קרמיקה סיליקון קרביד: רכיבי דיוק הדרושים לתהליכי מוליכים למחצה

טכנולוגיית הפוטוליתוגרפיה מתמקדת בעיקר בשימוש במערכות אופטיות לחשיפת דפוסי מעגלים על פרוסות סיליקון. הדיוק של תהליך זה משפיע ישירות על הביצועים והתפוקה של מעגלים משולבים. כאחד הציוד המוביל לייצור שבבים, מכונת הליטוגרפיה מכילה עד מאות אלפי רכיבים. הן הרכיבים האופטיים והן הרכיבים בתוך מערכת הליטוגרפיה דורשים דיוק גבוה במיוחד כדי להבטיח ביצועים ודיוק של המעגל.קרמיקה SiCנעשה שימוש בצ'אקים של ופלומראות מרובעות קרמיקה.

צ'אק ופלצ'אק הוופל במכונת הליטוגרפיה נושא ומניע את הוופל במהלך תהליך החשיפה. יישור מדויק בין הפרוסה והצ'אק חיוני לשכפול מדויק של התבנית על פני הפרוסה.רקיק SiCצ'אקים ידועים ביציבותם הקלה, הממדית הגבוהה ובמקדם ההתפשטות התרמית הנמוך, שיכולים להפחית עומסי אינרציה ולשפר את יעילות התנועה, דיוק המיקום והיציבות.

מראה מרובעת קרמית במכונת הליטוגרפיה, סנכרון התנועה בין צ'אק הפרוס לשלב המסכה הוא קריטי, מה שמשפיע ישירות על דיוק הליטוגרפיה והתפוקה. הרפלקטור המרובע הוא מרכיב מרכזי במערכת מדידת המשוב של מיצוב סריקת צ'אק פרוס, ודרישות החומר שלו קלות משקל וקפדניות. למרות שלקרמיקה של סיליקון קרביד יש תכונות קלות משקל אידיאליות, ייצור רכיבים כאלה הוא מאתגר. נכון לעכשיו, יצרני ציוד מעגלים משולבים בינלאומיים מובילים משתמשים בעיקר בחומרים כמו סיליקה מותכת וקורדרייט. עם זאת, עם התקדמות הטכנולוגיה, מומחים סינים השיגו ייצור של מראות מרובעות בגודל גדול, בעל צורה מורכבת, קלת משקל מאוד, סגורה במלואה עם מראות מרובעות קרמיות סיליקון קרביד ורכיבים אופטיים פונקציונליים אחרים עבור מכונות פוטוליתוגרפיה. הפוטומסק, הידוע גם בשם צמצם, מעבירה אור דרך המסכה ליצירת תבנית על החומר הרגיש לאור. עם זאת, כאשר אור EUV מקרין את המסכה, הוא פולט חום, ומעלה את הטמפרטורה ל-600 עד 1000 מעלות צלזיוס, מה שעלול לגרום לנזק תרמי. לכן, שכבה של סרט SiC מופקדת בדרך כלל על הפוטומסק. חברות זרות רבות, כמו ASML, מציעות כעת סרטים עם שידור של יותר מ-90% כדי להפחית את הניקוי והבדיקה במהלך השימוש בפוטומסק ולשפר את היעילות ותפוקת המוצר של מכונות פוטוליתוגרפיה EUV.

