Prečo je zaostrovací krúžok nevyhnutný pre leptacie zariadenie？

Ohniskový krúžok, tiež označovaný ako kompenzačný krúžok alebo zadržiavací krúžok, je nevyhnutnou súčasťou leptacieho zariadenia, najmä zariadenia na suché leptanie plazmou. Procesy presného leptania nanometrov v modernej výrobe polovodičov by bez neho neboli dosiahnuteľné. Použitie zaostrovacieho krúžku zaisťuje rovnomernosť leptania, zaručuje rýchlosť leptania povrchu plátku, chráni jadro hardvéru leptacieho zariadenia a v konečnom dôsledku zlepšuje výnos polovodičového zariadenia a znižuje výrobné náklady.

Základné funkcie zaostrovacieho krúžku

1. Optimalizuje okrajové elektrické pole a distribúciu plazmy

Bez azaostrovací krúžoksiločiary elektrického poľa na okraji plátku sa výrazne ohýbajú a rozbiehajú, čo vedie k okrajovému efektu. To spôsobuje výrazné rozdiely v hustote plazmy a energii bombardovania iónmi medzi okrajom plátku a stredovou oblasťou. Zaostrovací krúžok je usporiadaný okolo plátku tak, aby účinne zvýšil fyzikálne a elektrické ohraničenie plátku a zmenil distribúciu okrajovej plazmy. Vyhladzuje profil elektrického poľa na okraji plátku, podobne ako premena „strmého útesu“ na „mierny svah“. Toto zlepšenie vytvára rovnomernejší plazmový plášť na okraji plátku, ktorý vedie ióny tak, aby bombardovali celý povrch plátku pod vertikálnejším a konzistentnejším uhlom, vrátane najvzdialenejších foriem.

2. Chráni elektrostatické skľučovadlo (ESC) a slúži ako komponent procesnej komory

Plazmové prostredie je vysoko korozívne. Bez ochrany pred zaostrovacím prstencom by vysokoenergetická plazma priamo bombardovala a leptala elektrostatické skľučovadlo (ESC), ktoré drží plátok. Pretože ESC sú zvyčajne vyrobené z drahých materiálov, ako je keramika z oxidu hlinitého, náklady na ich výmenu sú extrémne vysoké. Zaostrovací krúžok ako vymeniteľný spotrebný materiál funguje ako obetný komponent na ochranu kritickejších častí zariadenia a zníženie súvisiacich nákladov. Ohniskové krúžky sa bežne vyrábajú z kremíka, kremeňa, karbidu kremíka a iných materiálov kompatibilných s procesom. Častice generované jeho eróziou majú oveľa menší vplyv na proces ako kovové kontaminanty (napr. hliník, sodík) uvoľňované erodovanými ESC materiálmi. To účinne znižuje riziko kontaminácie komory a plátku časticami alebo vedľajšími produktmi reakcie, čím sa minimalizujú chyby produktu.

3. Kompenzuje odchýlky hrúbky plátku

Horný povrch zaostrovacieho krúžku je zvyčajne navrhnutý tak, aby bol zarovnaný s horným povrchom plátku. To zaisťuje konzistentnú vzdialenosť od hornej elektródy k povrchu plátku a povrchu zaostrovacieho krúžku, čo pomáha vytvárať rovnomerné elektrické pole po celej ploche a predchádza skresleniu elektrického poľa spôsobenému výškovými rozdielmi.

Ohniskový krúžok sa pri spracovaní plazmou postupne tenšie leptá. Stenčený zaostrovací krúžok spôsobuje posun procesu: keď sa výška zaostrovacieho prstenca znižuje v dôsledku erózie, jeho schopnosť obmedziť elektrické pole okraja sa oslabuje a výkon procesu na okraji doštičky (napr. rýchlosť leptania, profil) sa postupne posúva. Z tohto dôvodu sa musí zaostrovací krúžok pravidelne vymieňať na základe procesnej priepustnosti (napr. akumulovaných RF hodín).

Rôzne procesy leptania (leptanie kremíkom, oxidové leptanie, leptanie kovov) môžu používať zaostrovacie krúžky vyrobené z rôznych materiálov (napr. monokryštalický kremík, kremeň,karbid kremíka, keramika), aby zodpovedali rýchlosti leptania a minimalizovali kontamináciu. V niektorých pokročilých nástrojoch softvér pokročilého riadenia procesov (APC) sleduje trvanie používania zaostrovacieho prstenca a môže kompenzovať účinky erózie jemným doladením parametrov procesu (napr. výkon, tlak), čím sa predlžuje životnosť pri zachovaní stability procesu.