المادة المثالية لحلقات التركيز في معدات الحفر بالبلازما: كربيد السيليكون (SiC)

في معدات الحفر بالبلازما، تلعب المكونات الخزفية دورًا حاسمًا، بما في ذلكحلقة التركيز.ال حلقة التركيز، الموضوعة حول الرقاقة وعلى اتصال مباشر بها، ضرورية لتركيز البلازما على الرقاقة عن طريق تطبيق الجهد على الحلقة. وهذا يعزز توحيد عملية النقش.

تطبيق حلقات التركيز SiC في آلات الحفر

مكونات SiC CVDفي آلات الحفر، مثلحلقات التركيز, رؤوس دش الغاز، والصفائح، وحلقات الحافة، مفضلة بسبب تفاعل SiC المنخفض مع غازات الحفر المعتمدة على الكلور والفلور وموصليتها، مما يجعلها مادة مثالية لمعدات حفر البلازما.

مزايا SiC كمادة حلقة التركيز

ونظرًا للتعرض المباشر للبلازما في غرفة التفاعل الفراغي، يجب أن تكون حلقات التركيز مصنوعة من مواد مقاومة للبلازما. تعاني حلقات التركيز التقليدية، المصنوعة من السيليكون أو الكوارتز، من ضعف مقاومة النقش في البلازما القائمة على الفلور، مما يؤدي إلى التآكل السريع وانخفاض الكفاءة.

مقارنة بين حلقات التركيز Si وCVD SiC:

1. كثافة أعلى:يقلل من حجم النقش.

2. فجوة واسعة النطاق: يوفر عزلًا ممتازًا.

    3. الموصلية الحرارية العالية ومعامل التمدد المنخفض: مقاومة للصدمات الحرارية.

    4. مرونة عالية:مقاومة جيدة للتأثيرات الميكانيكية.

    5. صلابة عالية: ارتداء ومقاومة للتآكل.

تشترك SiC في التوصيل الكهربائي للسيليكون مع توفير مقاومة فائقة للحفر الأيوني. مع تقدم عملية تصغير الدوائر المتكاملة، يزداد الطلب على عمليات الحفر الأكثر كفاءة. تتطلب معدات الحفر بالبلازما، خاصة تلك التي تستخدم البلازما المقترنة بالسعة (CCP)، طاقة بلازما عالية، مما يسمح لها بالتصنيعحلقات التركيز SiCشعبية متزايدة.

معلمات حلقة التركيز Si وCVD SiC:

المعلمة	السيليكون (سي)	كربيد السيليكون CVD (SiC)
الكثافة (جم/سم³)	2.33	3.21
فجوة النطاق (eV)	1.12	2.3
الموصلية الحرارية (ث/سم درجة مئوية)	1.5	5
معامل التمدد الحراري (x10⁻⁶/درجة مئوية)	2.6	4
معامل المرونة (GPa)	150	440
صلابة	أدنى	أعلى

 

عملية تصنيع حلقات التركيز SiC

في معدات أشباه الموصلات، يتم استخدام CVD (ترسيب البخار الكيميائي) بشكل شائع لإنتاج مكونات SiC. يتم تصنيع حلقات التركيز عن طريق ترسيب SiC في أشكال محددة من خلال ترسيب البخار، تليها المعالجة الميكانيكية لتشكيل المنتج النهائي. يتم تحديد نسبة المواد لترسيب البخار بعد تجارب واسعة النطاق، مما يجعل المعلمات مثل المقاومة متسقة. ومع ذلك، قد تتطلب معدات الحفر المختلفة حلقات تركيز ذات مقاومات مختلفة، مما يستلزم تجارب نسبة مواد جديدة لكل مواصفات، وهو ما يستغرق وقتًا طويلاً ومكلفًا.

بالاختيارحلقات التركيز SiCمنSemicera أشباه الموصلات، يمكن للعملاء تحقيق فوائد دورات الاستبدال الأطول والأداء المتفوق دون زيادة كبيرة في التكلفة.

مكونات المعالجة الحرارية السريعة (RTP).

الخصائص الحرارية الاستثنائية لـ CVD SiC تجعلها مثالية لتطبيقات RTP. تستفيد مكونات RTP، بما في ذلك حلقات الحافة والألواح، من CVD SiC. أثناء RTP، يتم تطبيق نبضات حرارية مكثفة على الرقائق الفردية لفترات قصيرة، يليها تبريد سريع. حلقات حافة CVD SiC، رقيقة وذات كتلة حرارية منخفضة، لا تحتفظ بحرارة كبيرة، مما يجعلها غير متأثرة بعمليات التسخين والتبريد السريعة.

مكونات النقش بالبلازما

المقاومة الكيميائية العالية لـ CVD SiC تجعلها مناسبة لتطبيقات النقش. تستخدم العديد من غرف النقش لوحات توزيع الغاز CVD SiC لتوزيع غازات النقش، والتي تحتوي على آلاف الثقوب الصغيرة لتشتيت البلازما. بالمقارنة مع المواد البديلة، فإن CVD SiC لديه تفاعل أقل مع غازات الكلور والفلور. في النقش الجاف، يتم استخدام مكونات CVD SiC مثل حلقات التركيز وألواح ICP وحلقات الحدود ورؤوس الدش بشكل شائع.

يجب أن تتمتع حلقات التركيز SiC، مع جهدها المطبق للتركيز البلازمي، بموصلية كافية. عادة ما تكون حلقات التركيز مصنوعة من السيليكون، وتتعرض للغازات التفاعلية التي تحتوي على الفلور والكلور، مما يؤدي إلى التآكل الحتمي. توفر حلقات التركيز SiC، بمقاومتها الفائقة للتآكل، عمرًا أطول مقارنة بحلقات السيليكون.

مقارنة دورة الحياة:

· حلقات التركيز SiC:يتم استبداله كل 15 إلى 20 يومًا.
· حلقات التركيز السيليكونية:يتم استبداله كل 10 إلى 12 يومًا.

على الرغم من أن حلقات SiC أغلى بمرتين إلى ثلاث مرات من حلقات السيليكون، فإن دورة الاستبدال الموسعة تقلل من تكاليف استبدال المكونات الإجمالية، حيث يتم استبدال جميع أجزاء التآكل الموجودة في الحجرة في وقت واحد عند فتح الحجرة لاستبدال حلقة التركيز.

حلقات التركيز SiC لأشباه الموصلات من Semicera

تقدم شركة Semicera Semiconductor حلقات تركيز SiC بأسعار قريبة من أسعار حلقات السيليكون، مع فترة زمنية تبلغ حوالي 30 يومًا. من خلال دمج حلقات التركيز SiC من Semicera في معدات الحفر بالبلازما، تم تحسين الكفاءة وطول العمر بشكل كبير، مما يقلل تكاليف الصيانة الإجمالية ويعزز كفاءة الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ Semicera تخصيص مقاومة حلقات التركيز لتلبية متطلبات العملاء المحددة.

ومن خلال اختيار حلقات التركيز SiC من Semicera Semiconductor، يمكن للعملاء تحقيق فوائد دورات الاستبدال الأطول والأداء المتفوق دون زيادة كبيرة في التكلفة.