Nola aukeratu eraztun egokia erdieroaleen plasma grabaturako?

Sarrera: Zergatik dira garrantzitsuak erdieroaleen foku-eraztunak fabrikazio aurreratuan

Gaur egungo erdieroaleen fabrikazioan, oblea-errendimendu handia eta gailuen errendimendu koherentea lortzea ez da soilik litografia eta deposizio-teknologia aurreratuen mende, baita plasma-prozesatzeko baldintzen kontrol zehatzaren mende ere. Plasma-grabatzeko ganbera baten barruko osagai askoren artean, erdieroaleen foku-eraztunak funtsezko zeregina du, baina askotan gutxietsi egiten da.

Foku-eraztuna doitasunez egindako osagai bat da, oblearen ertzean instalatzen dena, plaka elektrostatikoan (ESC). Bere funtzio nagusia plasmaren banaketa erregulatzea, ertzeko eremu elektrikoak kontrolatzea eta oblearen gainazalean ioi-fluxu uniformea ​​mantentzea da plasma-grabatze prozesuetan.

Erdieroaleen gailuak nodo logiko aurreratuetara, dentsitate handiko memoriara eta banda-tarte zabaleko potentzia-gailuetara eskalatzen jarraitzen duten heinean, plasma-grabatzeko eskakizunak gero eta zorrotzagoak dira. Oblearen ertzean dauden aldaketek zuzenean eragin dezakete dimentsio kritikoaren (CD) kontrolari, grabatzeko uniformetasunari, akatsen sorreran eta ekoizpen-errendimendu orokorrean.

Beraz, Foku Eraztunaren material egokia hautatzea erabaki garrantzitsua bihurtu da erdieroaleen ekipamenduen fabrikatzaileentzat eta obleen fabrikatzaileentzat. Material desberdinak-silizioa, kuartzoa, silizio karburoa (SiC), alumina eta itria zeramikak barne-abantaila desberdinak eskaintzen dituzte plasmaren kimikaren, prozesuaren tenperaturaren, bizitza-eskakizunen eta kutsaduraren kontrol-arauaren arabera.

Zer da erdieroaleen foku-eraztun bat eta zer egiten du?

Erdieroaleen Foku Eraztuna plasma kontrolerako osagai zirkular bat da, batez ere grabatu lehorreko ekipoetan erabiltzen dena, plasma kapazitiboki akoplatuan (CCP) eta plasma induktiboki akoplatuan (ICP) dauden sistemetan barne.

Plasma grabatzean, oblearen erdiguneak eta ertzak ingurune elektromagnetiko desberdinak jasaten dituzte, oblea ez baita berez bere muga fisikotik haratago hedatzen. Konpentsaziorik gabe, plasmaren dentsitatea, ioien energia eta oblearen ertzetik gertu dagoen eremu elektrikoaren banaketa ezegonkor bihur daitezke, eta ertz efektuak sortu, hala nola:

l Grabatze-tasa ez-uniformea

l Dimentsio kritikoaren aldakuntza

l Ertz-gaingrabatzea

l Profilaren distortsioa

l Oblearen errendimendu murriztua

Foku Eraztunak plasma ingurune kontrolatu bat sortzen du oblearen perimetroaren inguruan. Muga-baldintza elektriko eta fisiko antzekoak emanez, plasmaren portaera koherentea mantentzen laguntzen du oblearen erdialdetik ertzeraino.

Erdieroaleen fabrikazio aurreratuan, Focus Ring-ak beste ganbera-osagai kritiko batzuekin batera lan egiten du, besteak beste, mandrina elektrostatikoa (ESC), dutxa-burua, ganbera-estaldura eta goiko elektrodoa, plasma-prozesatzeko baldintza egonkorrak lortzeko.

Erdieroale arruntaren foku-eraztunas

Foku-eraztun baten errendimendua bere materialen propietateek zehazten dute neurri handi batean. Erdieroaleen fabrikatzaileek material desberdinak hautatzen dituzte plasmaren kimikaren, prozesuaren eskakizunen eta osagaien iraupen esperoaren arabera.

