സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ്: അർദ്ധചാലക പ്രക്രിയകൾക്ക് ആവശ്യമായ സൂക്ഷ്മ ഘടകങ്ങൾ

ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രധാനമായും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത് സിലിക്കൺ വേഫറുകളിലെ സർക്യൂട്ട് പാറ്റേണുകൾ തുറന്നുകാട്ടുന്നതിന് ഒപ്റ്റിക്കൽ സംവിധാനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലാണ്. ഈ പ്രക്രിയയുടെ കൃത്യത ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ പ്രകടനത്തെയും വിളവിനെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. ചിപ്പ് നിർമ്മാണത്തിനുള്ള മികച്ച ഉപകരണങ്ങളിലൊന്നായ ലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിൽ ലക്ഷക്കണക്കിന് ഘടകങ്ങൾ വരെ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ലിത്തോഗ്രാഫി സിസ്റ്റത്തിനുള്ളിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങൾക്കും ഘടകങ്ങൾക്കും സർക്യൂട്ട് പ്രകടനവും കൃത്യതയും ഉറപ്പാക്കാൻ വളരെ ഉയർന്ന കൃത്യത ആവശ്യമാണ്.SiC സെറാമിക്സ്ൽ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്വേഫർ ചക്കുകൾസെറാമിക് സ്ക്വയർ മിററുകളും.

വേഫർ ചക്ക്ലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിലെ വേഫർ ചക്ക് എക്സ്പോഷർ പ്രക്രിയയിൽ വേഫറിനെ വഹിക്കുകയും ചലിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വേഫറിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലെ പാറ്റേൺ കൃത്യമായി പകർത്തുന്നതിന് വേഫറും ചക്കും തമ്മിലുള്ള കൃത്യമായ വിന്യാസം അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.SiC വേഫർചക്കുകൾ അവയുടെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും ഉയർന്ന അളവിലുള്ള സ്ഥിരതയ്ക്കും താഴ്ന്ന താപ വികാസ ഗുണത്തിനും പേരുകേട്ടതാണ്, ഇത് നിഷ്ക്രിയ ലോഡുകൾ കുറയ്ക്കാനും ചലനക്ഷമത, സ്ഥാനനിർണ്ണയ കൃത്യത, സ്ഥിരത എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും.

സെറാമിക് സ്ക്വയർ മിറർ ലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിൽ, വേഫർ ചക്കിനും മാസ്ക് ഘട്ടത്തിനും ഇടയിലുള്ള ചലന സമന്വയം നിർണായകമാണ്, ഇത് ലിത്തോഗ്രാഫി കൃത്യതയെയും വിളവെടുപ്പിനെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. വേഫർ ചക്ക് സ്കാനിംഗ് പൊസിഷനിംഗ് ഫീഡ്ബാക്ക് മെഷർമെൻ്റ് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ് സ്ക്വയർ റിഫ്ലക്ടർ, അതിൻ്റെ മെറ്റീരിയൽ ആവശ്യകതകൾ ഭാരം കുറഞ്ഞതും കർശനവുമാണ്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന് അനുയോജ്യമായ ഭാരം കുറഞ്ഞ ഗുണങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും, അത്തരം ഘടകങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നത് വെല്ലുവിളിയാണ്. നിലവിൽ, പ്രമുഖ അന്തർദേശീയ ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ഉപകരണ നിർമ്മാതാക്കൾ പ്രധാനമായും ഫ്യൂസ്ഡ് സിലിക്ക, കോർഡറൈറ്റ് തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പുരോഗതിയോടെ, ചൈനീസ് വിദഗ്ധർ ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനുകൾക്കായുള്ള വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള, സങ്കീർണ്ണമായ ആകൃതിയിലുള്ള, ഉയർന്ന ഭാരം കുറഞ്ഞ, പൂർണ്ണമായും അടച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക് സ്ക്വയർ മിററുകളും മറ്റ് പ്രവർത്തനപരമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങളും നിർമ്മിച്ചു. അപ്പെർച്ചർ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഫോട്ടോമാസ്ക്, ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിൽ ഒരു പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് മാസ്കിലൂടെ പ്രകാശം പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, EUV പ്രകാശം മാസ്കിനെ വികിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, അത് ചൂട് പുറപ്പെടുവിക്കുകയും താപനില 600 മുതൽ 1000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ ഉയർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് താപ തകരാറിന് കാരണമാകും. അതിനാൽ, SiC ഫിലിമിൻ്റെ ഒരു പാളി സാധാരണയായി ഫോട്ടോമാസ്കിൽ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നു. ASML പോലെയുള്ള നിരവധി വിദേശ കമ്പനികൾ, ഫോട്ടോമാസ്‌കിൻ്റെ ഉപയോഗത്തിനിടയിലെ ശുചീകരണവും പരിശോധനയും കുറയ്ക്കുന്നതിനും EUV ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനുകളുടെ കാര്യക്ഷമതയും ഉൽപ്പന്ന വിളവ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും 90%-ത്തിലധികം ട്രാൻസ്മിറ്റൻസ് ഉള്ള സിനിമകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

