Зошто прстенот за фокусирање е неопходен за опрема за офорт?

Фокусниот прстен, исто така познат како прстен за компензација или прстен за затворање, е неопходна компонента на опремата за офорт, особено опремата за сува офорт со плазма. Процесите на прецизно офорт на нано размери во современото производство на полупроводници не би биле остварливи без него. Употребата на прстен за фокусирање обезбедува униформност на офорт, гарантира стапка на офорт на површината на обландата, го штити основниот хардвер на опремата за офорт и на крајот го подобрува приносот на полупроводничките уреди и ги намалува трошоците за производство.

Основни функции на прстенот за фокусирање

1. Го оптимизира рабното електрично поле и дистрибуцијата на плазма

Без афокус прстен, линиите на електричното поле на работ на обландата стануваат сериозно свиткани и дивергентни, што резултира со ефект на раб. Ова предизвикува значителни разлики во густината на плазмата и енергијата на јонско бомбардирање помеѓу работ на обландата и централниот регион. Фокусниот прстен е распореден околу обландата за ефикасно да ја подигне физичката и електричната граница на обландата и да ја преобликува рабната плазма дистрибуција. Го измазнува профилот на електричното поле на работ на обландата, слично како претворање на „стрмна карпа“ во „блага падина“. Ова подобрување создава порамномерна плазма обвивка на работ на обландата, водејќи ги јоните да ја бомбардираат целата површина на обландата под вертикален и поконзистентен агол, вклучувајќи ги и најоддалечените матрици.

2. Го заштитува електростатскиот чак (ESC) и служи како компонента на процесната комора

Плазма околините се многу корозивни. Без заштита од прстенот за фокусирање, високо-енергетската плазма директно би ја бомбардирала и врежала електростатската чак (ESC) што ја држи нафората. Бидејќи ESC обично се направени од скапи материјали како што е керамика од алуминиум, цената на нивната замена е исклучително висока. Фокусниот прстен, како заменлив потрошен материјал, делува како пожртвувана компонента за заштита на покритичните делови на опремата и намалување на поврзаните трошоци. Фокусните прстени најчесто се направени од силициум, кварц, силициум карбид и други материјали компатибилни со процесот. Честичките генерирани од нејзината ерозија имаат многу помало влијание врз процесот отколку металните загадувачи (на пример, алуминиум, натриум) ослободени од еродираните ESC материјали. Ова ефикасно го намалува ризикот од контаминација на комората и нафората со честички или нуспроизводи од реакцијата, со што се минимизираат дефектите на производот.

3. Компензира за варијации во дебелината на нафората

Горната површина на прстенот за фокусирање е вообичаено дизајнирана да биде рамна со горната површина на обландата. Ова обезбедува конзистентно растојание од горната електрода и до површината на обландата и до површината на прстенот за фокусирање, помагајќи да се формира еднообразно електрично поле низ целата област и да се избегне нарушување на електричното поле предизвикано од висинските разлики.

Фокусниот прстен постепено се гравира потенки со плазма за време на обработката. Разредениот фокусен прстен предизвикува поместување на процесот: како што се намалува висината на прстенот за фокусирање поради ерозија, неговата способност да го ограничи електричното поле на рабовите слабее и перформансите на процесот на работ на обландата (на пр., стапката на офорт, профил) постепено се менуваат. Поради оваа причина, прстенот за фокусирање мора периодично да се заменува врз основа на пропусната моќ на процесот (на пр., акумулираните часови RF).

Различни процеси на офорт (силиконска офорт, оксидна офорт, метална офорт) може да користат фокусни прстени направени од различни материјали (на пр., монокристален силициум, кварц,силициум карбид, керамика) за да одговара на стапките на офорт и да се минимизира контаминацијата. Во некои напредни алатки, софтверот за напредна контрола на процесите (APC) го следи времетраењето на користењето на прстенот за фокусирање и може да ги компензира ефектите од ерозијата со дотерување на параметрите на процесот (на пр. моќност, притисок), продолжувајќи го работниот век додека ја одржува стабилноста на процесот.