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SiC刻蝕環——半導體等離子刻蝕機的關鍵部件
前面為大家介紹了等離子刻蝕設備中的陶瓷零部件,其中就有提到了聚焦環。聚焦環是放置在晶圓外部、直接接觸晶圓的重要部件,通過將電壓施加到環上以聚焦通過環的等離子體,從而將等離子體聚焦在晶圓上以提高加工的均勻性。
SiC刻蝕環——半導體等離子刻蝕機的關鍵部件
圖 碳化硅聚焦環在刻蝕機中的應用,來源:KNJ
刻蝕設備中 CVD 碳化硅零部件包含聚焦環、氣體噴淋頭、托盤、邊緣環等,由于 CVD 碳化硅對含氯和含氟刻蝕氣體的低反應性、導電性,使其成為等離子體刻蝕設備聚焦環等部件的理想材料。

一、碳化硅是聚焦環的理想材料

由于聚焦環在真空反應室內會直接接觸等離子體,因此,需要采用耐等離子體腐蝕的材料。傳統的聚焦環由硅或石英制成,導電硅作為常用的聚焦環材料,它與硅晶圓的電導率幾乎接近,但不足是在含氟等離子體中耐刻蝕性差,刻蝕機部件材料常常使用一段時間后就會出現嚴重腐蝕的現象,嚴重降低其生產效率。
表 Si基聚焦環和CVD SiC聚焦環對比,來源:MLTi
SiC刻蝕環——半導體等離子刻蝕機的關鍵部件

SiC聚焦環在機械性能、化學性能、導熱性能、耐高溫、耐離子刻蝕性能等方面,都強于傳統Si:

(1)? 具有高密度減少蝕刻量;

(2)? 較高的帶隙優秀的絕緣;

(3)? 高熱導率、低膨脹系數,耐熱沖擊;

(4)? 具有高彈性,抗機械性沖擊性好;

(5)? 硬度高,耐磨損,耐腐蝕。
碳化硅具有與硅相似的電導率、良好的耐離子刻蝕性能。隨著集成電路微型化推進,集成電路制造對于刻蝕工藝的需求量、重要性不斷增加,刻蝕用等離子體功率、能量持續提高,尤其是電容耦合(CCP)等離子體刻蝕設備中所需等離子體能量更高,因此碳化硅材料制備的聚焦環使用率越來越高。

SiC刻蝕環——半導體等離子刻蝕機的關鍵部件

圖?固體碳化硅聚焦環,來源:東海碳素
在半導體設備用碳化硅零部件領域,行業內企業一般均采用化學氣相沉積(CVD)法進行生產。通常聚焦環是通過氣相沉積的方法將化學反應生成的碳化硅沉積成一定的形狀,然后根據具體使用條件,將呈一定形狀的碳化硅進行機械加工生成聚焦環。這個過程中,參與氣相沉積的原材料配比是經過多次實驗后固定的,因此制作出的碳化硅聚焦環的屬性,如電阻率等參數也是固定的。但是對等離子體刻蝕設備來說,固定的電阻率對不同的刻蝕設備并不總是適用,當需要較低電阻率的聚焦環或較高電阻率的聚焦環時,由于需要改變參與氣相沉積的原材料配比,需要重新進行多次實驗重新確定原材料配比,周期長,耗費高。

二、碳化硅聚焦環相關廠商名單

湖南德智新材料有限公司

深圳市志橙半導體材料股份有限公司

凱樂士股份有限公司

吉盛微(武漢)新材料科技有限公司

Semicorex?Advanced?Material?Technology?Co.,Ltd.

東海碳素Tokai?Carbon

韓國KNJ

CoorsTek

Ferrotec?Material?Technologies?Corporation

COMA?Technology

日本精密陶瓷株式會社

……

歡迎大家繼續補充。艾邦建有半導體陶瓷產業交流群,歡迎產業鏈上下游的企業進入:
SiC刻蝕環——半導體等離子刻蝕機的關鍵部件

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2024年半導體陶瓷產業論壇The ?Semiconductor Ceramics Industry?Forum
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主辦單位:深圳市艾邦智造資訊有限公司
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媒體支持:艾邦半導體網、艾邦陶瓷展、陶瓷科技視野
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半導體用高超精密陶瓷部件研制與應用

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大功率電力電子器件用陶瓷封裝基板的研究進展

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6

多孔陶瓷的研究進展及在半導體領域的應用

擬邀請多孔陶瓷企業/高校研究所

7

LTCC技術在半導體晶圓探針卡中的應用

擬邀請探針卡企業/高校研究所

8

CVD用絕緣高導熱氮化鋁陶瓷加熱器的研發

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9

耐等離子腐蝕的氧化釔陶瓷的開發與應用

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10

高強度高耐磨的氮化硅陶瓷材料的開發

擬邀請氮化硅陶瓷企業/高校研究所

11

碳化硅陶瓷結構件在集成電路制造關鍵裝備中的應用

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半導體裝備用陶瓷靜電卡盤關鍵技術

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高純氧化鋁陶瓷制備工藝及其在半導體領域的應用

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高精度復雜形狀碳化硅陶瓷制備工藝研究

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高強度氮化硅粉體制備工藝技術及產業化

擬邀請氮化硅粉體企業/高校研究所

18

高性能氮化鋁粉體連續式生產關鍵工藝技術

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21

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作者 gan, lanjie

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