പ്ലാസ്മ എച്ചിംഗ്കൂടാതെ ക്രോസ്‌ഹെയറുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഡെപ്പോസിഷൻ ഫോട്ടോമാസ്കുകൾക്ക് മാസ്‌കിലൂടെ പ്രകാശം കടത്തിവിടുകയും ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിൽ ഒരു പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രധാന പ്രവർത്തനമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, EUV (തീവ്രമായ അൾട്രാവയലറ്റ്) പ്രകാശം ഫോട്ടോമാസ്കിനെ വികിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, അത് താപം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, താപനില 600 മുതൽ 1000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ ഉയർത്തുന്നു, ഇത് താപ തകരാറിന് കാരണമാകും. അതിനാൽ, ഈ പ്രശ്നം ലഘൂകരിക്കാൻ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) ഫിലിമിൻ്റെ ഒരു പാളി സാധാരണയായി ഫോട്ടോമാസ്കിൽ നിക്ഷേപിക്കുന്നു. നിലവിൽ, ASML പോലുള്ള നിരവധി വിദേശ കമ്പനികൾ, ഫോട്ടോമാസ്‌കിൻ്റെ ഉപയോഗ സമയത്ത് വൃത്തിയാക്കലിൻ്റെയും പരിശോധനയുടെയും ആവശ്യകത കുറയ്ക്കുന്നതിനും അതുവഴി EUV ലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനുകളുടെ കാര്യക്ഷമതയും ഉൽപ്പന്ന വിളവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് 90% ത്തിലധികം സുതാര്യതയോടെ സിനിമകൾ നൽകാൻ തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. . പ്ലാസ്മ എച്ചിംഗുംഡെപ്പോസിഷൻ ഫോക്കസ് റിംഗ്മറ്റുള്ളവ അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണത്തിൽ, വേഫറിൽ ബോംബെറിയുന്നതിനും ആവശ്യമുള്ള സർക്യൂട്ട് പാറ്റേൺ നിലനിൽക്കുന്നതുവരെ അനാവശ്യ വസ്തുക്കളെ തിരഞ്ഞെടുത്ത് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുമായി പ്ലാസ്മയിലേക്ക് അയോണൈസ് ചെയ്ത ദ്രാവകമോ വാതകമോ ആയ എച്ചാൻ്റുകൾ (ഫ്ലൂറിൻ അടങ്ങിയ വാതകങ്ങൾ പോലുള്ളവ) എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കുന്നു.വേഫർഉപരിതലം. നേരെമറിച്ച്, നേർത്ത ഫിലിം ഡിപ്പോസിഷൻ എച്ചിംഗിൻ്റെ വിപരീത വശത്തിന് സമാനമാണ്, ഒരു ഡിപ്പോസിഷൻ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ലോഹ പാളികൾക്കിടയിൽ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് വസ്തുക്കൾ അടുക്കി നേർത്ത ഫിലിം രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. രണ്ട് പ്രക്രിയകളും പ്ലാസ്മ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, അവ അറകളിലും ഘടകങ്ങളിലും നശിപ്പിക്കുന്ന ഫലത്തിന് സാധ്യതയുണ്ട്. അതിനാൽ, ഉപകരണത്തിനുള്ളിലെ ഘടകങ്ങൾക്ക് നല്ല പ്ലാസ്മ പ്രതിരോധം, ഫ്ലൂറിൻ എച്ചിംഗ് വാതകങ്ങളോടുള്ള കുറഞ്ഞ പ്രതിപ്രവർത്തനം, കുറഞ്ഞ ചാലകത എന്നിവ ആവശ്യമാണ്. ഫോക്കസ് റിംഗുകൾ പോലുള്ള പരമ്പരാഗത എച്ചിംഗ്, ഡിപ്പോസിഷൻ ഉപകരണ ഘടകങ്ങൾ സാധാരണയായി സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ ക്വാർട്സ് പോലുള്ള വസ്തുക്കളാൽ നിർമ്മിച്ചതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് മിനിയേച്ചറൈസേഷൻ്റെ പുരോഗതിയോടെ, ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് നിർമ്മാണത്തിലെ എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയകളുടെ ആവശ്യവും പ്രാധാന്യവും വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. സൂക്ഷ്മതലത്തിൽ, കൃത്യമായ സിലിക്കൺ വേഫർ എച്ചിംഗിന് ചെറിയ ലൈൻ വീതിയും കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ഉപകരണ ഘടനയും കൈവരിക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ പ്ലാസ്മ ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം (CVD) സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) ക്രമേണ അതിൻ്റെ മികച്ച ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങളോടും ഉയർന്ന ശുദ്ധതയോടും ഏകതാനതയോടും കൂടി, എച്ചിംഗ്, ഡിപ്പോസിഷൻ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലായി മാറി. നിലവിൽ, എച്ചിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിലെ സിവിഡി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഘടകങ്ങളിൽ ഫോക്കസ് റിംഗുകൾ, ഗ്യാസ് ഷവർ ഹെഡ്‌സ്, ട്രേകൾ, എഡ്ജ് റിംഗുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഡിപ്പോസിഷൻ ഉപകരണങ്ങളിൽ, ചേംബർ കവറുകൾ, ചേംബർ ലൈനറുകൾ എന്നിവയും ഉണ്ട്SIC- പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിവസ്ത്രങ്ങൾ.