1. Siliziozko Foku Eraztuna

Silizioa erdieroaleen foku-eraztunetarako gehien erabiltzen den materialetako bat da, batez ere siliziozko obleen prozesamenduan.

Silizioak prozesatzen ari den siliziozko oblearen antzeko ezaugarri kimikoak dituenez, Siliziozko Foku Eraztun batek grabatzeko portaera oso aurreikusgarria eta ertzen uniformetasun bikaina eman ditzake.

Aplikazio tipikoak hauek dira:

l Siliziozko grabatua

l Ioi erreaktiboen grabaketa sakona (DRIE)

l Logika-gailuen fabrikazioa

l Memoriaren fabrikazioa

Siliziozko Foku Eraztunen abantaila nagusia prozesuen bateragarritasuna da. Plasma baldintzetan obleak eta Foku Eraztunak antzera erreakzionatzen dutenez, ertz efektuak minimizatu daitezke.

Hala ere, silizioak plasmarekiko erresistentzia mugatua du zeramikazko material aurreratuekin alderatuta, eta horrek zerbitzu-bizitza laburragoa du plasma ingurune oldarkorretan.

2. Silizio Karburozko (SiC) Foku Eraztuna

SiC Foku Eraztuna plasma grabatzeko aplikazio aurreratuetarako material garrantzitsuenetako bat bihurtu da.

Silizio karburoak propietate bikainak eskaintzen ditu, besteak beste:

l Plasma korrosioarekiko erresistentzia handia

l Eroankortasun termiko handia

l Erresistentzia mekaniko handia

l Partikula-sorkuntza txikia

l Dimentsio-egonkortasun bikaina

SiC Foku Eraztunak oso erabiliak dira honako hauetan:

l Grabatu dielektrikoa

l Oxidoaren grabatua

l Silizio karburozko erdieroaleen prozesamendua

l GaN gailuen fabrikazioa

l Dentsitate handiko plasma aplikazioak

Siliziozko edo kuartzozko material tradizionalekin alderatuta, SiC-k bizitza luzeagoa eta egonkortasun hobea eskaintzen ditu potentzia handiko plasma baldintzetan.

Logika eta memoria aurreratuaren fabrikaziorako, gero eta gehiago erabiltzen dira purutasun handiko CVD SiC Foku Eraztunak, dentsitate, purutasun eta fluor-oinarritutako plasmarekiko erresistentzia handiagoa dutelako.

3. Kuartzozko Foku Eraztuna

Kuartzoa historikoki plasma prozesatzeko aplikazio askotan erabili izan da, bere purutasun bikainagatik eta isolamendu elektrikoaren propietateengatik.

Honako hauek dira abantailak:

l Purutasun kimiko handia

l Ezaugarri dielektriko onak

l Portaera elektriko egonkorra

Hala ere, kuartzoak eroankortasun termiko nahiko baxua du eta erresistentzia txikiagoa plasma-kimika oldarkorren aurrean, hala nola fluor-oinarritutako grabatzeko gasen aurrean.

4. Kuartzozko Foku Eraztunak normalean aurkitzen dira:

l Erdieroale helduen prozesuak

l PECVD sistemak

l Intentsitate txikiagoko plasma aplikazioak

Bolumen handiko fabrikazio aurreraturako, kuartzoa pixkanaka SiC eta zeramikazko material aurreratuek ordezkatzen ari dira.

5. Alumina (Al₂O₃) Foku-eraztuna

Alumina zeramikazko Foku Eraztunek erresistentzia mekaniko ona, isolamendu elektrikoa eta kostu abantailak eskaintzen dituzte.

Ohikoki erabiltzen dira:

l Plasma-grabaketa orokorra

l Erdieroaleen ekipamenduen osagaiak

l Plasma ingurune gutxiago oldarkorrak

Aluminak plasma-erresistentzia arrazoizkoa eskaintzen duen arren, fluor-plasmaren esposizio muturrekoaren pean duen errendimendua SiC edo itria oinarritutako zeramikak baino txikiagoa da oro har.

6. Yttria (Y₂O₃) Foku-eraztuna

Yttria zeramikoak gero eta arreta gehiago erakarri du erdieroale aurreratuen fabrikazioan, fluor plasmarekiko duen erresistentzia bikainagatik.

