Fokussierring-Keramikmaterial aus Siliziumkarbid
Mit der Entwicklung der Halbleitertechnologie wurde das Plasmaätzen allmählich zu einer Technologie, die in Halbleiterherstellungsprozessen weit verbreitet ist. Das durch das Plasmaätzen erzeugte Plasma ist hochgradig korrosiv und verursacht auch während des Prozesses des Ätzens des Wafers eine ernsthafte Korrosion an dem Hohlraum der Prozesskammer und den Komponenten in dem Hohlraum. Daher müssen die Komponenten in Halbleiterverarbeitungsanlagen, die mit dem Plasma in Kontakt stehen, eine bessere Beständigkeit gegen Plasmaätzen aufweisen.
Im Vergleich zu organischen und metallischen Materialien weisen keramische Materialien im Allgemeinen eine bessere physikalische und chemische Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Arbeitstemperatur auf. Daher ist in der Halbleiterindustrie eine Vielzahl von keramischen Materialien zum Herstellungsprozess und Front-End von Halbleiter-Einkristall-Siliziumwafern geworden. Herstellungsmaterialien für die Kernkomponenten der Ausrüstung im Verarbeitungsprozess, wie SiC, AlN, Al2O3 und Y2O3 usw. Die Auswahl von keramischen Materialien in der Plasmaumgebung hängt von der Arbeitsumgebung der Kernkomponenten und den Qualitätsanforderungen der Prozessprodukte wie Plasmaätzbeständigkeit, elektrische Eigenschaften, Isolierung usw. Die Hauptkomponenten der Plasmaätzausrüstung mit keramischen Materialien sind Fensterspiegel, elektrostatische Spannfutter, Fokussierringe usw.
Unter ihnen besteht der Hauptzweck des Fokusrings darin, ein gleichmäßiges Plasma bereitzustellen, das verwendet wird, um die Konsistenz und Genauigkeit des Ätzens sicherzustellen. Gleichzeitig muss es eine ähnliche Leitfähigkeit wie ein Siliziumwafer aufweisen. Als häufig verwendetes Fokusringmaterial kommt leitfähiges Silizium fast der Leitfähigkeit von Siliziumwafern nahe, hat aber den Nachteil, dass es eine schlechte Ätzbeständigkeit in fluorhaltigem Plasma hat und die Teile der Ätzmaschine oft für eine gewisse Zeit verwendet werden. Das Phänomen der Korrosion verringert ernsthaft seine Produktionseffizienz. Zusätzlich zu einer ähnlichen elektrischen Leitfähigkeit wie Silizium weist Siliziumkarbid auch eine gute Beständigkeit gegen Ionenätzen auf, was es zu einem geeigneteren Fokusringmaterial macht als leitfähiges Silizium.
SiC wird aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften häufig in Komponenten von Halbleiterverarbeitungsgeräten verwendet. Zum Beispiel hat Siliziumkarbid ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeitseigenschaften und wird in großem Umfang in Kernkomponenten verschiedener Abscheidungsanlagen verwendet. Siliziumkarbid hat eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit, die zu Si-Wafern passt, und wird als Fokusringmaterial verwendet, und SiC hat eine ausgezeichnetere Beständigkeit gegen Plasmaätzen und ist ein ausgezeichnetes Kandidatenmaterial.
Einige Forscher haben den Ätzmechanismus von Siliziumkarbid in Kohlenstoff-Fluor-Plasma untersucht, und ihre Schlussfolgerung zeigt, dass nach dem Ätzen von Siliziumkarbid durch Kohlenstoff-Fluor-Plasma eine Reihe chemischer Reaktionen auf der Oberfläche ablaufen, um eine dünne Schicht aus Fluorkohlenstoff-Polymerfilm zu bilden Das Plasma auf aktiver Fluorbasis wird daran gehindert, weiter mit dem Substrat zu reagieren, so dass es eine bessere Plasmaätzbeständigkeit als Si aufweist.