ക്ലോറിൻ, ഫ്ലൂറിൻ എച്ചിംഗ് വാതകങ്ങളിലേക്കുള്ള കുറഞ്ഞ പ്രതിപ്രവർത്തനവും ചാലകതയും കാരണം,സിവിഡി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്പ്ലാസ്മ എച്ചിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിലെ ഫോക്കസ് റിംഗുകൾ പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ മെറ്റീരിയലായി മാറിയിരിക്കുന്നു.സിവിഡി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്ഫോക്കസ് റിംഗുകൾ, ഗ്യാസ് ഷവർ ഹെഡ്‌സ്, ട്രേകൾ, എഡ്ജ് റിംഗുകൾ തുടങ്ങിയവയാണ് എച്ചിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിലെ ഘടകങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നത്. ഫോക്കസ് റിംഗുകൾ ഉദാഹരണമായി എടുക്കുക, അവ വേഫറിന് പുറത്ത് സ്ഥാപിക്കുകയും വേഫറുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ്. വളയത്തിലേക്ക് വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, പ്ലാസ്മ വളയത്തിലൂടെ വേഫറിലേക്ക് കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും പ്രക്രിയയുടെ ഏകത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. പരമ്പരാഗതമായി, ഫോക്കസ് വളയങ്ങൾ സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ ക്വാർട്സ് കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് മിനിയേച്ചറൈസേഷൻ പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് നിർമ്മാണത്തിലെ എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയകളുടെ ആവശ്യവും പ്രാധാന്യവും വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. പ്ലാസ്മ എച്ചിംഗ് പവറും ഊർജ്ജ ആവശ്യകതകളും വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന പ്ലാസ്മ ഊർജ്ജം ആവശ്യമുള്ള കപ്പാസിറ്റീവ് കപ്പിൾഡ് പ്ലാസ്മ (സിസിപി) എച്ചിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിൽ. തൽഫലമായി, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വസ്തുക്കളാൽ നിർമ്മിച്ച ഫോക്കസ് റിംഗുകളുടെ ഉപയോഗം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.