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什么是聚焦环
聚焦环是放置在晶圆外部、直接接触晶圆的重要部件,通过将电压施加到环上以聚焦通过环的等离子体,从而将等离子体聚焦在晶圆上以提高加工的均匀性。按材质有导电硅聚焦环和碳化硅聚焦环。
来源:KNJ
聚焦环的种类
导电硅聚焦环:导电硅作为常用的聚焦环材料,它与硅晶圆的电导率几乎接近,但不足是在含氟等离子体中耐刻蚀性差,刻蚀机部件材料常常使用一段时间后就会出现严重腐蚀的现象,严重降低其生产效率。
石英聚焦环:集成电路刻蚀环节使用耐腐蚀性的石英聚焦环。但石英较陶瓷不耐碰撞,石英碰撞后容易造成表免剥落状态,上机会造成问题。
碳化硅聚焦环:由CVD-SiC制作而成,具备超高纯度、高耐腐蚀性、高耐氧化性、高耐热性、高耐磨损性的特性,具有与硅相似的电导率、良好的耐离子刻蚀性能。
碳化硅聚焦环的制备
在半导体设备用碳化硅零部件领域,行业内企业一般均采用化学气相沉积(CVD)法进行生产。
通常聚焦环是通过气相沉积的方法将化学反应生成的碳化硅沉积成一定的形状,然后根据具体使用条件,将呈一定形状的碳化硅进行机械加工生成聚焦环。
CVD SiC聚焦环制备工艺(来源:TCK)
这个过程中,参与气相沉积的原材料配比是经过多次实验后固定的,因此制作出的碳化硅聚焦环的属性,如电阻率等参数也是固定的。但是对等离子体刻蚀设备来说,固定的电阻率对不同的刻蚀设备并不总是适用,当需要较低电阻率的聚焦环或较高电阻率的聚焦环时,由于需要改变参与气相沉积的原材料配比,需要重新进行多次实验重新确定原材料配比,周期长,耗费高。