مواد سرامیکی حلقه متمرکز کاربید سیلیکون

مواد سرامیکی حلقه متمرکز کاربید سیلیکون
با توسعه فناوری نیمه هادی، اچ پلاسما به تدریج به یک فناوری تبدیل شده است که به طور گسترده در فرآیندهای تولید نیمه هادی استفاده می شود. پلاسمای تولید شده توسط پلاسما اچ بسیار خورنده است و همچنین باعث خوردگی جدی در حفره محفظه فرآیند و اجزای موجود در حفره در حین فرآیند اچ کردن ویفر می شود. بنابراین اجزای موجود در تجهیزات پردازش نیمه هادی که با پلاسما در تماس هستند نیاز به مقاومت بهتری در برابر اچ پلاسما دارند.

در مقایسه با مواد آلی و فلزی، مواد سرامیکی به طور کلی مقاومت خوردگی فیزیکی و شیمیایی بهتر و دمای کار بالا دارند. بنابراین، در صنعت نیمه هادی، انواع مواد سرامیکی به فرآیند تولید و قسمت جلویی ویفرهای سیلیکونی تک کریستال نیمه هادی تبدیل شده اند. ساخت مواد برای اجزای اصلی تجهیزات در فرآیند پردازش، مانند SiC، AlN، Al2O3 و Y2O3 و غیره. انتخاب مواد سرامیکی در محیط پلاسما به محیط کار اجزای هسته و الزامات کیفی بستگی دارد. محصولات فرآیندی، مانند مقاومت در برابر اچ پلاسما، خواص الکتریکی، عایق، و غیره. اجزای اصلی تجهیزات اچ پلاسما با استفاده از مواد سرامیکی، آینه های پنجره، چاک های الکترواستاتیک، حلقه های فوکوس و غیره هستند.

در این میان، هدف اصلی حلقه فوکوس ارائه پلاسمای یکنواخت است که برای اطمینان از ثبات و دقت اچ استفاده می شود. در عین حال، باید رسانایی مشابه رسانایی ویفر سیلیکونی داشته باشد. به عنوان یک ماده حلقه فوکوس رایج، سیلیکون رسانا تقریباً نزدیک به رسانایی ویفرهای سیلیکونی است، اما نقطه ضعف آن این است که در پلاسمای حاوی فلوئور مقاومت پایینی در حکاکی دارد و قطعات دستگاه اچ اغلب برای یک دوره زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پدیده خوردگی راندمان تولید آن را به طور جدی کاهش می دهد. کاربید سیلیکون علاوه بر داشتن رسانایی الکتریکی مشابه با سیلیکون، مقاومت خوبی در برابر حکاکی یونی نیز دارد که آن را به ماده حلقه فوکوس مناسب تری نسبت به سیلیکون رسانا تبدیل می کند.

SiC به دلیل خواص عالی به طور گسترده در قطعات تجهیزات پردازش نیمه هادی استفاده می شود. به عنوان مثال، کاربید سیلیکون دارای خواص بسیار عالی مقاومت در برابر دمای بالا است و به طور گسترده در اجزای اصلی تجهیزات مختلف رسوب‌گذاری استفاده می‌شود. کاربید سیلیکون دارای رسانایی گرمایی و هدایت الکتریکی عالی است که با ویفرهای Si مطابقت دارد و به عنوان ماده حلقه فوکوس استفاده می شود، و SiC مقاومت بسیار خوبی در برابر اچ پلاسما دارد و یک ماده کاندید عالی است.

برخی از محققان مکانیسم اچ کردن کاربید سیلیکون را در پلاسمای کربن-فلوئور مطالعه کرده اند و نتیجه گیری آنها نشان می دهد که پس از حک شدن کاربید سیلیکون توسط پلاسمای کربن- فلوئور، یک سری واکنش های شیمیایی روی سطح رخ می دهد تا یک لایه نازک از فیلم پلیمری فلوئوروکربن تشکیل شود. پلاسمای فعال مبتنی بر فلوئور از واکنش بیشتر با بستر جلوگیری می کند، بنابراین مقاومت در برابر اچ پلاسما بهتر از Si دارد.