Ключевые керамические компоненты в оборудовании для плазменного травления: керамические камеры, фокусирующие кольца SiC и многое другое
Технология плазменного травления является незаменимым процессом в производстве сверхбольших интегральных схем. Поскольку размер полупроводниковых транзисторов резко уменьшается, а энергия галогенной плазмы увеличивается, загрязнение пластин становится все более насущной проблемой. При обработке пластин в условиях плазмы высокой плотности материалы, используемые внутри керамических камер оборудования для плазменного травления, должны выдерживать экстремальную плазменную коррозию. Технологии травления следующего поколения требуют более прочных и надежных материалов для решения таких проблем, как плазменная коррозия, генерация частиц, загрязнение металлов и разложение кислорода.
Керамика как основной материал для компонентов оборудования для плазменного травления
По сравнению с органическими и металлическими материалами керамические материалы обладают превосходными механическими свойствами, химической коррозионной стойкостью и высокими рабочими температурами. В результате керамика стала основным материалом для изготовления ключевых компонентов оборудования для обработки полупроводниковых пластин. В оборудовании для плазменного травления основными керамическими компонентами являются керамические камеры, фокусирующие кольца SiC, электростатические патроны SiC, сопла из оксида алюминия, газодисперсные пластины и другие структурные элементы.
Основные характеристики керамических материалов в камерах плазменного травления
Для эффективной устойчивости к плазменному травлению керамические материалы, используемые в керамических камерах, должны соответствовать следующим требованиям:
● Высокая чистота с минимальным содержанием металлических примесей.
● Стабильные химические свойства, особенно низкие скорости реакции с галогенными коррозионными газами.
● Высокая плотность с небольшим количеством открытых пор.
● Мелкий размер зерна и низкое содержание фазы на границах зерен.
● Отличные механические свойства, облегчающие обработку.
● Некоторые компоненты требуют дополнительных свойств, таких как хорошие диэлектрические характеристики, электропроводность или теплопроводность.
В плазменной среде выбор подходящего керамического материала зависит от условий работы основных компонентов и требований технологического процесса, включая стойкость к плазменному травлению, электрические свойства и изоляцию.
Применение керамики в основных компонентах оборудования для плазменного травления
1. Керамические камеры
Керамическая камера является одним из важнейших компонентов оборудования для плазменного травления, поскольку она напрямую влияет на загрязнение пластины, стабильность процесса и производительность травления.Керамика из высокочистого оксида алюминиякамеры широко используются благодаря своей превосходной стойкости к плазменной коррозии и способности обеспечивать надежное плазменное сопротивление. Однако изготовление крупногабаритных камер из оксида алюминия сопряжено с такими проблемами, как деформация, растрескивание и трудности в достижении высокой плотности и чистоты. Производство высокоплотной, высокочистой керамики из оксида алюминия требует высококачественного сырья и строгих методов обработки.
Фокусировочные кольца SiC играют решающую роль в улучшении однородности травления на краю пластины и обеспечении надежного позиционирования пластины. Эти кольца поддерживают плотность плазмы, предотвращая загрязнение по периметру пластины. В сочетании с электростатическими зажимами SiC пластина удерживается на месте с помощью электростатических сил.
Поскольку фокусные кольца SiC находятся в прямом контакте с плазмой внутри реакционной камеры, они должны иметь отличную стойкость к плазменной коррозии и электрические свойства, аналогичные свойствам кремниевых пластин. Карбид кремния (SiC) является предпочтительным материалом для фокусных колец из-за его прочности и плазменных свойств. Эти кольца обычно изготавливаются методом химического осаждения из паровой фазы (ССЗ) для получения фокусных колец SiC высокой чистоты с точными размерами.
3.Электростатические патроны SiC (ЕСК)
Во время плазменного травления электростатические держатели SiC (ЕСК) используются для фиксации пластин на месте в системе нижних электродов. Приложенный радиочастотный (РФ) сигнал генерирует смещение постоянного тока на пластине, что позволяет проводить точное плазменное травление. ЕСК также регулируют температуру пластины для обеспечения однородных результатов травления.
Структура ЕСК включает диэлектрический слой, основание и нагревательный слой. Электростатические держатели SiC обеспечивают превосходную теплопроводность, минимальное тепловое расширение и высокую прочность, что делает их отличным выбором для удержания пластин. Керамика из оксида алюминия и нитрид алюминия также используются в некоторых конструкциях ЕСК для
их изоляционные свойства и возможности управления теплом.
4. Зеркала на окнах
Зеркало окна в оборудовании для плазменного травления должно поддерживать высокую светопропускаемость и устойчивость к травлению. Если устойчивость к травлению недостаточна, поверхность зеркала может стать размытой. Керамика из оксида иттрия (Y₂O₃) широко используется для этого применения из-за ее высокой оптической прозрачности и превосходной устойчивости к плазме.
Однако оксид иттрия имеет плохие свойства спекания и низкую механическую прочность. При включении оксида алюминия образуется композит иттрий-алюминиевого граната (ИАГ), обеспечивающий повышенную стойкость к травлению, оптическую прозрачность и механическую прочность, что делает его идеальным выбором для материалов оконных зеркал в системах плазменного травления.
5.Керамические насадки из оксида алюминия
Сопла из оксида алюминия и керамики необходимы для точного управления расходом газа и равномерного распределения газов в камере плазменного травления. Эти сопла должны выдерживать экстремальные плазменные среды, поддерживать высокую диэлектрическую прочность и противостоять химической коррозии от технологических газов и побочных продуктов.
Керамические сопла из оксида алюминия, изготовленные изкерамика Эл₂O₃широко используются из-за их превосходных изоляционных свойств, высокой твердости и устойчивости к плазменному повреждению. В некоторых случаяхнитрид алюминия (АlN)Керамика используется благодаря своей превосходной теплопроводности и долговечности.
СЯМЭНЬ МАСКЕРА ТЕХНОЛОГИИ КО., ООО. — авторитетный и надежный поставщик, специализирующийся на производстве и продаже технических керамических деталей. Мы обеспечиваем индивидуальное производство и высокоточную обработку для широкого спектра высокопроизводительных керамических материалов, включая керамика на основе оксида алюминия, циркониевая керамика, нитрид кремния, нитрид бора , нитрид алюминия и обрабатываемая стеклокерамика. В настоящее время наши керамические детали можно найти во многих отраслях промышленности, таких как машиностроение, химия, медицина, полупроводники, транспорт, электроника, металлургия и т. д. Наша миссия заключается в предоставлении керамических деталей наилучшего качества для глобальных пользователей, и очень приятно видеть, как наши керамические детали эффективно работают в конкретных приложениях клиентов. Мы можем сотрудничать как в области прототипирования, так и в области массового производства, обращайтесь к нам, если у вас есть требования.
