La technologie de photolithographie se concentre principalement sur l'utilisation de systèmes optiques pour exposer les motifs de circuits sur des plaquettes de silicium. La précision de ce procédé influence directement les performances et le rendement des circuits intégrés. Figurant parmi les équipements de pointe pour la fabrication de puces, la machine de lithographie contient jusqu'à des centaines de milliers de composants. Les composants optiques et les composants du système de lithographie requièrent une précision extrême pour garantir les performances et l'exactitude des circuits.céramiques SiCont été utilisés dansmandrins à plaquetteset miroirs carrés en céramique.
mandrin à plaquettesLe mandrin de la machine de lithographie soutient et déplace la plaquette pendant le processus d'exposition. Un alignement précis entre la plaquette et le mandrin est essentiel pour reproduire fidèlement le motif à la surface de la plaquette.plaquette de SiCLes mandrins sont connus pour leur légèreté, leur grande stabilité dimensionnelle et leur faible coefficient de dilatation thermique, ce qui peut réduire les charges d'inertie et améliorer l'efficacité du mouvement, la précision du positionnement et la stabilité.
Miroir carré en céramique. Dans une machine de lithographie, la synchronisation du mouvement entre le mandrin de wafer et le plateau de masquage est cruciale, ce qui affecte directement la précision et le rendement de la lithographie. Le réflecteur carré est un élément clé du système de mesure de positionnement par balayage du mandrin de wafer. Ses exigences en matière de matériaux sont strictes et légères. Bien que les céramiques en carbure de silicium présentent des propriétés de légèreté idéales, leur fabrication est complexe. Actuellement, les principaux fabricants internationaux d'équipements de 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, très légers et entièrement fermés, ainsi que d'autres composants optiques fonctionnels pour les machines de photolithographie. Le photomasque, également appelé ouverture, 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, augmentant la température de 600 à 1 000 degrés Celsius, ce qui peut provoquer des dommages thermiques. Par conséquent, une couche de SiC est généralement déposée sur le photomasque. De nombreuses entreprises étrangères, telles qu'ASML, proposent désormais des films avec une transmittance de plus de 90 % pour réduire le nettoyage et l'inspection lors de l'utilisation du photomasque et améliorer l'efficacité et le rendement des machines de photolithographie EUV.
Gravure au 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 le photomasque est irradié par la lumière ultraviolette extrême (EUV), celle-ci émet de la chaleur, augmentant sa température entre 600 et 1 000 °C, ce qui peut provoquer des dommages thermiques. Par conséquent, une couche de carbure de silicium (SiC) est généralement déposée sur le photomasque pour pallier ce problème. Actuellement, de nombreuses entreprises étrangères, comme ASML, proposent des films d'une transparence supérieure à 90 % afin de réduire les besoins de nettoyage et d'inspection lors de l'utilisation du photomasque, améliorant ainsi l'efficacité et le rendement des machines de lithographie EUV. Gravure plasma etBague de mise au point de dépôtet autres Dans la fabrication de semi-conducteurs, le processus de gravure utilise des agents de gravure liquides ou gazeux (tels que des gaz contenant du fluor) ionisés en plasma pour bombarder la plaquette et éliminer sélectivement les matériaux indésirables jusqu'à ce que le motif de circuit souhaité reste sur la plaquette.trancheSurface. En revanche, le dépôt de couches minces est similaire à la gravure inverse : il utilise une méthode de dépôt pour empiler des matériaux isolants entre des couches métalliques afin de former une couche mince. Comme les deux procédés utilisent la technologie plasma, ils sont sujets à des effets corrosifs sur les chambres et les composants. Par conséquent, les composants à l'intérieur de l'équipement doivent présenter une bonne résistance au plasma, une faible réactivité aux gaz de gravure fluorés et une faible conductivité. Les composants des équipements de gravure et de dépôt traditionnels, tels que les anneaux de focalisation, sont généralement fabriqués à partir de matériaux tels que le silicium ou le quartz. Cependant, avec les progrès de la miniaturisation des circuits intégrés, la demande et l'importance des procédés de gravure dans la fabrication de circuits intégrés augmentent. À l'échelle microscopique, la gravure précise des plaquettes de silicium nécessite un plasma à haute énergie pour obtenir des largeurs de trait plus petites et des structures de dispositifs plus complexes. Par conséquent, le carbure de silicium (SiC) 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 physiques et 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. Les équipements de dépôt comprennent des couvercles et des chemises de chambre.Substrats en graphite revêtus de SIC.
En raison de sa faible réactivité et de sa faible conductivité aux gaz de gravure au chlore et au fluor,carbure de silicium CVDest devenu un matériau idéal pour les composants tels que les anneaux de focalisation dans les équipements de gravure au plasma.carbure de silicium CVDLes composants des équipements de gravure comprennent les anneaux de focalisation, les têtes de pulvérisation de gaz, les plateaux, les 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 elle. En appliquant une tension à l'anneau, le plasma est focalisé à travers celui-ci sur la plaquette, améliorant ainsi l'uniformité du processus. Traditionnellement, les anneaux de focalisation sont en silicium ou en quartz. Cependant, avec les progrès de la miniaturisation des circuits intégrés, la demande et l'importance des procédés de gravure dans la fabrication de circuits intégrés ne cessent de croître. Les besoins en puissance et en énergie de gravure plasma continuent d'augmenter, en particulier pour les équipements de gravure par plasma à couplage capacitif (CCP), qui nécessitent une énergie plasma plus élevée. Par conséquent, l'utilisation d'anneaux de focalisation en carbure de silicium est en augmentation.
Date de publication : 29 octobre 2024