La photolithographie repose principalement sur l'utilisation de systèmes optiques pour exposer les motifs de circuits sur des plaquettes de silicium. La précision de ce procédé influe directement sur les performances et le rendement des circuits intégrés. Comptant parmi les équipements essentiels à la fabrication de puces, la machine de lithographie comprend jusqu'à plusieurs centaines de milliers de composants. Tant les composants optiques que les composants internes du système de lithographie requièrent une précision extrêmement élevée afin de garantir les performances et la précision des circuits.Céramiques SiCont été utilisés dansmandrins à plaquetteset des miroirs carrés en céramique.
mandrin à plaquettesLe porte-plaquette de la machine de lithographie supporte et déplace la plaquette pendant le processus d'exposition. Un alignement précis entre la plaquette et le porte-plaquette est essentiel pour reproduire fidèlement le motif sur la surface de la plaquette.plaquette de SiCLes mandrins sont réputés pour leur légèreté, leur grande stabilité dimensionnelle et leur faible coefficient de dilatation thermique, ce qui permet de réduire les charges inertielles et d'améliorer l'efficacité du mouvement, la précision du positionnement et la stabilité.
Miroir carré en céramique. Dans une machine de lithographie, la synchronisation des mouvements entre le porte-plaquette et la platine porte-masque est cruciale, car elle influe directement sur la précision et le rendement de la lithographie. Le réflecteur carré est un composant clé du système de mesure et de positionnement du porte-plaquette, et ses exigences en matière de matériaux sont strictes et liées à sa légèreté. Bien que les céramiques en carbure de silicium présentent des propriétés de légèreté idéales, la fabrication de tels composants reste complexe. Actuellement, les principaux fabricants internationaux d'équipements pour circuits intégrés utilisent principalement des matériaux tels que la silice fondue et la cordiérite. Cependant, grâce aux progrès technologiques, les experts chinois sont parvenus à fabriquer 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 fonctionnels pour les machines de photolithographie. Le photomask, également appelé diaphragme, transmet la lumière à travers le masque pour former un motif sur le matériau photosensible. Cependant, lorsque la lumière EUV irradie le masque, elle émet de la chaleur, élevant la température entre 600 et 1000 degrés Celsius, ce qui peut provoquer des dommages thermiques. C'est pourquoi une couche de film de SiC est généralement déposée sur le photomask. De nombreuses sociétés étrangères, telles qu'ASML, proposent désormais des films avec une transmittance supérieure à 90 % afin de réduire le nettoyage et l'inspection lors de l'utilisation du photomask et d'améliorer l'efficacité et le rendement des machines de photolithographie EUV.
Gravure plasmaLes photomasques de dépôt, également appelés réticules, ont pour fonction principale de transmettre la lumière à travers le masque et de former un motif sur le matériau photosensible. Cependant, lorsque la lumière EUV (ultraviolet extrême) irradie le photomasque, elle émet de la chaleur, élevant la température entre 600 et 1000 degrés Celsius, ce qui peut provoquer des dommages thermiques. C'est pourquoi une couche de carbure de silicium (SiC) est généralement déposée sur le photomasque pour atténuer ce problème. Actuellement, de nombreuses entreprises étrangères, telles qu'ASML, proposent des films d'une transparence supérieure à 90 % afin de réduire les besoins de nettoyage et d'inspection pendant l'utilisation du photomasque, améliorant ainsi l'efficacité et le rendement des machines de lithographie EUV. Gravure plasma etAnneau de focalisation du dépôtDans la fabrication des semi-conducteurs, le procédé de gravure utilise des agents de gravure liquides ou gazeux (tels que des gaz fluorés) ionisés en plasma pour bombarder la plaquette et éliminer sélectivement les matériaux indésirables jusqu'à ce que le motif de circuit souhaité apparaisse sur la plaquette.trancheEn revanche, le dépôt de couches minces est similaire à la gravure, mais en inverse : il utilise une méthode de dépôt pour empiler des matériaux isolants entre des couches métalliques afin de former une couche mince. Ces deux procédés utilisant la technologie plasma, ils sont sujets à la corrosion des chambres et des composants. Par conséquent, les composants internes doivent présenter une bonne résistance au plasma, une faible réactivité aux gaz de gravure fluorés et une faible conductivité. Les composants traditionnels des équipements de gravure et de dépôt, tels que les anneaux de focalisation, sont généralement fabriqués en silicium ou en quartz. Cependant, avec la miniaturisation croissante des circuits intégrés, la demande et l'importance des procédés de gravure dans leur fabrication augmentent. À l'échelle microscopique, la gravure précise des plaquettes de silicium nécessite un plasma de haute énergie pour obtenir des largeurs de ligne plus faibles et des structures de dispositifs plus complexes. C'est pourquoi le carbure de silicium (SiC) déposé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est progressivement devenu le matériau de revêtement privilégié pour les équipements de gravure et de dépôt, grâce à ses excellentes propriétés physico-chimiques, sa grande pureté et son uniformité. Actuellement, les composants en carbure de silicium CVD utilisés dans les équipements de gravure comprennent des anneaux de focalisation, des têtes de pulvérisation de gaz, des plateaux et des anneaux de bord. Dans les équipements de dépôt, on trouve des couvercles de chambre, des revêtements de chambre etsubstrats de graphite revêtus de SIC.
En raison de sa faible réactivité et de sa faible conductivité aux gaz de gravure chlorés et fluorés,carbure de silicium CVDest devenu un matériau idéal pour des composants tels que les anneaux de focalisation dans les équipements de gravure plasma.carbure de silicium CVDLes composants des équipements de gravure comprennent des anneaux de focalisation, des têtes de pulvérisation de gaz, des plateaux, des anneaux de bord, etc. Prenons l'exemple des anneaux de focalisation : ce sont des composants clés placés à l'extérieur de la plaquette et en contact direct avec celle-ci. L'application d'une tension à l'anneau permet de focaliser le plasma sur la plaquette, améliorant ainsi l'uniformité du processus. Traditionnellement, les anneaux de focalisation sont fabriqués en silicium ou en quartz. Cependant, avec la miniaturisation croissante des circuits intégrés, la demande et l'importance des procédés de gravure dans leur fabrication ne cessent de croître. Les besoins en puissance et en énergie pour la gravure plasma augmentent constamment, notamment pour les équipements de gravure plasma à couplage capacitif (CCP), qui requièrent une énergie plasma plus élevée. Par conséquent, l'utilisation d'anneaux de focalisation en carbure de silicium se développe.
Date de publication : 29 octobre 2024