تین مین اسٹریم فوکس رِنگز کا موازنہ

فوکس رِنگز عین مطابق کنڈلی پرزے ہیں جو عام طور پر پلازما ایچنگ کے آلات کے ویفر چک کے ارد گرد نصب ہوتے ہیں اور اینچنگ کے عمل کے دوران براہ راست ہائی انرجی پلازما کے سامنے آتے ہیں۔ ان کا بنیادی کام پوری ویفر سطح پر یکساں اینچنگ کے نتائج کو محفوظ بنانے کے لیے قربانی کے حصوں کے طور پر کام کرنا ہے۔ کنارے کے اثر کی وجہ سے، الیکٹرک فیلڈز ویفر کے کناروں پر تیزی سے بگڑتے اور موڑ جاتے ہیں، جس سے پلازما کی کثافت اور توانائی ویفر سینٹر کے ساتھ بہت زیادہ مطابقت نہیں رکھتی، اس طرح اینچنگ کی یکسانیت کو برباد کر دیتی ہے۔ فوکس رِنگز اس مسئلے کو تین بنیادی میکانزم کے ذریعے حل کرتے ہیں جیسا کہ ذیل میں درج ہے۔

1. الیکٹرک فیلڈ کی اصلاح

ویفر کے ارد گرد رکھے ہوئے فوکس رِنگز، ویفر کی جسمانی اور برقی حدود کو بلند کرنے کے لیے الیکٹرک فیلڈ بفر ریمپ کے طور پر کام کرتے ہیں۔ یہ ترتیب ویفر کے کنارے پر پلازما میان کو ہموار کرتی ہے، آئنوں کو ویفر کی سطح پر زیادہ سے زیادہ زاویوں پر بمباری کرنے کی ہدایت کرتی ہے، اس طرح ویفر کے کنارے اور مرکز کے درمیان مستقل اینچنگ کی درستگی کو یقینی بناتا ہے۔

2. بنیادی اجزاء کے تحفظ کا طریقہ کار

اینچنگ سسٹم میں قربانی کے حصے کے طور پر، فوکس رِنگز اعلی توانائی والے پلازما کی براہ راست بمباری کو برداشت کرتے ہیں۔ وہ نیچے مہنگے اجزاء کو بچا سکتے ہیں جیسے الیکٹرو اسٹیٹک چکس کو نقصان سے، جو جزو کی لمبی عمر کو بہت طول دیتا ہے اور ان کی دیکھ بھال کے اخراجات کو کم کرتا ہے۔

3. تھرمل اور الیکٹریکل میچنگ مینٹیننس

کچھ فوکس رِنگز گرمی کی یکساں تقسیم کو حاصل کرنے یا موزوں برقی چالکتا کے ساتھ ویفر کے ساتھ اچھی طرح سے مماثل الیکٹرک فیلڈ بنانے میں سہولت فراہم کر سکتے ہیں، اس طرح اعلیٰ درستگی کے لیے ایک انتہائی مستحکم پروسیسنگ ماحول پیدا ہوتا ہے۔

تین بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے فوکس رنگ کے مواد کا موازنہ

کوارٹز، سلکان اور سلکان کاربائیڈ فوکس رِنگز بنانے کے لیے تین غالب مواد ہیں۔ ذیل میں ان کی متعلقہ طاقتوں، خامیوں اور عام ایپلی کیشنز کی تفصیلی بریک ڈاؤن ہے۔

1. کوارٹج فوکس رنگ (روایتی اختیار)

A. فوائد اور نقصانات

کوارٹج فوکس بجتی ہے۔کم چلانے کی لاگت، اعلی تعدد والے شعبوں میں مستحکم رویے اور میں اعلی ڈائی الیکٹرک موصلیت کا مظاہرہ کریں۔ تاہم، ان کی حدود کو نظر انداز نہیں کیا جا سکتا. کوارٹز کم مکینیکل سختی پر فخر کرتا ہے، لہذا کوارٹج فوکس رِنگز اعلی درجہ حرارت کے حالات میں خرابی کا شکار ہوتے ہیں۔ یہ فلورین پر مبنی پلازما کے سامنے آنے پر انتہائی اعلی سنکنرن کی شرح کے ساتھ آئن سپٹرنگ کے خلاف کمزور مزاحمت بھی فراہم کرتے ہیں، جس سے پیداواری عمل کو آلودگی کے خطرات لاحق ہو سکتے ہیں۔