תחריט פלזמהו-Deposition Photomasks, הידוע גם כצלב, יש את הפונקציה העיקרית של העברת אור דרך המסכה ויצירת תבנית על החומר הרגיש לאור. עם זאת, כאשר אור EUV (אולטרה סגול קיצוני) מקרין את הפוטומסק, הוא פולט חום, ומעלה את הטמפרטורה בין 600 ל-1000 מעלות צלזיוס, מה שעלול לגרום לנזק תרמי. לכן, שכבה של סרט סיליקון קרביד (SiC) מופקדת בדרך כלל על הפוטומסק כדי להקל על בעיה זו. כיום, חברות זרות רבות, כמו ASML, החלו לספק סרטים עם שקיפות של יותר מ-90% כדי להפחית את הצורך בניקוי ובדיקה במהלך השימוש בפוטומסק, ובכך לשפר את היעילות ותפוקת המוצר של מכונות ליטוגרפיה EUV. . תחריט פלזמה וטבעת מיקוד בתצהירואחרים בייצור מוליכים למחצה, תהליך התחריט משתמש בחומרי תחריט נוזלים או גזים (כגון גזים המכילים פלואור) המיוננים לתוך פלזמה כדי להפציץ את הפרוסה ולהסיר באופן סלקטיבי חומרים לא רצויים עד שדפוס המעגל הרצוי נשאר על גבירָקִיקמִשׁטָח. לעומת זאת, שקיעת סרט דק דומה לצד האחורי של תחריט, תוך שימוש בשיטת השקיעה כדי לערום חומרי בידוד בין שכבות מתכת ליצירת סרט דק. מכיוון ששני התהליכים משתמשים בטכנולוגיית פלזמה, הם נוטים להשפעות קורוזיביות על חדרים ורכיבים. לכן, הרכיבים בתוך הציוד נדרשים להיות בעלי עמידות פלזמה טובה, תגובתיות נמוכה לגזי תחריט פלואור ומוליכות נמוכה. רכיבי ציוד תחריט ותקיעה מסורתיים, כגון טבעות מיקוד, עשויים בדרך כלל מחומרים כגון סיליקון או קוורץ. עם זאת, עם התקדמות מזעור המעגלים המשולבים, הביקוש והחשיבות של תהליכי תחריט בייצור מעגלים משולבים הולכים וגדלים. ברמה המיקרוסקופית, תחריט פרוסות סיליקון מדויק דורש פלזמה בעלת אנרגיה גבוהה כדי להשיג רוחב קו קטן יותר ומבני מכשירים מורכבים יותר. לכן, סיליקון קרביד כימי (CVD) הפך בהדרגה לחומר הציפוי המועדף עבור ציוד תחריט והשקעת עם התכונות הפיזיקליות והכימיות המעולות שלו, הטוהר והאחידות הגבוהים שלו. כיום, רכיבי סיליקון קרביד CVD בציוד תחריט כוללים טבעות מיקוד, ראשי מקלחת גז, מגשים וטבעות קצה. בציוד שיקוע, ישנם כיסויי תא, ספינות תא ומצעי גרפיט מצופים SIC.

בשל התגובתיות הנמוכה והמוליכות שלו לגזי תחריט של כלור ופלואור,CVD סיליקון קרבידהפך לחומר אידיאלי עבור רכיבים כגון טבעות מיקוד בציוד תחריט פלזמה.CVD סיליקון קרבידרכיבים בציוד תחריט כוללים טבעות פוקוס, ראשי מקלחת גז, מגשים, טבעות קצה וכו'. קח את טבעות המיקוד כדוגמה, הן רכיבי מפתח הממוקמים מחוץ לפרוסה ובמגע ישיר עם הפרוסה. על ידי הפעלת מתח על הטבעת, הפלזמה ממוקדת דרך הטבעת אל הפרוסה, ומשפרת את אחידות התהליך. באופן מסורתי, טבעות מיקוד עשויות מסיליקון או קוורץ. עם זאת, ככל שהמזעור המעגלים המשולבים מתקדם, הביקוש והחשיבות של תהליכי תחריט בייצור מעגלים משולבים ממשיכים לעלות. דרישות צריכת פלזמה וצריכת פלזמה ממשיכות לעלות, במיוחד בציוד לחריטת פלזמה בקיבוליות (CCP), אשר דורש אנרגיית פלזמה גבוהה יותר. כתוצאה מכך גובר השימוש בטבעות מיקוד העשויות מחומרי סיליקון קרביד.