วัสดุเซรามิกวงแหวนโฟกัสซิลิกอนคาร์ไบด์
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ การกัดด้วยพลาสม่าจึงค่อยๆ กลายเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ พลาสมาที่เกิดจากการกัดด้วยพลาสม่ามีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และจะทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างร้ายแรงต่อโพรงของห้องในกระบวนการและส่วนประกอบในโพรงระหว่างกระบวนการกัดเซาะแผ่นเวเฟอร์ ดังนั้นส่วนประกอบในอุปกรณ์แปรรูปเซมิคอนดักเตอร์ที่สัมผัสกับพลาสมาจึงต้องการ มีความทนทานต่อการกัดเซาะในพลาสมาได้ดีกว่า
เมื่อเทียบกับวัสดุอินทรีย์และโลหะ วัสดุเซรามิกโดยทั่วไปมีความต้านทานการกัดกร่อนทางกายภาพและเคมีได้ดีกว่า และอุณหภูมิในการทำงานสูง ดังนั้น ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุเซรามิกที่หลากหลายจึงกลายเป็นกระบวนการผลิตและส่วนหน้าของเวเฟอร์ผลึกเดี่ยวซิลิคอนเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุการผลิตสำหรับส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์ในกระบวนการแปรรูป เช่น SiC, AlN, Al2O3 และ Y2O3 เป็นต้น การเลือกวัสดุเซรามิกในสภาพแวดล้อมพลาสม่าขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการทำงานของส่วนประกอบหลักและข้อกำหนดด้านคุณภาพของ ผลิตภัณฑ์ในกระบวนการ เช่น ความต้านทานการกัดเซาะของพลาสม่า คุณสมบัติทางไฟฟ้า ฉนวน ฯลฯ ส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์กัดพลาสม่าที่ใช้วัสดุเซรามิก ได้แก่ กระจกหน้าต่าง หัวจับไฟฟ้าสถิต วงแหวนปรับโฟกัส เป็นต้น
ในหมู่พวกเขา วัตถุประสงค์หลักของวงแหวนปรับโฟกัสคือการจัดเตรียมพลาสมาที่สม่ำเสมอซึ่งใช้เพื่อให้แน่ใจว่าการแกะสลักมีความสม่ำเสมอและแม่นยำ ในขณะเดียวกัน ก็ต้องมีการนำไฟฟ้าที่คล้ายคลึงกับแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน เนื่องจากวัสดุวงแหวนโฟกัสที่ใช้กันทั่วไป ซิลิคอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้านั้นเกือบจะใกล้เคียงกับค่าการนำไฟฟ้าของแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน แต่ข้อเสียคือมีความต้านทานการกัดเซาะต่ำในพลาสมาที่มีฟลูออรีน และมักใช้ชิ้นส่วนเครื่องจักรสำหรับแกะสลักเป็นระยะเวลาหนึ่ง ปรากฏการณ์การกัดกร่อนจะลดประสิทธิภาพการผลิตลงอย่างมาก นอกจากจะมีการนำไฟฟ้าที่ใกล้เคียงกับซิลิกอนแล้วซิลิกอนคาร์ไบด์ยังมีความทนทานต่อการกัดเซาะด้วยไอออน ทำให้เป็นวัสดุวงแหวนปรับโฟกัสที่เหมาะสมกว่าซิลิคอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
SiC ใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบอุปกรณ์แปรรูปเซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม ตัวอย่างเช่น ซิลิกอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม และใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์สะสมต่างๆ ซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าการนำความร้อนและการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมซึ่งตรงกับ Si wafers และใช้เป็นวัสดุวงแหวนปรับโฟกัส และ SiC มีความทนทานต่อการกัดเซาะด้วยพลาสม่าได้ดีเยี่ยมและเป็นวัสดุที่เป็นตัวเลือกที่ดีเยี่ยม
นักวิจัยบางคนได้ศึกษากลไกการกัดเซาะของซิลิกอนคาร์ไบด์ในพลาสมาคาร์บอนฟลูออรีน และข้อสรุปของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าหลังจากที่ซิลิกอนคาร์ไบด์ถูกกัดด้วยคาร์บอนฟลูออรีนพลาสมา ปฏิกิริยาเคมีชุดหนึ่งเกิดขึ้นบนพื้นผิวเพื่อสร้างชั้นฟิล์มโพลีเมอร์ฟลูออโรคาร์บอนบางๆ ซึ่งสามารถป้องกันได้ พลาสมาที่ทำงานด้วยฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบหลักถูกป้องกันไม่ให้ทำปฏิกิริยากับซับสเตรตเพิ่มเติม จึงมีความต้านทานการกัดเซาะของพลาสมาได้ดีกว่า Si
