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碳化硅聚焦環(huán)陶瓷材料
更新時間:2022-03-11 14:50:50  |  來源:  |  點(diǎn)擊次數(shù):2404次

      隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,等離子體刻蝕逐漸成為半導(dǎo)體制造工藝廣泛應(yīng)用的技術(shù)。等離子體刻蝕產(chǎn)生的等離子體具有很強(qiáng)的腐蝕性,在刻蝕晶圓的過程中也會對工藝腔腔體和腔體內(nèi)部件造成嚴(yán)重腐蝕,所以半導(dǎo)體加工設(shè)備中與等離子體接觸的部件需要有較好的耐等離子體刻蝕性能。

      相對于有機(jī)和金屬材料,陶瓷材料一般都具有較好的耐物理和化學(xué)腐蝕性能以及很高的工作溫度,因而在半導(dǎo)體工業(yè)中,多種陶瓷材料已成為半導(dǎo)體單晶硅片制造工序和前道加工工序的設(shè)備核心部件制造材料,如SiC,AlN,Al2O3和Y2O3等。在等離子環(huán)境中陶瓷材料的選擇取決于核心部件所處的工作環(huán)境以及對制程產(chǎn)品的品質(zhì)要求,如耐等離子刻蝕性能,電性能,絕緣性等。等離子刻蝕設(shè)備應(yīng)用陶瓷材料的部件主要有視窗鏡、靜電卡盤、聚焦環(huán)等。

      其中,聚焦環(huán)的主要目的是提供均勻的等離子體,用于確??涛g的一致性和準(zhǔn)確性。同時,它還需要具備與硅晶圓相近的電導(dǎo)率。導(dǎo)電硅作為一種常用的聚焦環(huán)材料,它與硅晶圓的電導(dǎo)率幾乎接近,但不足是在含氟等離子體中耐刻蝕性差,刻蝕機(jī)部件材料常常使用一段時間后就會出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的現(xiàn)象,嚴(yán)重降低其生產(chǎn)效率。
碳化硅除了與硅具有相似的電導(dǎo)率以外,還具有良好的耐離子刻蝕性能,相對于導(dǎo)電硅,它更適合用作聚焦環(huán)材料。

      SiC因其優(yōu)異的性能被廣泛用于半導(dǎo)體加工設(shè)備部件,例如
碳化硅具有優(yōu)異的耐高溫特性,廣泛應(yīng)用于各種沉積設(shè)備的核心部件材料。碳化硅具有優(yōu)異的導(dǎo)熱率以及與Si片較匹配的電導(dǎo)率被用作聚焦環(huán)材料,而且SiC具有更加優(yōu)異的耐等離子刻蝕性能,是極好的備選材料。

      有研究人員研究了
碳化硅在碳氟等離子中的刻蝕機(jī)理,其結(jié)論表明碳化硅經(jīng)碳氟等離子刻蝕后,表面發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)形成很薄一層碳氟聚合物薄膜,該薄膜可阻止活性氟基等離子體進(jìn)一步與基體發(fā)生反應(yīng),因而相對于Si,其耐等離子刻蝕性能更加優(yōu)異。

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