Cabezales de duchas de semiconductores

Elplaca de distribución de gas, a menudo denominado "cabezal de ducha", puede parecerse a una cabeza de ducha convencional, pero su precio puede alcanzar los cientos de miles, significativamente más altos que una ducha de baño típica.

La superficie de la placa de distribución de gas presenta cientos o incluso miles de agujeros pequeños y dispuestos con precisión, que se asemeja a una red neuronal finamente tejida. Este diseño permite un control preciso del flujo de gas y los ángulos de inyección, lo que garantiza que cada parte del área de procesamiento de la oblea esté "bañada" uniformemente en el gas de proceso. Esto no solo mejora la eficiencia de producción, sino que también mejora la calidad del producto.

La placa de distribución de gas es parte integral de procesos clave como la limpieza, el grabado y la deposición. Influye directamente en la precisión de los procesos de semiconductores y la calidad de los productos finales, lo que lo convierte en un componente crítico en varias aplicaciones de distribución de gas.

Durante el proceso de reacción de la oblea, la superficie delcabezal de duchaestá densamente cubierto con microporos (apertura 0.2-6 mm). A través de la estructura del canal y la ruta de gas de diseño con precisión, el gas de proceso especial debe pasar a través de miles de pequeños agujeros en la placa de gas uniforme y luego depositarse uniformemente en la superficie de la oblea. La capa de película en diferentes áreas de la oblea debe garantizar una alta uniformidad y consistencia. Por lo tanto, además de los requisitos extremadamente altos para la limpieza y la resistencia a la corrosión, la placa de distribución de gas tiene requisitos estrictos sobre la consistencia de la apertura de los pequeños agujeros en la placa de distribución de gas y las rebabas en la pared interna de los pequeños agujeros. Si la desviación estándar de tolerancia y consistencia del tamaño de apertura es demasiado grande o hay rebabas en cualquier pared interna, el grosor de la capa de película depositada será diferente, lo que afectará directamente el rendimiento del proceso del equipo.

El material de la placa de distribución de gases es a veces material frágil (como silicio de cristal único, vidrio de cuarzo, cerámica), que es fácil de romper bajo la acción de la fuerza externa. También es un agujero ultra profundo dentro de los 50 veces el diámetro del microporos, y la situación de corte no puede observarse directamente. Además, el calor de corte no es fácil de transmitir y la eliminación de chips es difícil, y la broca se rompe fácilmente debido al bloqueo de la chip. Por lo tanto, su procesamiento y preparación es muy difícil.

Además, en los procesos asistidos por plasma (como PECVD y grabado seco), el cabezal de la ducha, como parte del electrodo, también necesita generar un campo eléctrico uniforme a través de una fuente de alimentación de RF para promover la distribución uniforme del plasma, mejorando así la uniformidad del grabado o depósito.

Dado que los gases utilizados en el proceso de fabricación de semiconductores pueden ser de alta temperatura, alta presión o corrosiva, el cabezal de ducha generalmente está hecho de materiales resistentes a la corrosión. En la producción real, debido a los diferentes escenarios de uso y la precisión requerida requerida, la placa de distribución de gas se puede dividir en las siguientes dos categorías de acuerdo con su composición de material:

(1) Placa de distribución de gas metálico

Los materiales de las placas de distribución de gas metálica incluyen aleación de aluminio, acero inoxidable y metal de níquel, entre los cuales el material de la placa de distribución de gas metálico más utilizado es la aleación de aluminio, porque tiene una buena conductividad térmica y una fuerte resistencia a la corrosión. Está ampliamente disponible y fácil de procesar.

(2) Placa de distribución de gas no metálico

Los materiales de las placas de distribución de gases no metálicas incluyen silicio de cristal único, vidrio de cuarzo y materiales cerámicos. Entre ellos, los materiales cerámicos de uso común son CVD-SIC, cerámica de alúmina, cerámica de nitruro de silicio, etc.

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