سلیکن کاربائیڈ سیرامکس: سیمی کنڈکٹر کے عمل کے لیے ضروری درستگی کے اجزاء

فوٹو لیتھوگرافی ٹیکنالوجی بنیادی طور پر سلیکون ویفرز پر سرکٹ پیٹرن کو بے نقاب کرنے کے لیے آپٹیکل سسٹم کے استعمال پر مرکوز ہے۔ اس عمل کی درستگی انٹیگریٹڈ سرکٹس کی کارکردگی اور پیداوار کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔ چپ مینوفیکچرنگ کے سب سے بڑے آلات میں سے ایک کے طور پر، لتھوگرافی مشین میں سیکڑوں ہزاروں اجزاء شامل ہوتے ہیں۔ لتھوگرافی سسٹم کے اندر آپٹیکل اجزاء اور اجزاء دونوں کو سرکٹ کی کارکردگی اور درستگی کو یقینی بنانے کے لیے انتہائی اعلیٰ درستگی کی ضرورت ہوتی ہے۔SiC سیرامکسمیں استعمال کیا گیا ہےویفر چکساور سیرامک ​​مربع آئینے۔

ویفر چکلیتھوگرافی مشین میں ویفر چک نمائش کے عمل کے دوران ویفر کو اٹھاتا اور حرکت دیتا ہے۔ ویفر کی سطح پر پیٹرن کو درست طریقے سے نقل کرنے کے لیے ویفر اور چک کے درمیان قطعی سیدھ ضروری ہے۔ایس سی ویفرچک اپنے ہلکے وزن، اعلیٰ جہتی استحکام اور کم تھرمل ایکسپینشن گتانک کے لیے جانا جاتا ہے، جو جڑوں کے بوجھ کو کم کر سکتا ہے اور حرکت کی کارکردگی، پوزیشننگ کی درستگی اور استحکام کو بہتر بنا سکتا ہے۔

سیرامک ​​مربع آئینہ لیتھوگرافی مشین میں، ویفر چک اور ماسک اسٹیج کے درمیان موشن سنکرونائزیشن بہت اہم ہے، جو لیتھوگرافی کی درستگی اور پیداوار کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔ مربع ریفلیکٹر ویفر چک سکیننگ پوزیشننگ فیڈ بیک پیمائش کے نظام کا ایک اہم جز ہے، اور اس کے مادی تقاضے ہلکے اور سخت ہیں۔ اگرچہ سلکان کاربائیڈ سیرامکس میں مثالی ہلکے وزن کی خصوصیات ہیں، ایسے اجزاء کی تیاری مشکل ہے۔ فی الحال، معروف بین الاقوامی انٹیگریٹڈ سرکٹ سازوسامان مینوفیکچررز بنیادی طور پر فیوزڈ سلکا اور کورڈیرائٹ جیسے مواد استعمال کرتے ہیں۔ تاہم، ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، چینی ماہرین نے فوٹو لیتھوگرافی مشینوں کے لیے بڑے سائز، پیچیدہ شکل، انتہائی ہلکے، مکمل طور پر بند سیلیکون کاربائیڈ سیرامک ​​اسکوائر آئینے اور دیگر فنکشنل آپٹیکل پرزوں کی تیاری حاصل کر لی ہے۔ فوٹو ماسک، جسے یپرچر کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، ماسک کے ذریعے روشنی کو منتقل کرتا ہے تاکہ فوٹو حساس مواد پر پیٹرن بن سکے۔ تاہم، جب EUV روشنی ماسک کو روشن کرتی ہے، تو یہ حرارت خارج کرتی ہے، جس سے درجہ حرارت 600 سے 1000 ڈگری سیلسیس تک بڑھ جاتا ہے، جس سے تھرمل نقصان ہو سکتا ہے۔ لہذا، SiC فلم کی ایک پرت عام طور پر فوٹو ماسک پر جمع کی جاتی ہے۔ بہت سی غیر ملکی کمپنیاں، جیسے ASML، اب فوٹو ماسک کے استعمال کے دوران صفائی اور معائنہ کو کم کرنے اور EUV فوٹو لیتھوگرافی مشینوں کی کارکردگی اور مصنوعات کی پیداوار کو بہتر بنانے کے لیے 90% سے زیادہ کی ترسیل کے ساتھ فلمیں پیش کرتی ہیں۔

