Bague de mise au point de gravure

Dans les procédés de fabrication de semi-conducteurs de base, tels que le dépôt chimique en phase vapeur CVD, la gravure et le dépôt de couches minces, la bague de focalisation de gravure, l'électrode, le contrôleur de température de bord et d'autres composants consommables sont essentiels pour garantir la précision et la stabilité du processus. Ces composants sont assemblés avec précision dans une chambre à vide pour obtenir un usinage uniforme des structures nanométriques à la surface du wafer grâce à un contrôle précis de la distribution du plasma, de la température de bord et de l'uniformité du champ électrique.

Pour répondre aux exigences strictes de propreté et de stabilité des procédés haut de gamme (de 5 nm et moins), Semixlab a introduit des anneaux de focalisation gravés et des consommables de support utilisant du silicium monocristallin de haute pureté comme matériau de base, contrairement aux matériaux traditionnels en quartz. Des avancées majeures en termes de résistance à la corrosion, de stabilité thermique et de propriétés diélectriques.

Comparaison des matériaux du noyau : silicium monocristallin et quartz

1. Résistance à la corrosion par plasma

Monocristaux. Très compatibles avec le matériau de base de la plaquette, ils ont montré des taux de gravure très faibles dans les environnements plasma à base de fluor (CF₄, SF₆) ou de chlore (Cl₂) et une durée de vie jusqu'à 3 à 5 fois supérieure à celle du quartz, réduisant ainsi les temps d'arrêt des équipements et la fréquence de remplacement.

Quartz : Bien qu'il présente une bonne résistance aux hautes températures, il est facile de former des microfissures sous un bombardement ionique à haute énergie, ce qui entraîne un risque accru de pollution par les particules, en particulier dans le processus de gravure à long terme.

2. Conductivité thermique et coefficient de dilatation thermique

Silicium monocristallin : sa conductivité thermique (149 W/m·K) est nettement supérieure à celle du quartz (1.4 W/m·K), ce qui lui permet de conduire rapidement la chaleur du procédé et de réduire les contraintes thermiques locales. Son faible coefficient de dilatation thermique (2.6 × 10⁻⁶/K) est comparable à celui des plaquettes de silicium, évitant ainsi la déformation des composants due aux fluctuations de température.

Quartz : faible conductivité thermique, facile à former un gradient de température dans la chambre, affectant l'uniformité du plasma ; Le coefficient de dilatation thermique (0.55×10⁻⁶/K) est très différent de celui de la plaquette, ce qui est facile à provoquer un micro-déplacement des composants sous une température élevée à long terme.

Propriétés diélectriques et précision du processus

Monocrystal silicon: Very low dielectric loss (tanδ <0.001), the RF electric field distribution can be accurately regulated to ensure that the edge to the center of the wafer etching rate difference is less than 1.5%, meeting the requirements of advanced processes for line width uniformity.

Quartz : La constante diélectrique (3.8) est différente de l'environnement à base de silicium, ce qui conduit facilement à une distorsion du champ électrique, et l'effet de bord est important, ce qui affecte la cohérence de formation de la structure à rapport hauteur/largeur élevé.

Pourquoi choisir le silicium monocristallin ?

Dans les procédés avancés inférieurs à 7 nm, la fenêtre de traitement est limitée à l'échelle atomique, et la courte durée de vie des plaques et les interférences du champ électrique des consommables en quartz traditionnels constituent des goulots d'étranglement en termes de rendement. Grâce à son homologie physique et chimique avec les plaquettes, le silicium monocristallin permet de réduire considérablement les interférences d'interface, de prolonger le cycle de maintenance à plus de 3,000 40 heures et de réduire le coût global de XNUMX %.

Détail rapide:

1. Autres noms : Bague de mise au point, Bague de gravure, Bague de mise au point pour gravure, Bague de mise au point en silicium monocristallin.

2. Application : Les composants isoconsommables sont essentiels pour garantir la précision et la stabilité du processus. Assemblés avec précision dans une chambre à vide, ils permettent un usinage uniforme des structures nanométriques à la surface de la plaquette grâce à un contrôle précis de la distribution du plasma, de la température des bords et de l'uniformité du champ électrique.

3. Paramètres de base : conductivité thermique (149 W/m·K), peut conduire rapidement la chaleur du processus, réduire les contraintes thermiques locales ; son faible coefficient de dilatation thermique (2.6×10⁻⁶/K) correspond aux plaquettes de silicium pour éviter la déformation des composants due aux fluctuations de température.

Comparaison des données techniques

Gravure HAR : dans le processus 3D NAND et TSV (à travers le silicium), maintien stable de la perpendicularité des parois latérales des trous profonds.

Gravure de couches atomiques (ALE) : Suppression de couches atomiques individuelles par contrôle précis du champ électrique pour éviter une surgravure.

Traitement des semi-conducteurs composés : gravure à faible taux de défauts compatible avec les matériaux à large bande interdite tels que GaN et SiC.

Garantie zéro pollution : le matériau en silicium monocristallin est poli avec une précision ultra-précise (Ra < 0.1 μm) et un emballage de salle blanche de classe 10 pour éviter la libération de particules et répondre à la norme de propreté de qualité semi-conductrice (SEMI F47).

Conception de contrôle de température intelligent : module ETC intégré, surveillance et réglage en temps réel de la température de bord via un thermocouple intégré, compensation de la dérive thermique de la chambre de traitement, pour assurer la répétabilité des lots.

Compatibilité personnalisée : prise en charge de l'ouverture et de l'épaisseur personnalisées en fonction du modèle de station client (tel que AMAT Centura, Lam Research Kiyo), pour une variété de sources de plasma (ICP, CCP).