سيراميك كربيد السيليكون: مكونات دقيقة ضرورية لعمليات أشباه الموصلات

تركز تقنية الطباعة الحجرية الضوئية بشكل أساسي على استخدام الأنظمة البصرية لكشف أنماط الدوائر على رقائق السيليكون. تؤثر دقة هذه العملية بشكل مباشر على أداء وإنتاجية الدوائر المتكاملة. باعتبارها واحدة من أفضل المعدات لتصنيع الرقائق، فإن آلة الطباعة الحجرية تحتوي على ما يصل إلى مئات الآلاف من المكونات. تتطلب كل من المكونات والمكونات البصرية داخل نظام الطباعة الحجرية دقة عالية للغاية لضمان أداء الدائرة ودقتها.سيراميك سيكتم استخدامها فيخراطيش الويفرومرايات سيراميك مربعة.

تشاك الويفريقوم ظرف الرقاقة الموجود في آلة الطباعة الحجرية بحمل الرقاقة وتحريكها أثناء عملية التعريض. تعد المحاذاة الدقيقة بين الرقاقة والظرف أمرًا ضروريًا لتكرار النموذج الموجود على سطح الرقاقة بدقة.رقاقة كربيد السيليكونتُعرف الخراطيش بخفة وزنها وثباتها العالي الأبعاد ومعامل التمدد الحراري المنخفض، مما يمكن أن يقلل من أحمال القصور الذاتي ويحسن كفاءة الحركة ودقة تحديد المواقع والاستقرار.

المرآة المربعة الخزفية في آلة الطباعة الحجرية، يعد تزامن الحركة بين ظرف الرقاقة ومرحلة القناع أمرًا بالغ الأهمية، مما يؤثر بشكل مباشر على دقة الطباعة الحجرية وإنتاجيتها. يعد العاكس المربع مكونًا رئيسيًا لنظام قياس ردود الفعل لتحديد المواقع لمسح ظرف الرقاقة، ومتطلبات المواد الخاصة به خفيفة الوزن وصارمة. على الرغم من أن سيراميك كربيد السيليكون يتمتع بخصائص خفيفة الوزن مثالية، إلا أن تصنيع مثل هذه المكونات يمثل تحديًا. حاليًا، تستخدم الشركات الرائدة عالميًا في تصنيع معدات الدوائر المتكاملة مواد مثل السيليكا المنصهرة والكورديريت. ومع ذلك، مع تقدم التكنولوجيا، حقق الخبراء الصينيون تصنيع مرايا مربعة من السيراميك كبيرة الحجم ومعقدة الشكل وخفيفة الوزن للغاية ومغلقة بالكامل ومكونات بصرية وظيفية أخرى لآلات الطباعة الحجرية الضوئية. ينقل القناع الضوئي، المعروف أيضًا باسم الفتحة، الضوء عبر القناع ليشكل نمطًا على المادة الحساسة للضوء. ومع ذلك، عندما يشع ضوء الأشعة فوق البنفسجية القناع، فإنه ينبعث منه حرارة، مما يرفع درجة الحرارة إلى 600 إلى 1000 درجة مئوية، مما قد يسبب ضررًا حراريًا. ولذلك، عادة ما يتم إيداع طبقة من فيلم SiC على النبائط. تقدم الآن العديد من الشركات الأجنبية، مثل ASML، أفلامًا ذات نفاذية تزيد عن 90% لتقليل التنظيف والفحص أثناء استخدام القناع الضوئي وتحسين كفاءة وإنتاجية آلات الطباعة الحجرية الضوئية بالأشعة فوق البنفسجية.