پلازما اینچنگاور ڈیپوزیشن فوٹو ماسک، جسے کراس ہیئرز بھی کہا جاتا ہے، کا بنیادی کام ماسک کے ذریعے روشنی کی ترسیل اور فوٹو حساس مواد پر پیٹرن بنانے کا ہوتا ہے۔ تاہم، جب EUV (انتہائی الٹرا وایلیٹ) روشنی فوٹو ماسک کو شعاع کرتی ہے، تو یہ حرارت خارج کرتی ہے، جس سے درجہ حرارت 600 اور 1000 ڈگری سیلسیس کے درمیان بڑھ جاتا ہے، جو تھرمل نقصان کا سبب بن سکتا ہے۔ لہذا، اس مسئلے کو دور کرنے کے لیے عام طور پر فوٹو ماسک پر سلکان کاربائیڈ (SiC) فلم کی ایک تہہ جمع کی جاتی ہے۔ اس وقت، بہت سی غیر ملکی کمپنیوں، جیسے ASML، نے فوٹو ماسک کے استعمال کے دوران صفائی اور معائنہ کی ضرورت کو کم کرنے کے لیے 90% سے زیادہ شفافیت کے ساتھ فلمیں فراہم کرنا شروع کر دی ہیں، اس طرح EUV لیتھوگرافی مشینوں کی کارکردگی اور مصنوعات کی پیداوار میں بہتری آئی ہے۔ . پلازما اینچنگ اورجمع فوکس رنگاور دیگر سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں، اینچنگ کا عمل مائع یا گیس اینچنٹس (جیسے فلورین پر مشتمل گیسوں) کو پلازما میں آئنائزڈ کرکے ویفر پر بمباری کرتا ہے اور اس وقت تک ناپسندیدہ مواد کو ہٹاتا ہے جب تک کہ مطلوبہ سرکٹ پیٹرن پر باقی نہ رہے۔ویفرسطح اس کے برعکس، پتلی فلم کا ذخیرہ اینچنگ کے الٹ سائیڈ سے ملتا جلتا ہے، دھات کی تہوں کے درمیان موصل مواد کو پتلی فلم بنانے کے لیے جمع کرنے کا طریقہ استعمال کرتا ہے۔ چونکہ دونوں عمل پلازما ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہیں ، لہذا وہ چیمبروں اور اجزاء پر سنکنرن اثرات کا شکار ہیں۔ لہذا، آلات کے اندر موجود اجزاء میں پلازما کی اچھی مزاحمت، فلورین اینچنگ گیسوں کے لیے کم رد عمل، اور کم چالکتا کی ضرورت ہوتی ہے۔ روایتی اینچنگ اور جمع کرنے والے آلات کے اجزاء، جیسے فوکس رِنگز، عام طور پر سلکان یا کوارٹج جیسے مواد سے بنتے ہیں۔ تاہم، انٹیگریٹڈ سرکٹ چھوٹے بنانے کی ترقی کے ساتھ، مربوط سرکٹ مینوفیکچرنگ میں ایچنگ کے عمل کی مانگ اور اہمیت بڑھ رہی ہے۔ خوردبینی سطح پر، عین مطابق سلکان ویفر اینچنگ کو چھوٹی لکیر کی چوڑائی اور زیادہ پیچیدہ ڈیوائس ڈھانچے کو حاصل کرنے کے لیے اعلی توانائی والے پلازما کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہٰذا، کیمیائی بخارات کا ذخیرہ (CVD) سلکان کاربائیڈ (SiC) اپنی بہترین جسمانی اور کیمیائی خصوصیات، اعلیٰ پاکیزگی اور یکسانیت کے ساتھ بتدریج اینچنگ اور جمع کرنے والے آلات کے لیے ترجیحی کوٹنگ مواد بن گیا ہے۔ فی الحال، اینچنگ کے سامان میں CVD سلکان کاربائیڈ کے اجزاء میں فوکس رِنگز، گیس شاور ہیڈز، ٹرے اور ایج رِنگز شامل ہیں۔ جمع کرنے کے سامان میں، چیمبر کور، چیمبر لائنرز اور ہیںایس آئی سی لیپت گریفائٹ سبسٹریٹس.

کلورین اور فلورین اینچنگ گیسوں کے لیے اس کی کم رد عمل اور چالکتا کی وجہ سے،سی وی ڈی سلکان کاربائیڈپلازما اینچنگ آلات میں فوکس رِنگ جیسے اجزاء کے لیے ایک مثالی مواد بن گیا ہے۔سی وی ڈی سلکان کاربائیڈاینچنگ کے آلات کے اجزاء میں فوکس رِنگز، گیس شاور ہیڈز، ٹرے، ایج رِنگز وغیرہ شامل ہیں۔ فوکس رِنگز کو مثال کے طور پر لیں، یہ کلیدی اجزاء ہیں جو ویفر کے باہر اور ویفر کے ساتھ براہِ راست رابطے میں رکھے جاتے ہیں۔ انگوٹی پر وولٹیج لگانے سے، پلازما کو انگوٹھی کے ذریعے ویفر پر مرکوز کیا جاتا ہے، جس سے عمل کی یکسانیت بہتر ہوتی ہے۔ روایتی طور پر، فوکس رِنگ سلکان یا کوارٹج سے بنی ہوتی ہیں۔ تاہم، جیسے جیسے انٹیگریٹڈ سرکٹ منیٹورائزیشن ترقی کرتی ہے، انٹیگریٹڈ سرکٹ مینوفیکچرنگ میں اینچنگ کے عمل کی مانگ اور اہمیت میں مسلسل اضافہ ہوتا جا رہا ہے۔ پلازما اینچنگ پاور اور توانائی کی ضروریات میں مسلسل اضافہ ہوتا رہتا ہے، خاص طور پر کپیسیٹیو کپلڈ پلازما (سی سی پی) اینچنگ آلات میں، جس کے لیے زیادہ پلازما توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، سلیکون کاربائیڈ مواد سے بنی فوکس رِنگز کا استعمال بڑھ رہا ہے۔