एचिंग उपकरणांसाठी फोकस रिंग अपरिहार्य का आहे?

फोकस रिंग, ज्याला नुकसानभरपाई रिंग किंवा बंदिस्त रिंग असेही संबोधले जाते, हे एचिंग उपकरणे, विशेषत: प्लाझ्मा ड्राय इच उपकरणांचा एक अपरिहार्य घटक आहे. आधुनिक सेमीकंडक्टर उत्पादनात नॅनोस्केल अचूक नक्षीकाम प्रक्रिया त्याशिवाय साध्य होणार नाही. फोकस रिंगचा वापर नक्षीकामाची एकसमानता सुनिश्चित करते, वेफर सरफेस इच रेटची हमी देते, इच उपकरणाच्या कोर हार्डवेअरचे संरक्षण करते आणि शेवटी सेमीकंडक्टर उपकरण उत्पन्न सुधारते आणि उत्पादन खर्च कमी करते.

फोकस रिंगची मुख्य कार्ये

1. एज इलेक्ट्रिक फील्ड आणि प्लाझ्मा वितरण ऑप्टिमाइझ करते

शिवाय एफोकस रिंग, वेफरच्या काठावरील विद्युत क्षेत्राच्या रेषा गंभीरपणे वाकलेल्या आणि वेगळ्या होतात, परिणामी काठाचा परिणाम होतो. यामुळे वेफर एज आणि मध्यभागी असलेल्या प्लाझ्मा घनता आणि आयन बॉम्बर्डमेंट एनर्जीमध्ये लक्षणीय विसंगती निर्माण होते. वेफरची भौतिक आणि विद्युत सीमा प्रभावीपणे उंच करण्यासाठी आणि काठाच्या प्लाझ्मा वितरणाचा आकार बदलण्यासाठी वेफरभोवती फोकस रिंगची व्यवस्था केली जाते. हे वेफरच्या काठावर असलेल्या इलेक्ट्रिक फील्ड प्रोफाइलला गुळगुळीत करते, जसे की "उभी उंच कडा" "सौम्य उतार" मध्ये बदलते. ही सुधारणा वेफरच्या काठावर अधिक एकसमान प्लाझ्मा शीथ तयार करते, आयनांना संपूर्ण वेफर पृष्ठभागावर अधिक उभ्या आणि सुसंगत कोनात भडिमार करण्यासाठी मार्गदर्शन करते, ज्यामध्ये सर्वात बाहेरील भागांचा समावेश होतो.

2. इलेक्ट्रोस्टॅटिक चक (ESC) चे संरक्षण करते आणि प्रक्रिया कक्ष घटक म्हणून काम करते

प्लाझ्मा वातावरण अत्यंत संक्षारक आहे. फोकस रिंगपासून संरक्षण न करता, उच्च-ऊर्जा प्लाझ्मा थेट वेफर धारण करणार्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक चक (ESC) वर बॉम्बफेक करेल आणि कोरेल. ESC सामान्यत: अल्युमिना सिरेमिक सारख्या महागड्या साहित्यापासून बनलेले असल्याने, त्यांची बदलण्याची किंमत खूप जास्त आहे. फोकस रिंग, बदलण्यायोग्य उपभोग्य म्हणून, अधिक गंभीर उपकरणांच्या भागांचे संरक्षण करण्यासाठी आणि संबंधित खर्च कमी करण्यासाठी त्यागाचा घटक म्हणून कार्य करते. फोकस रिंग सामान्यतः सिलिकॉन, क्वार्ट्ज, सिलिकॉन कार्बाइड आणि इतर प्रक्रिया-सुसंगत सामग्रीपासून बनविल्या जातात. त्याच्या धूपातून निर्माण झालेल्या कणांचा या प्रक्रियेवर क्षय झालेल्या ESC सामग्रीद्वारे सोडल्या जाणाऱ्या धातूच्या दूषित घटकांपेक्षा (उदा. ॲल्युमिनियम, सोडियम) कमी परिणाम होतो. हे कण किंवा प्रतिक्रिया उपउत्पादनांद्वारे चेंबर आणि वेफर दूषित होण्याचा धोका प्रभावीपणे कमी करते, ज्यामुळे उत्पादनातील दोष कमी होतात.

3. वेफरच्या जाडीच्या फरकांची भरपाई करते

फोकस रिंगची वरची पृष्ठभाग सामान्यत: वेफरच्या वरच्या पृष्ठभागासह समतल करण्यासाठी डिझाइन केलेली असते. हे वरच्या इलेक्ट्रोडपासून वेफर पृष्ठभाग आणि फोकस रिंग पृष्ठभाग या दोन्हीमध्ये सातत्यपूर्ण अंतर सुनिश्चित करते, ज्यामुळे संपूर्ण क्षेत्रामध्ये एकसमान विद्युत क्षेत्र तयार होण्यास मदत होते आणि उंचीच्या फरकामुळे विद्युत क्षेत्राची विकृती टाळता येते.

प्रक्रिया करताना फोकस रिंग हळूहळू प्लाझ्माद्वारे पातळ केली जाते. पातळ फोकस रिंगमुळे प्रक्रियेचा वेग वाढतो: इरोशनमुळे फोकस रिंगची उंची कमी झाल्यामुळे, काठाच्या विद्युत क्षेत्राला मर्यादित ठेवण्याची तिची क्षमता कमकुवत होते आणि वेफर एजवरील प्रक्रिया कार्यक्षमतेत (उदा. इच रेट, प्रोफाइल) हळूहळू बदलते. या कारणास्तव, फोकस रिंग प्रक्रिया थ्रूपुटच्या आधारावर वेळोवेळी बदलली जाणे आवश्यक आहे (उदा. संचित RF तास).

वेगवेगळ्या इच प्रक्रियांमध्ये (सिलिकॉन इच, ऑक्साईड इच, मेटल इच) वेगवेगळ्या सामग्रीपासून बनवलेल्या फोकस रिंगचा वापर करू शकतात (उदा. मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, क्वार्ट्ज,सिलिकॉन कार्बाइड, सिरॅमिक) इच दर जुळण्यासाठी आणि दूषितता कमी करण्यासाठी. काही प्रगत साधनांमध्ये, प्रगत प्रक्रिया नियंत्रण (APC) सॉफ्टवेअर फोकस रिंग वापर कालावधीचा मागोवा घेते आणि प्रक्रिया स्थिरता राखून सेवा आयुष्य वाढवून, फाइन-ट्यूनिंग प्रक्रिया पॅरामीटर्स (उदा. पॉवर, प्रेशर) द्वारे इरोशन प्रभावांची भरपाई करू शकते.