మూడు ప్రధాన స్రవంతి ఫోకస్ రింగ్స్ పోలిక

ఫోకస్ రింగ్‌లు సాధారణంగా ప్లాస్మా ఎచింగ్ పరికరాల పొర చక్ చుట్టూ అమర్చబడి ఉండే ఖచ్చితత్వపు కంకణాకార భాగాలు మరియు ఎచింగ్ ప్రక్రియలో నేరుగా అధిక-శక్తి ప్లాస్మాకు గురవుతాయి. మొత్తం పొర ఉపరితలం అంతటా ఏకరీతి చెక్కడం ఫలితాలను సురక్షితంగా ఉంచడానికి త్యాగం చేసే భాగాలుగా పనిచేయడం వారి ప్రధాన విధి. అంచు ప్రభావం కారణంగా, ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌లు పొర అంచుల వద్ద వక్రీకరించబడతాయి మరియు తీవ్రంగా విభేదిస్తాయి, ప్లాస్మా సాంద్రత మరియు శక్తి పొర కేంద్రంతో చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి, తద్వారా చెక్కడం ఏకరూపతను నాశనం చేస్తుంది. ఫోకస్ రింగ్‌లు దిగువ జాబితా చేయబడిన మూడు ప్రధాన విధానాల ద్వారా ఈ సమస్యను పరిష్కరిస్తాయి:

1. ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ ఆప్టిమైజేషన్

పొర చుట్టూ ఉంచబడిన ఫోకస్ రింగ్‌లు, పొర యొక్క భౌతిక మరియు విద్యుత్ సరిహద్దులను ఎలివేట్ చేయడానికి ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ బఫర్ ర్యాంప్‌గా పనిచేస్తాయి. ఈ సెట్టింగ్ పొర అంచు వద్ద ప్లాస్మా షీత్‌ను సమం చేస్తుంది, సరైన కోణాల వద్ద పొర ఉపరితలంపై బాంబులు వేయడానికి అయాన్‌లను నిర్దేశిస్తుంది, తద్వారా పొర అంచు మరియు మధ్య మధ్య స్థిరమైన ఎచింగ్ ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

2. కోర్ కాంపోనెంట్ ప్రొటెక్షన్ మెకానిజం

ఎచింగ్ సిస్టమ్‌లో త్యాగం చేసే భాగాలుగా, ఫోకస్ రింగ్‌లు అధిక-శక్తి ప్లాస్మా యొక్క ప్రత్యక్ష బాంబును కలిగి ఉంటాయి. అవి ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ చక్స్ వంటి ఖరీదైన భాగాలను నష్టం నుండి రక్షించగలవు, ఇది కాంపోనెంట్ దీర్ఘాయువును బాగా పొడిగిస్తుంది మరియు వాటి నిర్వహణ ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది.

3. థర్మల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ మ్యాచింగ్ మెయింటెనెన్స్

కొన్ని ఫోకస్ రింగ్‌లు ఏకరీతి ఉష్ణ పంపిణీని సాధించడంలో లేదా తగిన విద్యుత్ వాహకతతో పొరతో బాగా సరిపోలిన విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, తద్వారా అధిక-ఖచ్చితమైన ఎచింగ్ కోసం అత్యంత స్థిరమైన ప్రాసెసింగ్ వాతావరణాన్ని సృష్టిస్తుంది.

మూడు విస్తృతంగా ఉపయోగించే ఫోకస్ రింగ్ మెటీరియల్స్ పోలిక

క్వార్ట్జ్, సిలికాన్ మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫోకస్ రింగ్‌ల తయారీకి మూడు ప్రధాన పదార్థాలు. వారి సంబంధిత బలాలు, లోపాలు మరియు సాధారణ అప్లికేషన్‌ల యొక్క వివరణాత్మక విచ్ఛిన్నం క్రింద ఉంది.

1. క్వార్ట్జ్ ఫోకస్ రింగ్ (సాంప్రదాయ ఎంపిక)

A. ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

క్వార్ట్జ్ ఫోకస్ రింగులుతక్కువ నడుస్తున్న ఖర్చు, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఫీల్డ్‌లలో స్థిరమైన ప్రవర్తన మరియు ఉన్నత విద్యుద్వాహక ఇన్సులేషన్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది. అయినప్పటికీ, వారి పరిమితులను విస్మరించలేము. క్వార్ట్జ్ తక్కువ యాంత్రిక కాఠిన్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి క్వార్ట్జ్ ఫోకస్ రింగులు అధిక-ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితుల్లో వైకల్యానికి గురవుతాయి. ఫ్లోరిన్-ఆధారిత ప్లాస్మాకు గురైనప్పుడు అవి చాలా ఎక్కువ తుప్పు రేటుతో అయాన్ స్పుట్టరింగ్‌కు పేలవమైన ప్రతిఘటనను అందిస్తాయి, ఇది ఉత్పత్తి ప్రక్రియలకు కలుషిత ప్రమాదాలను కలిగిస్తుంది.

