Kwarc: Stała dielektryczna (3.8) różni się od stałej w środowisku opartym na krzemie, co łatwo prowadzi do zniekształcenia pola elektrycznego, a efekt krawędziowy jest znaczny, co wpływa na spójność formowania struktury o dużym współczynniku kształtu.

Dlaczego warto wybrać krzem monokrystaliczny?

W zaawansowanych procesach poniżej 7 nm okno procesowe jest zawężone do skali atomowej, a krótkotrwała płyta i efekt interferencji pola elektrycznego tradycyjnych materiałów eksploatacyjnych kwarcowych stały się wąskimi gardłami wydajności. Dzięki swojej fizycznej i chemicznej homologii z waflami, monokrystaliczny materiał krzemowy może znacznie zmniejszyć interferencję interfejsu, wydłużyć cykl konserwacji do ponad 3,000 godzin i zmniejszyć całkowity koszt o 40%.

Szybkie Szczegóły:

1. Inne nazwy: Pierścień ostrości, Pierścień do trawienia, Pierścień ostrości do trawienia, Pierścień ostrości z monokrystalicznego krzemu.

2. Zastosowanie: Komponenty izokonsumpcyjne są kluczowymi komponentami zapewniającymi dokładność i stabilność procesu. Komponenty te są precyzyjnie montowane w komorze próżniowej, aby uzyskać równomierną obróbkę struktur nanometrycznych na powierzchni wafla poprzez precyzyjną kontrolę rozkładu plazmy, temperatury krawędzi i jednorodności pola elektrycznego.

3. Podstawowe parametry: Przewodność cieplna (149 W/m·K), umożliwia szybkie przewodzenie ciepła procesowego, zmniejszając lokalne naprężenia cieplne; Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (2.6×10⁻⁶/K) jest zgodny z waflami krzemowymi, co pozwala uniknąć odkształceń komponentów spowodowanych wahaniami temperatury.

Porównanie danych technicznych

Trawienie HAR: w procesie 3D NAND i TSV (przez krzem), stabilne utrzymanie prostopadłości ścianek bocznych głębokiego otworu.

Trawienie warstw atomowych (ALE): usuwanie pojedynczych warstw atomowych poprzez precyzyjną kontrolę pola elektrycznego w celu uniknięcia nadmiernego trawienia.

Przetwarzanie półprzewodników złożonych: Trawienie o niskiej liczbie defektów, kompatybilne z materiałami o szerokiej przerwie energetycznej, takimi jak GaN i SiC.

Gwarancja zerowego zanieczyszczenia: Materiał monokrystaliczny krzemowy jest polerowany z najwyższą precyzją (Ra <0.1 μm) i spełnia normę czystości klasy 10, co zapobiega uwalnianiu cząstek stałych i spełnia standard czystości półprzewodników (SEMI F47).

Inteligentna konstrukcja kontroli temperatury: zintegrowany moduł ETC, monitorowanie w czasie rzeczywistym i regulacja temperatury krawędzi poprzez wbudowaną termoparę, kompensacja dryftu termicznego komory procesowej w celu zapewnienia powtarzalności partii.

Dostosowana kompatybilność: obsługa niestandardowej apertury i grubości zgodnie z modelem stacji klienckiej (np. AMAT Centura, Lam Research Kiyo) dla różnych źródeł plazmy (ICP, CCP).