Ako CVD povlaky znižujú kontamináciu v procesoch leptania polovodičov

Pri výrobe polovodičov môže aj tá najmenšia kontaminácia spôsobiť veľké problémy. Platí to najmä počas leptania. V tomto bode môžu drobné častice alebo nepriaznivé reakcie poškodiť zariadenie. Môžu tiež znížiť počet vyrobených kvalitných produktov. Jedným zo spôsobov, ako tieto problémy obmedziť, je použitie...CVD (chemické nanášanie z pár) povlakyTieto povlaky chránia súčiastky v leptacej komore. Pomáhajú udržiavať čistotu, predchádzajú opotrebovaniu a znižujú počet defektov.

Problém kontaminácie v plazmových leptacích komorách

Plazmové leptanie je kľúčovým krokom pri výrobe čipov, ale prináša so sebou veľkú výzvu: kontamináciu. Leptanie využíva plyny a plazmu na presné odstránenie materiálu. Tieto drsné podmienky však môžu tiež poškodiť časti komory. Ako sa časti opotrebúvajú, drobné častice alebo vločky sa môžu odlupovať a pristávať na povrchu doštičky. Keď sa tak stane, vznikajú defekty – a tie sa neskôr často nedajú opraviť.

Častou príčinou kontaminácie sú steny komory alebo časti, ktoré sa priamo dotýkajú plazmy. Plazma časom reaguje s týmito povrchmi a pomaly ich rozožiera. To môže spôsobiť, že častice padajú do komory alebo vytvárajú nežiaduce chemikálie. Dokonca aj časti, ktoré vyzerajú hladké, môžu byť pod mikroskopom drsné, čo umožňuje časticiam priľnúť alebo sa hromadiť.

Ďalším problémom je krížová kontaminácia medzi jednotlivými procesmi. Napríklad zvyšky z jedného waferu sa môžu dostať na ďalší, ak komora nie je správne vyčistená alebo zakrytá. Toto sa stáva väčším problémom, keďže sa čipy zmenšujú. Čo bolo kedysi malou chybou, môže teraz v pokročilých uzloch blokovať alebo skratovať kritickú dráhu.

Mnoho tovární sa to snaží vyriešiť častým čistením komory alebo výmenou súčiastok. To si však vyžaduje čas a peniaze. Nerieši to ani hlavný problém – poškodenie plazmou. Preto sa používajú ochranné nátery. Tieto nátery pomáhajú zastaviť poškodenie skôr, ako začne, tým, že pokrývajú súčiastky, ktoré sú najviac zasiahnuté.

CVD povlaky ako ochranná bariéra: SiC a TaC v akcii

Aby sa zabránilo kontaminácii skôr, ako sa začne, mnohí výrobcovia čipov sa obracajú naCVD povlakyNa časti komory sa pridávajú tenké vrstvy, aby sa chránili pred poškodením a chemikáliami. Dva najspoľahlivejšie materiály pre túto úlohu súkarbid kremíka (SiC)akarbid tantalu (TaC)Nie sú len odolné – sú aj stabilné v agresívnom plazmovom prostredí.

SiC sa používa, pretože dobre znáša teplo a odoláva reakcii s plynmi. SiC s CVD povlakom na súčiastkach vytvára pevný povrch, ktorý sa ľahko neopotrebuje. Aj po mnohých cykloch leptania zostáva hladký a čistý, takže na doštičky dopadá menej častíc.

TaC sa používa, keď je proces leptania ešte drsnejší. Dobre funguje so silnými plazmami a odolnými halogénovými plynmi. Jeho hustá štruktúra a vysoký bod topenia ho robia obzvlášť odolným voči korózii. V niektorých pokročilých nástrojoch,TaC povlakypomáhajú znižovať kontamináciu kovmi. To je dôležité pre výrobu rýchlych logických a pamäťových čipov.