B. مناسب منظرنامے۔

یہ حلقے 28nm اور اس سے اوپر کی رفتار سے درمیانی سے کم کے آخر تک کے عمل کو سپورٹ کرنے والے نان ہائی بمباری RIE ایچرز کے لیے کام کرتے ہیں۔ وہ اعلی درجے کی نوڈس کے لئے سخت کم آلودگی اور طویل زندگی کی ضروریات کو پورا نہیں کرسکتے ہیں۔

2. سلیکون فوکس رنگ

A. فوائد اور نقصانات

سلیکون فوکس بجتی ہے۔سلکان ویفرز جیسے مواد سے بنے ہیں، اچھی طرح سے ملتے جلتے تھرمل ایکسپینشن گتانک اور برقی خصوصیات پیش کرتے ہیں۔ وہ 1600 ° C تک درجہ حرارت کو برداشت کرتے ہیں اور پلازما کی تقسیم کو برقرار رکھنے میں مدد کرتے ہیں۔ پھر بھی، سلکان فلورین پلازما اینچنگ کے خلاف خراب کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ یہ آسانی سے اتار چڑھاؤ کا شکار SiF₄ پیدا کرتا ہے، جلدی ختم ہو جاتا ہے اور بار بار عمل کے بڑھنے اور غیر منصوبہ بند ٹائم ٹائم کو متحرک کرتا ہے۔ بار بار تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے - مونو کرسٹل لائن سلکان کی انگوٹھیوں کو عام طور پر ہر 10 سے 12 دن میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

B. مناسب منظرنامے۔

سیمی کنڈکٹر اینچنگ لائنوں میں سلیکون کی انگوٹھیاں ایک زمانے میں معیاری تھیں لیکن آہستہ آہستہ ان کی جگہ SiC کی مختلف شکلیں لی جا رہی ہیں۔ وہ لاگت کے لحاظ سے حساس میراث کے وسط سے کم کے آخر تک مینوفیکچرنگ کے عمل کے لیے استعمال میں رہتے ہیں۔

3. سلکان کاربائیڈ فوکس رنگ (پریمیم ہائی پرفارمنس چوائس)

A. فوائد اور نقصانات

سلیکن کاربائیڈ فوکس رِنگز9.5 کی Mohs سختی پر فخر کریں اور 1400 ° C پر بھی 500 سے 600 MPa کی لچکدار طاقت برقرار رکھیں۔ دریں اثنا، ان کا تھرمل ایکسپینشن گتانک سلیکون ویفرز سے اچھی طرح میل کھاتا ہے، تیز تھرمل سائیکلنگ کا مقابلہ کرنے کے لیے شاندار تھرمل جھٹکا مزاحمت پیش کرتا ہے، ویفر کے کناروں پر اینچ کی یکسانیت کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے۔ سب سے اہم بات، SiC Ar، F، Cl اور دیگر پلازما کیمسٹریوں کے خلاف غیر معمولی سنکنرن مزاحمت کا حامل ہے۔ فلورین پلازما میں اس کی اینچ کی شرح تقریباً صفر ہے۔ سلیکن کاربائیڈ فوکس رِنگز سلیکون ورژنز کے مقابلے میں 2–3 گنا زیادہ سروس لائف فراہم کرتے ہیں، جس سے سامان کی مجموعی کارکردگی میں بہت زیادہ اضافہ ہوتا ہے۔ CVD سے تیار کی گئی اعلیٰ پاکیزگی والی سلکان کاربائیڈ 99.9995% سے زیادہ طہارت کی سطح تک پہنچ جاتی ہے، جس سے ذرات اور عنصری آلودگی کے خطرات کو بڑی حد تک کم کیا جاتا ہے۔

تاہم، سلیکن کاربائیڈ فوکس رِنگز بغیر کسی خرابی کے نہیں ہیں۔ سلیکون کاربائیڈ کی انتہائی سختی کو دیکھتے ہوئے، سلکان کاربائیڈ فوکس رِنگز بنانے کے لیے ہیرے کاٹنے والے ٹولز کی ضرورت ہوتی ہے۔ اور ان کا پیچیدہ، طویل مشینی طریقہ کار اس کی ابتدائی خریداری کی لاگت کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے۔

B. مناسب منظرنامے۔

سلیکون کاربائیڈ فوکس رِنگز جدید مینوفیکچرنگ پراسیسز کے لیے بہترین آپشن کے طور پر کام کرتی ہیں، بشمول ذیلی 14nm لاجک چپس اور 3D NAND ڈیوائسز، اور سلیکن کاربائیڈ پاور ڈیوائس فیبریکیشن کے لیے ٹاپ میٹریل پک کے طور پر کھڑے ہیں۔