Үш негізгі фокус сақинасын салыстыру

Фокус сақиналары әдетте плазмалық сызу жабдығының вафельді патронының айналасына орнатылатын дәлдіктегі сақиналы бөліктер болып табылады және ою процесі кезінде жоғары энергиялы плазмаға тікелей әсер етеді. Олардың негізгі функциясы пластинаның бүкіл бетінде біркелкі ою нәтижелерін қамтамасыз ету үшін құрбандық бөліктері ретінде әрекет ету болып табылады. Шеттік әсерге байланысты электр өрістері пластинаның шеттерінде күрт бұрмаланып, алшақтайды, бұл плазманың тығыздығы мен энергиясын вафли орталығына айтарлықтай сәйкес келмейді, осылайша оюдың біркелкілігін бұзады. Фокус сақиналары бұл мәселені төменде көрсетілгендей үш негізгі механизм арқылы шешеді:

1. Электр өрісін оңтайландыру

Вафлидің айналасында орналасқан фокус сақиналары вафлидің физикалық және электрлік шекараларын көтеру үшін электр өрісінің буферінің рампасы ретінде әрекет етеді. Бұл параметр пластинаның жиегіндегі плазмалық қабықты тегістейді, иондарды пластинаның бетін оңтайлы бұрыштармен бомбалауға бағыттайды, осылайша пластинаның жиегі мен ортасы арасында тұрақты ою дәлдігін қамтамасыз етеді.

2. Негізгі құрамдастарды қорғау механизмі

Офорт жүйесіндегі құрбандық бөліктері ретінде фокус сақиналары жоғары энергиялы плазманың тікелей бомбалауын көтереді. Олар астындағы қымбат құрамдастарды, мысалы, электростатикалық патрондарды зақымданудан қорғай алады, бұл құрамдас бөліктің қызмет ету мерзімін едәуір ұзартады және оларға техникалық қызмет көрсету шығындарын азайтады.

3. Жылулық және электрлік сәйкестікке техникалық қызмет көрсету

Кейбір фокус сақиналары жылуды біркелкі бөлуге қол жеткізуге немесе арнайы электр өткізгіштігі бар вафлимен жақсы сәйкес электр өрісін құруға көмектесе алады, осылайша жоғары дәлдіктегі ою үшін өте тұрақты өңдеу ортасын жасайды.

Кеңінен қолданылатын үш фокустық сақина материалдарын салыстыру

Кварц, кремний және кремний карбиді фокус сақиналарын өндіруге арналған үш басым материал болып табылады. Төменде олардың күшті жақтары, кемшіліктері және типтік қолданбалары егжей-тегжейлі берілген.

1. Кварц фокус сақинасы (дәстүрлі опция)

A. Артықшылықтары мен кемшіліктері

Кварц фокус сақиналарытөмен пайдалану құнын, жоғары жиілікті өрістерде тұрақты мінез-құлықты және жоғары диэлектрлік оқшаулауды көрсетеді. Дегенмен, олардың шектеулерін елемеуге болмайды. Кварц төмен механикалық қаттылыққа ие, сондықтан кварц фокустық сақиналары жоғары температура жағдайында деформацияға бейім. Олар сондай-ақ фтор негізіндегі плазмаға әсер еткенде өте жоғары коррозия жылдамдығымен иондардың шашырауына нашар қарсылық көрсетеді, бұл өндіріс процестеріне ластану қаупін тудыруы мүмкін.

B. Қолайлы сценарийлер

Бұл сақиналар 28 нм және одан жоғары ортадан төменге дейінгі процестерді қолдайтын, жоғары бомбаланбайтын RIE эфирлері үшін жұмыс істейді. Олар жетілдірілген түйіндер үшін ластануы төмен және ұзақ қызмет ету мерзімінің қатаң талаптарына жауап бере алмайды.

2. Кремний фокус сақинасы

A. Артықшылықтары мен кемшіліктері

Кремний фокус сақиналарыОлар жақсы сәйкес келетін жылу кеңею коэффициенттері мен электрлік қасиеттерді ұсынатын кремний пластиналарымен бірдей материалдан жасалған. Олар 1600°C дейінгі температураға шыдайды және плазманың біркелкі таралуын сақтауға көмектеседі. Десе де, кремний фтор плазмасының оқтауына қарсы нашар жұмыс істейді. Ол ұшпа SiF₄ түзеді, тез тозады және процестің жиі ауытқуы мен жоспарланбаған тоқтау уақытын тудырады. Жиі ауыстыру қажет - монокристалды кремний сақиналарын әдетте әр 10-12 күн сайын ауыстыру қажет.

B. Қолайлы сценарийлер

Кремний сақиналары бір кездері жартылай өткізгішті сызу желілерінде стандартты болды, бірақ біртіндеп SiC нұсқаларымен ауыстырылады. Олар шығынды қажет ететін бұрынғы ортадан төмен деңгейге дейінгі өндірістік процестер үшін қолданыста қалады.

3. Кремний карбидті фокус сақинасы (өнімділігі жоғары таңдау)

A. Артықшылықтары мен кемшіліктері

Кремний карбиді фокус сақиналары9,5 Mohs қаттылығымен мақтана алады және тіпті 1400°C температурада 500-ден 600 МПа иілу беріктігін сақтайды. Сонымен қатар, олардың термиялық кеңею коэффициенті кремний пластинкаларына жақсы сәйкес келеді, бұл жылдам термиялық циклге төтеп беру үшін тамаша термиялық соққыға төзімділікті ұсынады, вафли шеттеріндегі тегістеу біркелкілігін айтарлықтай оңтайландырады. Ең бастысы, SiC Ar, F, Cl және басқа плазмалық химияларға қарсы ерекше коррозияға төзімділігімен мақтана алады. Оның фтор плазмасында қышқылдану жылдамдығы нөлге жуық. Кремний карбиді фокус сақиналары кремний нұсқаларына қарағанда қызмет ету мерзімін 2-3 есе ұзартады, бұл жабдықтың жалпы тиімділігін айтарлықтай арттырады. CVD арқылы өсірілген жоғары таза кремний карбиді 99,9995% жоғары тазалық деңгейіне жетеді, бұл бөлшектер мен элементтердің ластану қаупін күрт төмендетеді.

Дегенмен, кремний карбиді фокус сақиналарының кемшіліктері жоқ емес. Кремний карбидінің өте қаттылығын ескере отырып, кремний карбидінің фокус сақиналарын өндіру алмас кесетін құралдарды қажет етеді. Және олардың күрделі, ұзақ өңдеу процедуралары оның бастапқы сатып алу құнын айтарлықтай арттырады.

B. Қолайлы сценарийлер

Кремний карбиді фокус сақиналары 14 нм-ден төмен логикалық чиптер мен 3D NAND құрылғыларын қоса алғанда, жетілдірілген өндіріс процестері үшін оңтайлы нұсқа ретінде қызмет етеді және кремний карбидінің қуат құрылғысын жасау үшін ең жақсы материал таңдауы болып табылады.