Keramische Teile in Ätzgeräten

In der Halbleiterindustrie ist das Ätzen ein wichtiger Prozess in der Halbleiterherstellung. Zu den gängigen Ätzverfahren gehören Trockenätzen, Plasmaätzen, reaktives Ionenätzen usw. In diesen Ätzgeräten werden in der Regel hochtemperaturbeständige, korrosionsbeständige und isolierende Materialien verwendet, z. B. keramische Materialien (Aluminiumoxid (Al₂O₃), Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumnitrid (Si₃N₄), Siliziumkarbid (SiC), usw.). Diese keramischen Materialien haben jeweils ihre eigenen Eigenschaften und unterschiedliche Anwendungen in Ätzgeräten. Im Folgenden werde ich die Rolle dieser keramischen Werkstoffe in der Ätztechnik erläutern.

1. Auskleidung der Reaktionskammer

Material: Al₂O₃, AlN
Funktion: Reduziert die Metallverschmutzung und schützt die Kammer vor Plasma- und Korrosionsgaserosion

2. Elektrostatische Spannvorrichtung (ESC)

Material: AlN, Al₂O₃, SiC
Funktion: Fixierung des Wafers durch elektrostatische Kraft, um eine Abweichung des Wafers zu verhindern, sowie Wärmeleitfähigkeit und Isolierung

3. Gasverteilerplatte

Material: Al₂O₃, Quarz, Si₃N₄
Funktion: Verteilen Sie das Reaktionsgas in der Kammer, um ein gleichmäßiges Ätzen zu gewährleisten.

4. Isolierring/Isolierring

Material: SiC, Al₂O₃
Funktion: Isolieren Sie die HF-Elektrode und die Kammer, um Entladungen oder Kurzschlüsse zu vermeiden.

5. Fokusring

Material: Al₂O₃, SiC, Quarz
Funktion: Schützen Sie den Rand des Wafers vor übermäßigem Ätzen

6. Wafer-Stütze/Platte

Material: AlN, SiC, Al₂O₃
FunktionWafer: für den Transport von Wafern verwendet, mit Wärmeleit- und Isoliereigenschaften

7. das Ansichtsfenster

Material: Quarz SiO₂, Saphir (Al₂O₃-Einkristall)
Funktion: verwendet für optische Überwachungsfenster, hohe Temperaturbeständigkeit und gute Lichtdurchlässigkeit, um Plasmaschäden zu vermeiden

8. das Heizelement

Material: Si₃N₄, SiC
Funktion: gleichmäßige Erwärmung beim Hochtemperaturätzen, Gewährleistung der Reaktionseffizienz und Vermeidung von Metallkontamination

Vorteile von keramischen Werkstoffen beim Ätzen

Quarzsaphirteile sind von hoher Reinheit und enthalten keine Metallverunreinigungen, wodurch Verschmutzungen vermieden werden können.

Starke Beständigkeit gegen korrosive Gase, kann Korrosion wie Cl₂ und F-basierte Gase für eine lange Zeit zu widerstehen, und verlängern die Lebensdauer der Teile.

Die Wärmeleitfähigkeit/Isolierung kann eine Entladung oder einen Kurzschluss verhindern, und die ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit der keramischen Materialien kann die Genauigkeit der Temperaturkontrolle im Wafer-Prozess gewährleisten.

Hohe mechanische Festigkeit, präzise Verarbeitung komplexer Formen und Anpassung an eine Vielzahl von Ätzprozessumgebungen

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