炭化ケイ素集束リングセラミック材料
半導体技術の発展に伴い、プラズマエッチングは徐々に半導体製造プロセスで広く使用される技術になりました。プラズマエッチングによって生成されたプラズマは非常に腐食性であり、また、ウェーハをエッチングするプロセス中に、プロセスチャンバーの空洞および空洞内の構成要素に深刻な腐食を引き起こす。したがって、プラズマと接触する半導体処理装置のコンポーネントには、プラズマエッチングに対する耐性が優れています。
有機および金属材料と比較して、セラミック材料は一般に、より優れた物理的および化学的耐食性と高い作業温度を備えています。そのため、半導体業界では、さまざまなセラミック材料が半導体単結晶シリコンウェーハの製造プロセスおよびフロントエンドになっています。SiC、AlN、Al2O3、Y2O3などの処理プロセスにおける機器のコアコンポーネントの製造材料。プラズマ環境でのセラミック材料の選択は、コアコンポーネントの作業環境とプラズマエッチング耐性、電気的特性、絶縁などのプロセス製品。セラミック材料を使用したプラズマエッチング装置の主要コンポーネントは、ウィンドウミラー、静電チャック、集束リングなどです。
その中で、フォーカスリングの主な目的は、エッチングの一貫性と精度を確保するために使用される均一なプラズマを提供することです。同時に、シリコンウェーハと同様の導電率が必要です。一般的に使用されるフォーカスリング材料として、導電性シリコンはシリコンウェーハの導電性にほぼ近いが、フッ素含有プラズマでの耐エッチング性が低く、エッチング機部品が長期間使用されることが多いというデメリットがある。腐食の現象は、その生産効率を著しく低下させます。シリコンと同様の導電性を持つことに加えて、炭化ケイ素はイオンエッチングに対する優れた耐性も備えているため、導電性シリコンよりも適切なフォーカスリング材料になります。
SiCは、その優れた特性により、半導体処理装置の部品に広く使用されています。たとえば、炭化ケイ素は優れた耐高温性を備えており、さまざまな堆積装置のコアコンポーネントに広く使用されています。炭化ケイ素は、Siウェーハに匹敵する優れた熱伝導率と電気伝導率を持ち、フォーカスリング材料として使用されます。SiCは、プラズマエッチングに対する耐性が高く、優れた候補材料です。
一部の研究者は、炭素-フッ素プラズマにおけるシリコンカーバイドのエッチングメカニズムを研究し、彼らの結論は、シリコンカーバイドがカーボン-フッ素プラズマによってエッチングされた後、一連の化学反応が表面で起こり、フルオロカーボンポリマーフィルムの薄層を形成することを示している、可能性があります。アクティブなフッ素ベースのプラズマは、基板とそれ以上反応することが防止されるため、Siよりも優れたプラズマエッチング耐性を備えています。