Tieto povlaky fungujú tak, že vytvárajú bariéru medzi plazmou a dielom. To pomáha dielu vydržať dlhšie a udržiava komoru stabilnú. Taktiež umožňuje inžinierom pracovať dlhšie bez zastavenia na čistenie alebo výmenu dielov.

Predstavte si to ako nalepenie ochrannej fólie na displej telefónu. Nezmení to fungovanie telefónu, ale znesie náraz, aby sa to nestalo na displeji. Obrázok:

Zlepšený leptací výkon a znížené náklady na údržbu

CVD povlakyMateriály ako SiC a TaC chránia súčiastky, pomáhajú leptaniu prebiehať hladšie a znamenajú, že je potrebné menej opravovať. Keď súčiastky v komore zostanú v dobrom stave, leptanie je konzistentnejšie. To znamená, že viac doštičiek prejde kontrolami kvality a menej sa ich vyhodí kvôli chybám.

Stabilné podmienky v komore sú kľúčové pre opakovateľné výsledky. Bez povlakov sa časti komory pomaly opotrebúvajú. To môže zmeniť tok plynu, rozptyl tepla a správanie plazmy. Tieto zmeny môžu byť spočiatku malé, ale časom môžu viesť k rôznym výsledkom. Povlakované časti pomáhajú predchádzať tomuto javu tým, že udržiavajú komoru predvídateľnejšou od jedného doštičky k druhému.

Navyše, diely s CVD povlakom vydržia oveľa dlhšie, kým ich bude potrebné vymeniť. Nepovlakované nástroje potrebujú viac zastávok na čistenie, čo spôsobuje zdržania. Povlakované diely vydržia dlhšie, čím sa skracujú prestoje a dodatočná práca.

Reálne továrne zaznamenali tento prínos. Napríklad jeden výrobca čipov použil krúžky s povlakom SiC namiesto obyčajného hliníka a dosiahol o 40 % dlhšiu prevádzkovú dobu. To skrátilo prestoje a udržalo stabilnejší výťažok doštičiek.

Je to jasný prípad pravidla „minúť vopred trochu viac, časom veľa ušetriť“. CVD povlaky udržiavajú súčiastky bezpečné a čisté, takže sa inžinieri môžu sústrediť na prácu, nie na opravu vecí.

Preskúmajte možnosti povlakovania od spoločnosti Semixlab pre váš leptací systém

Ak chcete zo svojho leptacieho systému vyťažiť maximum, je užitočné spolupracovať s niekým, kto pozná materiály a proces. Semixlab vyrába CVD povlaky ako SiC a TaC, určené pre leptacie nástroje a testované v skutočných továrňach.

Čo odlišuje Semixlab od ostatných, sú ich zákazkové služby. Dokážu nanášať povlaky na rôzne tvary a diely, ako sú hliníkové krúžky alebo grafitové nosiče. Povlaky sú hladké, pevné a vyrobené tak, aby vyhovovali vašim potrebám. Všetky náterové práce sa vykonávajú v čistých a kontrolovaných miestnostiach, takže sa dovnútra nedostanú žiadne nové nečistoty ani častice.

Mnoho tovární posiela použité diely na opätovné nanesenie povrchovej úpravy, namiesto toho, aby ich priamo vymenili. Tento prístup nielen šetrí peniaze, ale pomáha aj znižovať odpad. Semixlab kontroluje každý diel, aby sa uistil, že je stále pevný. Ak prejde skúškou, vyčistí ho, nanesie povrchovú úpravu a pošle späť – pripravený na opätovné použitie. To pomáha dielom vydržať dlhšie bez straty výkonu.

Inžinieri spolupracujúci so spoločnosťou Semixlab získajú viac než len nátery. Nie ste si istí, ktorý materiál je vhodný pre vaše plyny? Chcete vedieť, ako dlho vydrží s vašou plazmou? Ich tím ho môže otestovať alebo skontrolovať údaje, aby vám pomohol s výberom.

Ak chcete vyskúšať potiahnuté diely, skontrolujte, koľko času a doštičiek teraz strácate. Povlaky vám môžu pomôcť ušetriť oboje.