النقش بالبلازماوالأقنعة الضوئية الترسيبية، المعروفة أيضًا باسم الشعيرات المتقاطعة، لها الوظيفة الرئيسية المتمثلة في نقل الضوء عبر القناع وتشكيل نمط على المادة الحساسة للضوء. ومع ذلك، عندما يشع ضوء EUV (الأشعة فوق البنفسجية القصوى) القناع الضوئي، فإنه ينبعث منه حرارة، مما يرفع درجة الحرارة إلى ما بين 600 و1000 درجة مئوية، مما قد يسبب ضررًا حراريًا. ولذلك، عادة ما يتم إيداع طبقة من فيلم كربيد السيليكون (SiC) على النبائط للتخفيف من حدة هذه المشكلة. في الوقت الحاضر، بدأت العديد من الشركات الأجنبية، مثل ASML، في توفير أفلام بشفافية تزيد عن 90% لتقليل الحاجة إلى التنظيف والفحص أثناء استخدام القناع الضوئي، وبالتالي تحسين كفاءة وإنتاجية آلات الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية. . النقش بالبلازما وحلقة التركيز الترسيبوغيرها في صناعة أشباه الموصلات، تستخدم عملية التنميش مواد سائلة أو غازية (مثل الغازات المحتوية على الفلور) المتأينة في البلازما لقصف الرقاقة وإزالة المواد غير المرغوب فيها بشكل انتقائي حتى يبقى نمط الدائرة المرغوب فيه علىرقاقةسطح. في المقابل، يشبه ترسيب الأغشية الرقيقة الجانب العكسي للحفر، وذلك باستخدام طريقة الترسيب لتكديس المواد العازلة بين الطبقات المعدنية لتشكيل طبقة رقيقة. وبما أن كلتا العمليتين تستخدمان تكنولوجيا البلازما، فإنهما عرضة لتأثيرات التآكل على الغرف والمكونات. لذلك، يجب أن تتمتع المكونات الموجودة داخل المعدات بمقاومة جيدة للبلازما، وتفاعل منخفض مع غازات الفلور، وموصلية منخفضة. مكونات معدات الحفر والترسيب التقليدية، مثل حلقات التركيز، عادة ما تكون مصنوعة من مواد مثل السيليكون أو الكوارتز. ومع ذلك، مع تقدم تصغير الدوائر المتكاملة، يتزايد الطلب وأهمية عمليات الحفر في تصنيع الدوائر المتكاملة. على المستوى المجهري، يتطلب النقش الدقيق لرقاقات السيليكون بلازما عالية الطاقة لتحقيق خطوط عرض أصغر وهياكل أجهزة أكثر تعقيدًا. لذلك، أصبح كربيد السيليكون (SiC) لترسيب البخار الكيميائي (CVD) تدريجيًا مادة الطلاء المفضلة لمعدات الحفر والترسيب بخصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة، والنقاء العالي والتوحيد. في الوقت الحاضر، تشتمل مكونات كربيد السيليكون CVD في معدات الحفر على حلقات التركيز ورؤوس دش الغاز والصواني وحلقات الحواف. في معدات الترسيب، هناك أغطية للغرفة وبطانات للغرفة وركائز الجرافيت المغلفة بـ SIC.

بسبب تفاعله المنخفض وموصليته لغازات حفر الكلور والفلور،كربيد السيليكون CVDأصبحت مادة مثالية لمكونات مثل حلقات التركيز في معدات الحفر بالبلازما.كربيد السيليكون CVDتشتمل المكونات الموجودة في معدات الحفر على حلقات التركيز، ورؤوس دش الغاز، والصواني، وحلقات الحافة، وما إلى ذلك. خذ حلقات التركيز كمثال، فهي مكونات رئيسية موضوعة خارج الرقاقة وعلى اتصال مباشر بالرقاقة. من خلال تطبيق الجهد على الحلقة، يتم تركيز البلازما من خلال الحلقة على الرقاقة، مما يحسن تجانس العملية. تقليديا، حلقات التركيز مصنوعة من السيليكون أو الكوارتز. ومع ذلك، مع تقدم تصغير الدوائر المتكاملة، يستمر الطلب على عمليات الحفر وأهميتها في تصنيع الدوائر المتكاملة في الزيادة. تستمر قوة النقش بالبلازما ومتطلبات الطاقة في الارتفاع، خاصة في معدات النقش بالبلازما المقترنة بالسعة (CCP)، والتي تتطلب طاقة بلازما أعلى. ونتيجة لذلك، يتزايد استخدام حلقات التركيز المصنوعة من مواد كربيد السيليكون.