బి. తగిన దృశ్యాలు

ఈ రింగ్‌లు నాన్-హై-బాంబార్డ్‌మెంట్ RIE ఎచర్‌ల కోసం 28nm మరియు అంతకంటే ఎక్కువ మధ్య నుండి తక్కువ-ముగింపు ప్రక్రియలకు మద్దతునిస్తాయి. వారు అధునాతన నోడ్‌ల కోసం కఠినమైన తక్కువ-కాలుష్యం మరియు దీర్ఘకాలిక అవసరాలను తీర్చలేరు.

2. సిలికాన్ ఫోకస్ రింగ్

A. ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

సిలికాన్ ఫోకస్ రింగ్స్సిలికాన్ పొరల వలె అదే పదార్థంతో తయారు చేయబడ్డాయి, ఇవి బాగా సరిపోలిన ఉష్ణ విస్తరణ గుణకాలు మరియు విద్యుత్ లక్షణాలను అందిస్తాయి. ఇవి 1600°C వరకు ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలవు మరియు ప్లాస్మా పంపిణీని కూడా నిర్వహించడంలో సహాయపడతాయి. అయినప్పటికీ, ఫ్లోరిన్ ప్లాస్మా ఎచింగ్‌కు వ్యతిరేకంగా సిలికాన్ పేలవంగా పని చేస్తుంది. ఇది తక్షణమే అస్థిర SiF₄ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, త్వరగా తగ్గిపోతుంది మరియు తరచుగా ప్రక్రియ డ్రిఫ్ట్ మరియు ప్రణాళిక లేని సమయ వ్యవధిని ప్రేరేపిస్తుంది. తరచుగా పునఃస్థాపన అవసరం-మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ రింగులు సాధారణంగా ప్రతి 10 నుండి 12 రోజులకు ఇచ్చిపుచ్చుకోవడం అవసరం.

బి. తగిన దృశ్యాలు

సిలికాన్ రింగ్‌లు ఒకప్పుడు సెమీకండక్టర్ ఎచింగ్ లైన్‌లలో ప్రామాణికంగా ఉండేవి, అయితే క్రమంగా SiC వేరియంట్‌లచే భర్తీ చేయబడుతున్నాయి. అవి కాస్ట్-సెన్సిటివ్ లెగసీ మిడ్-టు-లో-ఎండ్ తయారీ ప్రక్రియల కోసం వాడుకలో ఉన్నాయి.

3. సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫోకస్ రింగ్ (ప్రీమియం హై-పెర్ఫార్మెన్స్ ఛాయిస్)

A. ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫోకస్ రింగులుమోహ్స్ కాఠిన్యం 9.5 మరియు 1400°C వద్ద కూడా 500 నుండి 600 MPa వరకు ఫ్లెక్చరల్ బలాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇంతలో, వాటి థర్మల్ ఎక్స్‌పాన్షన్ కోఎఫీషియంట్ సిలికాన్ పొరలతో బాగా సరిపోతుంది, వేగవంతమైన థర్మల్ సైక్లింగ్‌ను తట్టుకోవడానికి అత్యుత్తమ థర్మల్ షాక్ రెసిస్టెన్స్‌ని అందజేస్తుంది, పొర అంచుల వద్ద ఎట్చ్ ఏకరూపతను గణనీయంగా ఆప్టిమైజ్ చేస్తుంది. మరీ ముఖ్యంగా, SiC Ar, F, Cl మరియు ఇతర ప్లాస్మా కెమిస్ట్రీలకు వ్యతిరేకంగా అసాధారణమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంది. ఫ్లోరిన్ ప్లాస్మాలో దీని ఎట్చ్ రేటు దాదాపు సున్నా. సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫోకస్ రింగ్‌లు సిలికాన్ వెర్షన్‌ల కంటే 2-3 రెట్లు ఎక్కువ సేవా జీవితాన్ని అందిస్తాయి, ఇది మొత్తం పరికరాల సామర్థ్యాన్ని బాగా పెంచుతుంది. CVD-పెరిగిన అధిక-స్వచ్ఛత సిలికాన్ కార్బైడ్ 99.9995% కంటే ఎక్కువ స్వచ్ఛత స్థాయిలను చేరుకుంటుంది, కణ మరియు మూలక కాలుష్యం యొక్క ప్రమాదాలను తీవ్రంగా తగ్గిస్తుంది.

అయినప్పటికీ, సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫోకస్ రింగులు లోపాలు లేకుండా లేవు. సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క విపరీతమైన కాఠిన్యం కారణంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫోకస్ రింగ్‌ల తయారీకి డైమండ్ కట్టింగ్ టూల్స్ అవసరం. మరియు వారి సంక్లిష్టమైన, సుదీర్ఘమైన మ్యాచింగ్ విధానాలు దాని ప్రారంభ కొనుగోలు ధరను గణనీయంగా పెంచుతాయి.

బి. తగిన దృశ్యాలు

సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫోకస్ రింగ్‌లు సబ్-14nm లాజిక్ చిప్‌లు మరియు 3D NAND పరికరాలతో సహా అధునాతన తయారీ ప్రక్రియలకు సరైన ఎంపికగా పనిచేస్తాయి మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ పవర్ డివైస్ ఫ్యాబ్రికేషన్‌కు టాప్ మెటీరియల్ పిక్‌గా నిలుస్తాయి.