सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्स: सेमीकंडक्टर प्रक्रियेसाठी आवश्यक अचूक घटक

फोटोलिथोग्राफी तंत्रज्ञान प्रामुख्याने सिलिकॉन वेफर्सवरील सर्किट पॅटर्न उघड करण्यासाठी ऑप्टिकल प्रणाली वापरण्यावर लक्ष केंद्रित करते. या प्रक्रियेची अचूकता एकात्मिक सर्किट्सच्या कार्यक्षमतेवर आणि उत्पन्नावर थेट परिणाम करते. चिप उत्पादनासाठी शीर्ष उपकरणांपैकी एक म्हणून, लिथोग्राफी मशीनमध्ये शेकडो हजारो घटक असतात. सर्किट कार्यप्रदर्शन आणि अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी लिथोग्राफी प्रणालीमधील दोन्ही ऑप्टिकल घटक आणि घटकांना अत्यंत उच्च परिशुद्धता आवश्यक आहे.SiC सिरेमिकमध्ये वापरले गेले आहेतवेफर चक्सआणि सिरेमिक चौरस मिरर.

वेफर चकलिथोग्राफी मशीनमधील वेफर चक एक्सपोजर प्रक्रियेदरम्यान वेफरला धारण करतो आणि हलवतो. वेफरच्या पृष्ठभागावरील पॅटर्नची अचूक प्रतिकृती तयार करण्यासाठी वेफर आणि चक यांच्यातील अचूक संरेखन आवश्यक आहे.SiC वेफरचक्स त्यांच्या हलक्या, उच्च मितीय स्थिरता आणि कमी थर्मल विस्तार गुणांकासाठी ओळखले जातात, जे जडत्व भार कमी करू शकतात आणि गती कार्यक्षमता, स्थिती अचूकता आणि स्थिरता सुधारू शकतात.

सिरॅमिक स्क्वेअर मिरर लिथोग्राफी मशीनमध्ये, वेफर चक आणि मास्क स्टेजमधील गती सिंक्रोनाइझेशन महत्त्वपूर्ण आहे, जे थेट लिथोग्राफीच्या अचूकतेवर आणि उत्पन्नावर परिणाम करते. स्क्वेअर रिफ्लेक्टर हा वेफर चक स्कॅनिंग पोझिशनिंग फीडबॅक मापन प्रणालीचा एक प्रमुख घटक आहे आणि त्याच्या सामग्रीच्या आवश्यकता हलक्या आणि कडक आहेत. सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्समध्ये आदर्श हलके गुणधर्म असले तरी, अशा घटकांची निर्मिती करणे आव्हानात्मक आहे. सध्या, अग्रगण्य आंतरराष्ट्रीय एकात्मिक सर्किट उपकरणे उत्पादक मुख्यतः फ्यूज्ड सिलिका आणि कॉर्डिएराइट सारख्या सामग्रीचा वापर करतात. तथापि, तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह, चिनी तज्ञांनी फोटोलिथोग्राफी मशीनसाठी मोठ्या आकाराचे, जटिल-आकाराचे, अत्यंत हलके, पूर्णपणे बंद सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक चौरस मिरर आणि इतर कार्यात्मक ऑप्टिकल घटकांचे उत्पादन साध्य केले आहे. फोटोमास्क, ज्याला छिद्र म्हणूनही ओळखले जाते, प्रकाशसंवेदनशील सामग्रीवर एक नमुना तयार करण्यासाठी मुखवटाद्वारे प्रकाश प्रसारित करते. तथापि, जेव्हा EUV प्रकाश मुखवटाला विकिरण करतो तेव्हा ते उष्णता उत्सर्जित करते, तापमान 600 ते 1000 अंश सेल्सिअस पर्यंत वाढवते, ज्यामुळे थर्मल नुकसान होऊ शकते. म्हणून, SiC फिल्मचा एक थर सहसा फोटोमास्कवर जमा केला जातो. ASML सारख्या बऱ्याच परदेशी कंपन्या आता फोटोमास्कच्या वापरादरम्यान साफसफाई आणि तपासणी कमी करण्यासाठी आणि EUV फोटोलिथोग्राफी मशीनची कार्यक्षमता आणि उत्पादन उत्पादन सुधारण्यासाठी 90% पेक्षा जास्त ट्रान्समिटन्ससह चित्रपट ऑफर करतात.

