Leptací krúžok Focus

V procesoch výroby polovodičových jadrov, ako je chemické nanášanie z pár metódou CVD, leptanie a nanášanie tenkých vrstiev, sú kľúčovými komponentmi na zabezpečenie presnosti a stability procesu leptací fokusačný krúžok (Etching Focus Ring), elektróda (Electrode), ETC (Edge Temperature Controller) a ďalšie spotrebné komponenty. Tieto komponenty sú presne zostavené vo vákuovej komore, aby sa dosiahlo rovnomerné obrábanie nanoškálových štruktúr na povrchu doštičky prostredníctvom presnej kontroly rozloženia plazmy, teploty hrany a rovnomernosti elektrického poľa.

V reakcii na prísne požiadavky na čistotu a stabilitu v high-end procesoch (ako napríklad 5nm a menej) spoločnosť Semixlab predstavila leptané zaostrovacie krúžky a podporné spotrebné materiály s vysoko čistým monokryštalickým kremíkom ako jadrom v porovnaní s tradičnými kremennými materiálmi. Prelom v odolnosti proti korózii, tepelnej stabilite a dielektrických vlastnostiach.

Porovnanie materiálu jadra: monokryštalický kremík vs. kremeň

1. Odolnosť proti plazmovej korózii

Monokryštály. Vysoko konzistentné s materiálom základného plátku, vykazovali veľmi nízke rýchlosti leptania v plazmovom prostredí na báze fluóru (CF₄, SF₆) alebo chlóru (Cl₂) a vydržali až 3 až 5-krát dlhšie ako kremeň, čím sa znížili prestoje zariadení a frekvencia výmen.

Kremeň: Hoci má dobrú odolnosť voči vysokým teplotám, pri bombardovaní vysokoenergetickými iónmi sa v ňom ľahko tvoria mikrotrhliny, čo vedie k zvýšenému riziku znečistenia časticami, najmä pri dlhodobom procese leptania.

2. Tepelná vodivosť a koeficient tepelnej rozťažnosti

Monokryštalický kremík: tepelná vodivosť (149 W/m·K) je výrazne vyššia ako u kremeňa (1.4 W/m·K), ktorý dokáže rýchlo viesť procesné teplo a znižovať lokálne tepelné namáhanie. Jeho nízky koeficient tepelnej rozťažnosti (2.6×10⁻⁶/K) umožňuje kremíkovým doštičkám vyhnúť sa deformácii súčiastok v dôsledku teplotných výkyvov.

Kremeň: nízka tepelná vodivosť, v komore sa ľahko vytvára teplotný gradient, čo ovplyvňuje rovnomernosť plazmy; koeficient tepelnej rozťažnosti (0.55 × 10⁻⁶/K) sa veľmi líši od koeficientu tepelnej rozťažnosti doštičky, čo pri dlhodobom vystavení vysokým teplotám ľahko spôsobuje mikroposuny komponentov.

Dielektrické vlastnosti a presnosť procesu

Monokryštálový kremík: Veľmi nízke dielektrické straty (tanδ <0.001), rozloženie vysokofrekvenčného elektrického poľa je možné presne regulovať, aby sa zabezpečilo, že rozdiel v rýchlosti leptania medzi okrajom a stredom doštičky je menší ako 1.5 %, čo spĺňa požiadavky pokročilých procesov na rovnomernosť šírky čiary.

Kremeň: Dielektrická konštanta (3.8) sa líši od prostredia na báze kremíka, čo ľahko vedie k skresleniu elektrického poľa a okrajový efekt je významný, čo ovplyvňuje konzistenciu tvarovania štruktúry s vysokým pomerom strán.

Prečo si vybrať monokryštalický kremík?

V pokročilých procesoch pod 7 nm sa procesné okno zužuje na atómovú mierku a krátka životnosť dosiek a interferencia elektrického poľa tradičných kremenných spotrebných materiálov sa stali úzkymi miestami vo výťažnosti. Vďaka svojej fyzikálnej a chemickej homológii s doštičkami môže monokryštalický kremíkový materiál výrazne znížiť interferenciu na rozhraní, predĺžiť cyklus údržby na viac ako 3 000 hodín a znížiť celkové náklady o 40 %.

Rýchly detail:

1. Iné názvy: Zaostrovací krúžok, leptací krúžok, zaostrovací krúžok na leptanie, zaostrovací krúžok z monokryštalického kremíka.

2. Použitie: Izokonzumovateľné komponenty sú kľúčovými komponentmi na zabezpečenie presnosti a stability procesu. Tieto komponenty sa presne montujú vo vákuovej komore, aby sa dosiahlo rovnomerné obrábanie nanoškálových štruktúr na povrchu doštičky prostredníctvom presnej kontroly rozloženia plazmy, teploty okrajov a rovnomernosti elektrického poľa.

3. Základné parametre: Tepelná vodivosť (149 W/m·K), dokáže rýchlo viesť procesné teplo, znižuje lokálne tepelné namáhanie; Jeho nízky koeficient tepelnej rozťažnosti (2.6 × 10⁻⁶/K) je prispôsobený kremíkovým doštičkám, aby sa zabránilo deformácii súčiastok v dôsledku kolísania teploty.

Porovnanie technických údajov

Leptanie HAR: V procese 3D NAND a TSV (cez kremík) stabilné udržiavanie kolmosti bočnej steny hlbokého otvoru.

Leptanie atómových vrstiev (ALE): Odstránenie jednotlivých atómových vrstiev presnou reguláciou elektrického poľa, aby sa zabránilo nadmernému leptaniu.

Spracovanie zložených polovodičov: Leptanie s nízkou mierou defektov kompatibilné s materiálmi so širokým zakázaným pásmom, ako sú GaN a SiC.

Záruka nulového znečistenia: Monokryštalický kremíkový materiál je ultra presne leštený (Ra <0.1 μm) a spĺňa požiadavky triedy čistoty 10, aby sa zabránilo uvoľňovaniu častíc a spĺňal sa štandard čistoty polovodičovej triedy (SEMI F47).

Inteligentný dizajn regulácie teploty: Integrovaný modul ETC, monitorovanie a nastavenie teploty okrajov v reálnom čase pomocou zabudovaného termočlánku, kompenzácia tepelného posunu procesnej komory na zabezpečenie opakovateľnosti dávky.

Prispôsobená kompatibilita: Podpora prispôsobenej clony a hrúbky podľa modelu klientskej stanice (napríklad AMAT Centura, Lam Research Kiyo) pre rôzne zdroje plazmy (ICP, CCP).