碳化矽聚焦環陶瓷材料

碳化矽聚焦環陶瓷材料
隨著半導體技術的發展,等離子刻蝕逐漸成為一種廣泛應用於半導體製造工藝的技術。等離子刻蝕產生的等離子具有很強的腐蝕性,在刻蝕晶圓的過程中也會對工藝腔體和腔體中的元件造成嚴重的腐蝕。因此,半導體加工設備中與等離子接觸的部件需要具有更好的抗等離子刻蝕能力。

與有機和金屬材料相比,陶瓷材料一般具有更好的物理和化學腐蝕性能和較高的工作溫度。因此,在半導體行業,多種陶瓷材料成為半導體單晶矽片的製造工藝和前端。加工過程中設備核心部件的製造材料,如SiC、AlN、Al2O3和Y2O3等。等離子環境下陶瓷材料的選擇取決於核心部件的工作環境和工件的質量要求。加工產品,如等離子刻蝕性能、電性能、絕緣性等。採用陶瓷材料的等離子刻蝕設備的主要部件有視窗鏡、靜電吸盤、聚焦環等。

其中,聚焦環的主要目的是提供均勻的等離子,用來保證刻蝕的一致性和準確性。同時,它需要具有類似於矽片的導電性。作為一種常用的聚焦環材料,導電矽幾乎接近矽片的導電率,但缺點是在含氟等離子體中耐蝕刻性較差,蝕刻機零件經常使用一段時間。腐蝕現象嚴重降低其生產效率。除了具有與硅相似的導電性外,碳化矽還具有良好的抗離子蝕刻性,使其成為比導電矽更適合的聚焦環材料。

SiC因其優異的性能被廣泛用於半導體加工設備部件。例如,碳化矽具有優異的耐高溫性能,廣泛用於各種沉積設備的核心部件。碳化矽具有與Si晶片相匹配的優良導熱性和導電性,用作聚焦環材料,而SiC具有更優異的耐等離子刻蝕性能,是一種優良的候選材料。

有研究人員研究了碳氟等離子體對碳化矽的刻蝕機理,他們的結論表明,碳氟等離子體對碳化矽進行刻蝕後,其表面會發生一系列化學反應,形成一層薄薄的氟碳聚合物薄膜。 ,它可以阻止活性氟基等離子體進一步與基板發生反應,因此它比Si具有更好的等離子體抗蝕刻性。

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