प्लाझ्मा एचिंगआणि डिपॉझिशन फोटोमास्क, ज्यांना क्रॉसहेअर देखील म्हणतात, मुखवटाद्वारे प्रकाश प्रसारित करणे आणि प्रकाशसंवेदनशील सामग्रीवर एक नमुना तयार करणे हे मुख्य कार्य आहे. तथापि, जेव्हा EUV (अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट) प्रकाश फोटोमास्कला विकिरणित करतो तेव्हा ते उष्णता उत्सर्जित करते, तापमान 600 आणि 1000 अंश सेल्सिअस दरम्यान वाढवते, ज्यामुळे थर्मल नुकसान होऊ शकते. म्हणून, ही समस्या कमी करण्यासाठी सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) फिल्मचा थर सहसा फोटोमास्कवर जमा केला जातो. सध्या, ASML सारख्या बऱ्याच परदेशी कंपन्यांनी फोटोमास्कच्या वापरादरम्यान साफसफाई आणि तपासणीची गरज कमी करण्यासाठी 90% पेक्षा जास्त पारदर्शकतेसह चित्रपट प्रदान करण्यास सुरुवात केली आहे, ज्यामुळे EUV लिथोग्राफी मशीनची कार्यक्षमता आणि उत्पादन उत्पादन सुधारले आहे. . प्लाझ्मा एचिंग आणिडिपॉझिशन फोकस रिंगआणि इतर सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये, कोरीव प्रक्रियेमध्ये वेफरवर भडिमार करण्यासाठी प्लाझ्मामध्ये आयनीकृत द्रव किंवा वायू एचंट्स (जसे की फ्लोरिनयुक्त वायू) वापरतात आणि इच्छित सर्किट पॅटर्न जोपर्यंत चालू राहत नाही तोपर्यंत अवांछित पदार्थ निवडकपणे काढून टाकतात.वेफरपृष्ठभाग याउलट, पातळ फिल्म डिपॉझिशन हे एचिंगच्या उलट बाजूसारखे असते, एक पातळ फिल्म तयार करण्यासाठी धातूच्या थरांमध्ये इन्सुलेट सामग्री स्टॅक करण्यासाठी डिपॉझिशन पद्धत वापरते. दोन्ही प्रक्रिया प्लाझ्मा तंत्रज्ञान वापरत असल्याने, ते चेंबर्स आणि घटकांवर क्षरणकारक प्रभावांना बळी पडतात. म्हणून, उपकरणाच्या आतील घटकांमध्ये चांगला प्लाझ्मा प्रतिरोध, फ्लोरिन एचिंग वायूंची कमी प्रतिक्रिया आणि कमी चालकता असणे आवश्यक आहे. पारंपारिक एचिंग आणि डिपॉझिशन उपकरणे घटक, जसे की फोकस रिंग, सहसा सिलिकॉन किंवा क्वार्ट्ज सारख्या सामग्रीपासून बनविलेले असतात. तथापि, एकात्मिक सर्किट लघुकरणाच्या प्रगतीसह, एकात्मिक सर्किट उत्पादनामध्ये नक्षी प्रक्रियांची मागणी आणि महत्त्व वाढत आहे. सूक्ष्म स्तरावर, अचूक सिलिकॉन वेफर एचिंगला लहान रेषा रुंदी आणि अधिक जटिल उपकरण संरचना प्राप्त करण्यासाठी उच्च-ऊर्जा प्लाझ्मा आवश्यक आहे. त्यामुळे, रासायनिक वाष्प निक्षेपण (CVD) सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) हळूहळू उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांसह, उच्च शुद्धता आणि एकरूपतेसह कोटिंग आणि डिपॉझिशन उपकरणांसाठी पसंतीचे कोटिंग साहित्य बनले आहे. सध्या, एचिंग उपकरणांमधील CVD सिलिकॉन कार्बाइड घटकांमध्ये फोकस रिंग, गॅस शॉवर हेड्स, ट्रे आणि एज रिंग यांचा समावेश होतो. डिपॉझिशन उपकरणांमध्ये, चेंबर कव्हर्स, चेंबर लाइनर्स आणि आहेतSIC-लेपित ग्रेफाइट सब्सट्रेट्स.

क्लोरीन आणि फ्लोरिन एचिंग वायूंच्या कमी प्रतिक्रियाशीलता आणि चालकतेमुळे,CVD सिलिकॉन कार्बाइडप्लाझ्मा एचिंग उपकरणांमध्ये फोकस रिंगसारख्या घटकांसाठी एक आदर्श सामग्री बनली आहे.CVD सिलिकॉन कार्बाइडएचिंग उपकरणातील घटकांमध्ये फोकस रिंग, गॅस शॉवर हेड्स, ट्रे, एज रिंग इत्यादींचा समावेश होतो. उदाहरण म्हणून फोकस रिंग घ्या, ते वेफरच्या बाहेर आणि वेफरच्या थेट संपर्कात ठेवलेले प्रमुख घटक आहेत. रिंगवर व्होल्टेज लागू करून, प्लाझ्मा रिंगद्वारे वेफरवर केंद्रित केला जातो, प्रक्रियेची एकसमानता सुधारते. पारंपारिकपणे, फोकस रिंग सिलिकॉन किंवा क्वार्ट्जच्या बनलेल्या असतात. तथापि, एकात्मिक सर्किट लघुकरण जसजसे पुढे जात आहे, तसतसे एकात्मिक सर्किट उत्पादनात नक्षी प्रक्रियांची मागणी आणि महत्त्व वाढत आहे. प्लाझ्मा एचिंग पॉवर आणि ऊर्जेची आवश्यकता सतत वाढत आहे, विशेषत: कॅपेसिटिवली कपल्ड प्लाझ्मा (सीसीपी) एचिंग उपकरणांमध्ये, ज्यासाठी उच्च प्लाझ्मा उर्जेची आवश्यकता असते. परिणामी, सिलिकॉन कार्बाइड सामग्रीपासून बनवलेल्या फोकस रिंगचा वापर वाढत आहे.