Abantaila nagusiak honako hauek dira:

l Partikula-sorkuntza oso baxua

l Plasmaren korrosioarekiko erresistentzia bikaina

l Bizitza operatibo luzea

Yttria Foku Eraztunak batez ere honako hauetan erabiltzen dira:

l Memoria aurreratuaren fabrikazioa

l Alderdi-erlazio handiko grabatua (HAR)

l Hurrengo belaunaldiko plasma prozesuak

Muga nagusia zeramikazko prozesatze-eskakizun konplexuak direla eta fabrikazio-kostu handiagoa da.

Erdieroaleen Foku Eraztun Materialen Konparaketa

Nola aukeratu plasma grabaturako foku-eraztun egokia?

Plasma grabatzeko foku eraztun egokia aukeratzeak prozesuaren errendimendua, materialaren iraunkortasuna eta jabetza kostu osoa orekatzea eskatzen du.

Ebaluazio faktore nagusien artean hauek daude:

1. Plasmaren Kimikaren Bateragarritasuna

Gas desberdinak, hala nola CF₄, CHF₃, NF₃, SF₆, eta Cl₂ korrosio-ingurune desberdinak sortzen dituzte. Materialak plasma-esposizio-baldintzen arabera hautatu behar dira.

2. Prozesuaren Tenperaturaren Egonkortasuna

Grabatu-prozesu aurreratuek tentsio termiko handia sortzen dute. Eroankortasun termiko handia eta hedapen termiko txikia duten materialek, hala nola SiC-k, dimentsio-egonkortasun hobea eskaintzen dute.

3. Partikula-kontrola

Erdieroale aurreratuen nodoetarako, partikulen kutsadurak zuzenean eragiten du errendimenduan. SiC eta itria materialek gainazaleko egonkortasun bikaina eta partikula-sorkuntza txikia eskaintzen dituzte.

4. Bizitza osorako eta kostuen eraginkortasuna

Zeramika aurreratuek hasierako kostu handiagoak izan ditzaketen arren, haien bizitza luzeagoak eta mantentze-maiztasun txikiagoak ekipamenduen funtzionamendu-kostu orokorrak nabarmen murriztu ditzakete.

Maiz egiten diren galderak

1. galdera: Zer da erdieroaleen foku-eraztun bat?

Erdieroaleen Foku Eraztuna plasma kontrol osagai bat da, grabatu lehorreko ekipamenduetan oblearen ertzaren inguruan instalatzen dena. Plasmaren banaketa uniformea ​​mantentzen laguntzen du eta oblearen ertzaren grabatze errendimendua hobetzen du.

2. galdera: Zergatik erabiltzen da SiC erdieroaleen foku-eraztunetarako?

SiC oso erabilia da plasma korrosioarekiko erresistentzia bikainagatik, eroankortasun termiko handiagatik, erresistentzia mekanikoagatik eta partikula-sorkuntza txikiagatik, eta horrek egokia egiten du grabatze-prozesu aurreratuetarako.

3. galdera: Zein material erabiltzen dira erdieroaleen foku-eraztunetarako?

Foku-eraztunentzako material ohikoenak hauek dira: silizioa, kuartzoa, silizio karburoa (SiC), CVD SiC, alumina eta yttria (Y₂O₃) zeramika.

4. galdera: Nola aukeratu behar dut foku-eraztunaren material egokia?

Hautaketa plasmaren kimikaren, prozesuaren tenperaturaren, grabatzeko eskakizunen, kutsaduraren kontrolaren, bizitza-itxaropenen eta jabetza-kostu orokorraren araberakoa da.

5. galdera: Zein da siliziozko eta SiC foku-eraztunen arteko aldea?

Siliziozko Foku Eraztunek prozesuen bateragarritasun bikaina eskaintzen dute siliziozko grabaturako, eta SiC Foku Eraztunek, berriz, plasma erresistentzia hobea, bizitza luzeagoa eta egonkortasun hobetua eskaintzen dituzte erdieroale aurreratuen prozesuetarako.