Die Fotolithografie-Technologie konzentriert sich hauptsächlich auf die Belichtung von Schaltkreismustern auf Siliziumwafern mithilfe optischer Systeme. Die Genauigkeit dieses Prozesses beeinflusst direkt die Leistung und Ausbeute integrierter Schaltkreise. Als eine der wichtigsten Anlagen in der Chipfertigung besteht die Lithografieanlage aus Hunderttausenden von Bauteilen. Sowohl die optischen Komponenten als auch die Komponenten des Lithografiesystems erfordern höchste Präzision, um die Schaltkreisleistung und -genauigkeit zu gewährleisten.SiC-Keramikenwurden verwendet inWaffel-Chucksund quadratische Keramikspiegel.
Wafer-ChuckDer Waferhalter in der Lithographieanlage trägt und bewegt den Wafer während des Belichtungsprozesses. Eine präzise Ausrichtung zwischen Wafer und Halter ist unerlässlich für die genaue Reproduktion des Musters auf der Waferoberfläche.SiC-WaferSpannfutter sind bekannt für ihr geringes Gewicht, ihre hohe Dimensionsstabilität und ihren niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch die Trägheitskräfte reduziert und die Bewegungseffizienz, die Positioniergenauigkeit und die Stabilität verbessert werden können.
Keramischer Quadratspiegel: In Lithographieanlagen ist die Bewegungssynchronisation zwischen Wafer-Chuck und Maskentisch entscheidend, da sie die Genauigkeit und Ausbeute der Lithographie direkt beeinflusst. Der Quadratreflektor ist eine Schlüsselkomponente des Messsystems für die Wafer-Chuck-Positionierung und erfordert ein geringes Gewicht sowie strenge Materialanforderungen. Obwohl Siliziumkarbidkeramik ideale Leichtbaueigenschaften aufweist, ist die Herstellung solcher Komponenten anspruchsvoll. Führende internationale Hersteller von integrierten Schaltungen verwenden derzeit hauptsächlich Materialien wie Quarzglas und Cordierit. Dank technologischer Fortschritte ist es chinesischen Experten jedoch gelungen, großflächige, komplex geformte, extrem leichte und vollständig geschlossene quadratische Siliziumkarbidkeramik-Spiegel sowie weitere optische Funktionskomponenten für Fotolithografieanlagen herzustellen. Die Fotomaske, auch Apertur genannt, lässt Licht durch, um ein Muster auf dem lichtempfindlichen Material zu erzeugen. Bei der Bestrahlung der Maske mit EUV-Licht entsteht jedoch Wärme, die die Temperatur auf 600 bis 1000 Grad Celsius ansteigen lässt und zu thermischen Schäden führen kann. Daher wird üblicherweise eine SiC-Schicht auf die Fotomaske aufgebracht. Viele ausländische Unternehmen, wie zum Beispiel ASML, bieten mittlerweile Folien mit einer Lichtdurchlässigkeit von über 90 % an, um den Reinigungs- und Inspektionsaufwand bei der Verwendung der Fotomaske zu reduzieren und die Effizienz und Produktausbeute von EUV-Fotolithografieanlagen zu verbessern.
Plasmaätzenund Abscheidungs-Photomasken, auch als Fadenkreuze bekannt, haben die Hauptfunktion, Licht durch die Maske zu leiten und ein Muster auf dem lichtempfindlichen Material zu erzeugen. Wenn jedoch EUV-Licht (extrem ultraviolettes Licht) auf die Photomaske trifft, erzeugt es Wärme, die die Temperatur auf 600 bis 1000 Grad Celsius ansteigen lässt und zu thermischen Schäden führen kann. Daher wird üblicherweise eine Siliziumkarbid-Schicht (SiC) auf die Photomaske aufgebracht, um dieses Problem zu mindern. Inzwischen bieten viele ausländische Unternehmen, wie beispielsweise ASML, Folien mit einer Transparenz von über 90 % an, um den Reinigungs- und Inspektionsaufwand während der Verwendung der Photomaske zu reduzieren und so die Effizienz und Produktausbeute von EUV-Lithographieanlagen zu verbessern. Plasmaätzen undAblagerungsfokusringIn der Halbleiterfertigung werden beim Ätzprozess flüssige oder gasförmige Ätzmittel (wie z. B. fluorhaltige Gase) zu Plasma ionisiert, um den Wafer zu beschießen und unerwünschte Materialien selektiv zu entfernen, bis das gewünschte Schaltungsmuster sichtbar bleibt.WaffelIm Gegensatz dazu ähnelt die Dünnschichtabscheidung dem Ätzen, bei dem mittels eines Abscheidungsverfahrens isolierende Materialien zwischen Metallschichten aufgebracht werden, um einen dünnen Film zu bilden. Da beide Prozesse Plasmatechnologie nutzen, sind sie anfällig für Korrosion an Kammern und Komponenten. Daher müssen die Komponenten im Inneren der Anlagen eine gute Plasmabeständigkeit, geringe Reaktivität gegenüber fluorhaltigen Ätzgasen und eine niedrige Leitfähigkeit aufweisen. Traditionelle Komponenten von Ätz- und Abscheidungsanlagen, wie z. B. Fokussierringe, bestehen üblicherweise aus Materialien wie Silizium oder Quarz. Mit der fortschreitenden Miniaturisierung integrierter Schaltungen steigen jedoch die Anforderungen an Ätzprozesse in der IC-Fertigung und deren Bedeutung. Auf mikroskopischer Ebene erfordert das präzise Ätzen von Siliziumwafern Hochenergieplasma, um kleinere Linienbreiten und komplexere Bauelementstrukturen zu erzielen. Daher hat sich Siliziumkarbid (SiC), hergestellt mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), aufgrund seiner hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie seiner hohen Reinheit und Homogenität zunehmend als bevorzugtes Beschichtungsmaterial für Ätz- und Abscheidungsanlagen etabliert. Aktuell umfassen CVD-Siliziumkarbid-Komponenten in Ätzanlagen Fokusringe, Gasduschenköpfe, Trays und Randringe. In Beschichtungsanlagen gibt es Kammerabdeckungen, Kammerauskleidungen undSIC-beschichtete Graphitsubstrate.
Aufgrund seiner geringen Reaktivität und Leitfähigkeit gegenüber Chlor- und Fluor-Ätzgasen,CVD-Siliciumcarbidhat sich zu einem idealen Werkstoff für Bauteile wie Fokusringe in Plasmaätzanlagen entwickelt.CVD-SiliciumcarbidZu den Komponenten von Ätzanlagen gehören Fokusringe, Gasduschenköpfe, Träger, Randringe usw. Fokusringe sind beispielsweise Schlüsselkomponenten, die außerhalb des Wafers platziert werden und in direktem Kontakt mit diesem stehen. Durch Anlegen einer Spannung an den Ring wird das Plasma durch den Ring auf den Wafer fokussiert, wodurch die Gleichmäßigkeit des Prozesses verbessert wird. Traditionell bestehen Fokusringe aus Silizium oder Quarz. Mit der fortschreitenden Miniaturisierung integrierter Schaltungen steigt jedoch auch die Bedeutung von Ätzprozessen in der IC-Fertigung. Der Leistungs- und Energiebedarf für das Plasmaätzen nimmt stetig zu, insbesondere bei kapazitiv gekoppelten Plasma-Ätzanlagen (CCP), die eine höhere Plasmaenergie benötigen. Daher werden zunehmend Fokusringe aus Siliziumkarbid eingesetzt.
Veröffentlichungsdatum: 29. Oktober 2024