In fortschrittlichen Fertigungsbereichen wie integrierten Schaltkreisen, MEMS und Optoelektronik wird die ICP-Ätztechnologie häufig in Schlüsselprozessen wie dem tiefen Siliziumätzen, der Strukturbearbeitung mit hohen Tiefenverhältnissen und der präzisen Musterübertragung eingesetzt. Die Stabilität und Gleichmäßigkeit des Ätzeffekts hängt nicht nur von der Dichte- und Energiekontrolle des Plasmas ab, sondern auch von einem Satz hochreiner, abgedichteter und zuverlässiger Gaszufuhrsysteme. In der Kernstruktur dieses Systems spielen ultrahochreine Edelstahlrohrleitungen und Doppelklemmverbindungen als "Gas-Rettungsader" eine unersetzliche Rolle.
1. ICP-Ätzen: Festlegung der ultimativen Anforderungen an das Gassystem
Die ICP-Ätzmaschine regt Plasma mit hoher Dichte durch die obere Induktionsspule an, und die niedrige Elektrodenvorspannung wird verwendet, um ein hohes anisotropes Ätzen zu erzielen. Um die Ätztiefe und den Seitenwandwinkel im Mikronanometerbereich genau steuern zu können, müssen Art, Verhältnis, Durchflussrate und Reinheit des Reaktionsgases stabil und kontrollierbar sein.
Zu den üblichen Gasen im eigentlichen Ätzprozess gehören:
• Halogengase wie Cl₂, SF₆, BCl₃: werden zum Ätzen von Silizium, Oxiden und anderen Materialien verwendet;
• O₂: Oxidations- oder Veraschungsmittel;
• Ar, He: Plasmastabilisator oder verdünntes Gas;
• Korrosive Nebenprodukte: müssen rechtzeitig vom Vakuumsystem abgesaugt werden.
Winzige Gasverunreinigungen, Leckagen oder Strömungsschwankungen können zu Prozessfehlern wie ungleichmäßigem Ätzen, Seitenwandkollaps und Partikelverunreinigungen führen. Daher sollte das Gasdurchgangssystem nicht nur genau, sondern auch extrem sauber, leckagefrei, korrosionsbeständig, stabil und zuverlässig sein, was der Kernwert der Rohrmontage aus ultrahochreinem Stahl ist.
2. Zusammensetzung der Rohrbaugruppe aus ultrahochreinem Stahl und technische Highlights
✅ Struktureller Aufbau:
• Nahtloses Edelstahlrohr 316L (EP-Klasse): Elektropolierte Innenwandbehandlung, Oberflächenrauheit Ra<0,2 μm zur Vermeidung von Partikelanhaftung und Ausfällung;
• Doppelzwinge aus Edelstahl: Metalldichtungsstruktur, beständig gegen hohe Temperaturen, hohen Druck und hohe Korrosion, um organische Verschmutzung zu vermeiden;
• Helium-Luftdichtheitsprüfung: Die gesamte Baugruppe wurde mittels Helium-Massenspektrometrie auf Leckage nachgewiesen, und die Leckrate beträgt weniger als 1×10⁻⁹ Pa·m³/s;
• CGA/SEMI-Standardanschluss: Nahtlos kompatibel mit den weltweit gängigen Schnittstellen für Halbleitergeräte.
✅ Technische Vorteile:
Eigenschaften Beschreibung
Ultrareines öl- und verunreinigungsfreies Aufbereitungsverfahren, das die Anforderungen der 6N-Gaszufuhr (99,9999 %) erfüllt
Hohe Luftdichtheit Metall-Hartdichtungsdesign, leckagefreier Betrieb, geeignet für Hochvakuumsysteme
Hohe Zuverlässigkeit Werkseitig vorgefertigt, schnelle Installation vor Ort, zuverlässige wiederholte Demontage
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Geeignet für alle gängigen Ätzgase für einen langzeitstabilen Betrieb
Unterstützung der personalisierten Anpassung Kundenspezifische Strukturformen wie Biegerohre, Gewindeschnittstellen und Flanschschweißverbindungen können angepasst werden
3. Wichtige Anwendungen in ICP-Ätzsystemen
In ICP-Anlagen werden Rohrbaugruppen aus ultrahochreinem Stahl hauptsächlich in den folgenden Systemknoten verwendet:
1. Ätzen des Hauptkanals des Reaktionsgases
Die Verbindung der Gasflasche mit der Ätzreaktionskammer, um sicherzustellen, dass das hochreine Gas ohne Verlust und Verschmutzung in den Plasmareaktionsbereich geleitet wird, ist die zentrale Garantie für die Qualitätsstabilität des Ätzens.
2. Vor und nach der MFC-Massendurchflussregelung
In Kombination mit Doppeladerendhülsenverschraubungen wird ein präziser und kontrollierbarer Gasfluss erreicht, was zu einer konsistenten Steuerung der Prozessparameter beiträgt.
3. Vakuum-Abluftweg
Die korrosionsbeständige Stahlrohrbaugruppe ist mit Vakuumventilen und Kühlfallen ausgestattet, um eine rückstandsfreie Extraktion von Ätznebenprodukten zu erreichen, wodurch die Verschmutzungsrate der Vakuumkammer und die Häufigkeit der Gerätereinigung effektiv reduziert werden.
4. Warum kann man es nicht durch einen Schlauch ersetzen?
Industrieschläuche können in einigen Systemen mit geringem Bedarf (z. B. Spülung, Kühlwasser) verwendet werden, aber in ICP-Hauptluftsystemen haben Schläuche schwerwiegende Einschränkungen:
• Die Sauberkeit der Innenwand ist schwer der Norm zu erfüllen, und es besteht die Gefahr von Niederschlag.
• Anfällig für Alterung, Luftsickern und Druckverformung nach längerem Gebrauch;
• Die Verbindungsform weist eine schlechte Luftdichtheit auf, was es schwierig macht, korrosiven Gasen zu widerstehen;
• Anfällig für Temperaturschwankungen, die zu Strömungsstörungen führen. 、
Infolgedessen stellt jeder Schlauchwechsel eine potenzielle Bedrohung für die Ätzstabilität dar, und Stahlrohrleitungen sind die einzige Lösung in Industriequalität, die hochreine Ätzgase transportieren kann.
5. Fazit: Vom "Gas fördern" zum "Ertragsschutz"
Im heutigen Ertragsmanagement der Waferherstellung gibt es bei jedem Prozess keinen Platz für Fehler. Eine winzige Quelle für Gasleckagen oder Verunreinigungen kann dazu führen, dass Dutzende von Wafern verschrottet werden oder sogar Geräte ausfallen. Die Rohrleitung aus ultrahochreinem Stahl ist die "Rettungsleine", die die Reinheit des Gases, die Stabilität der Geräte und die Konsistenz der Produkte an einem unsichtbaren Ort unbemerkt schützt.
Bei der Wahl eines hochwertigen ICP-Ätzgaskreislaufsystems geht es nicht nur um die Wahl des Zubehörsatzes, sondern auch um Prozessstabilität, Produktionssicherheit und zukünftige Reproduzierbarkeit.
