Le matériau de prédilection pour les pièces de précision des machines de photolithographie
Dans le domaine des semi-conducteurs,céramique en carbure de siliciumCes matériaux sont principalement utilisés dans les équipements clés de la fabrication de circuits intégrés, tels que les tables de travail en carbure de silicium, les rails de guidage,réflecteurs, mandrin à ventouse en céramique, bras, disques de meulage, dispositifs de fixation, etc. pour machines de lithographie.
pièces en céramique de carbure de siliciumpour les équipements semi-conducteurs et optiques
• Disque de meulage en céramique de carbure de silicium. Si le disque de meulage est en fonte ou en acier au carbone, sa durée de vie est courte et son coefficient de dilatation thermique élevé. Lors de l'usinage des plaquettes de silicium, notamment lors du meulage ou du polissage à grande vitesse, l'usure et la déformation thermique du disque rendent difficile le maintien de la planéité et du parallélisme de la plaquette. Le disque de meulage en céramique de carbure de silicium présente une dureté élevée et une faible usure, et son coefficient de dilatation thermique est pratiquement identique à celui des plaquettes de silicium, ce qui permet un meulage et un polissage à grande vitesse.
• Support en céramique de carbure de silicium. Lors de leur production, les plaquettes de silicium subissent un traitement thermique à haute température et sont souvent transportées à l'aide de supports en carbure de silicium. Ces supports sont résistants à la chaleur et non destructifs. Des revêtements de carbone amorphe (DLC) et autres peuvent être appliqués en surface pour améliorer les performances, limiter les dommages et empêcher la propagation de la contamination.
• Table de travail en carbure de silicium. Prenons l'exemple de la table de travail d'une machine de lithographie : celle-ci assure principalement le déplacement d'exposition, ce qui exige des mouvements ultra-précis à l'échelle nanométrique, avec une grande amplitude de course et six degrés de liberté. Par exemple, pour une machine de lithographie d'une résolution de 100 nm, une précision de superposition de 33 nm et une largeur de ligne de 10 nm, la précision de positionnement de la table de travail doit atteindre 10 nm. Les vitesses de déplacement et de balayage simultanés du masque et de la plaquette de silicium sont respectivement de 150 nm/s et 120 nm/s, et la vitesse de balayage du masque est proche de 500 nm/s. La table de travail doit donc présenter une précision et une stabilité de mouvement extrêmement élevées.
Schéma de la table de travail et de la table de micromouvement (section partielle)
● Miroir carré en céramique de carbure de silicium. Les composants clés des équipements de circuits intégrés essentiels, tels que les machines de lithographie, présentent des formes et des dimensions complexes, ainsi que des structures creuses et légères, ce qui rend difficile la fabrication de tels composants en céramique de carbure de silicium. Actuellement, les principaux fabricants internationaux d'équipements de circuits intégrés, comme ASML aux Pays-Bas, NIKON et CANON au Japon, utilisent largement des matériaux tels que le verre microcristallin et la cordiérite pour fabriquer les miroirs carrés, composants essentiels des machines de lithographie, et la céramique de carbure de silicium pour fabriquer d'autres composants structurels haute performance aux formes simples. Cependant, des experts de l'Institut chinois de recherche sur les matériaux de construction ont mis au point une technologie de fabrication exclusive permettant de produire des miroirs carrés en céramique de carbure de silicium de grande taille, de forme complexe, extrêmement légers et entièrement encapsulés, ainsi que d'autres composants optiques structurels et fonctionnels pour les machines de lithographie.
Date de publication : 10 octobre 2024