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碳化硅聚焦环陶瓷材料
更新时间:2022-03-11 14:50:50  |  来源:  |  点击次数:1884次

      随着半导体技术的发展,等离子体刻蚀逐渐成为半导体制造工艺广泛应用的技术。等离子体刻蚀产生的等离子体具有很强的腐蚀性,在刻蚀晶圆的过程中也会对工艺腔腔体和腔体内部件造成严重腐蚀,所以半导体加工设备中与等离子体接触的部件需要有较好的耐等离子体刻蚀性能。

      相对于有机和金属材料,陶瓷材料一般都具有较好的耐物理和化学腐蚀性能以及很高的工作温度,因而在半导体工业中,多种陶瓷材料已成为半导体单晶硅片制造工序和前道加工工序的设备核心部件制造材料,如SiC,AlN,Al2O3和Y2O3等。在等离子环境中陶瓷材料的选择取决于核心部件所处的工作环境以及对制程产品的品质要求,如耐等离子刻蚀性能,电性能,绝缘性等。等离子刻蚀设备应用陶瓷材料的部件主要有视窗镜、静电卡盘、聚焦环等。

      其中,聚焦环的主要目的是提供均匀的等离子体,用于确保刻蚀的一致性和准确性。同时,它还需要具备与硅晶圆相近的电导率。导电硅作为一种常用的聚焦环材料,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。
碳化硅除了与硅具有相似的电导率以外,还具有良好的耐离子刻蚀性能,相对于导电硅,它更适合用作聚焦环材料。

      SiC因其优异的性能被广泛用于半导体加工设备部件,例如
碳化硅具有优异的耐高温特性,广泛应用于各种沉积设备的核心部件材料。碳化硅具有优异的导热率以及与Si片较匹配的电导率被用作聚焦环材料,而且SiC具有更加优异的耐等离子刻蚀性能,是极好的备选材料。

      有研究人员研究了
碳化硅在碳氟等离子中的刻蚀机理,其结论表明碳化硅经碳氟等离子刻蚀后,表面发生一系列化学反应形成很薄一层碳氟聚合物薄膜,该薄膜可阻止活性氟基等离子体进一步与基体发生反应,因而相对于Si,其耐等离子刻蚀性能更加优异。

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