קרמיקה מסיליקון קרביד: רכיבים מדויקים 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 הליתוגרפיה מכילה עד מאות אלפי רכיבים. הן הרכיבים האופטיים והן הרכיבים בתוך מערכת הליתוגרפיה דורשים דיוק גבוה ביותר כדי להבטיח ביצועי ודיוק של המעגל.קרמיקה SiCהיו בשימוש בצ'אקים של ופליםומראות מרובעות קרמיות.

צ'אק פרוסותצ'אק הוופלים במכונת הליתוגרפיה נושא ומזיז את הוופלים במהלך תהליך החשיפה. יישור מדויק בין הוופלים לצ'אק חיוני לשכפול מדויק של התבנית על פני הוופל.פרוסת SiCצ'אקים ידועים במשקל קל שלהם, ביציבות ממדית גבוהה ובמקדם התפשטות תרמית נמוך, שיכולים להפחית עומסים אינרציאליים ולשפר את יעילות התנועה, דיוק המיקום והיציבות.

מראה קרמית מרובעת במכונת ליתוגרפיה, סנכרון התנועה בין צ'אק הוופלים לשלב המסכה הוא קריטי, דבר המשפיע ישירות על דיוק הליתוגרפיה והתפוקה. המשקף המרובע הוא מרכיב מפתח במערכת מדידת משוב מיקום סריקת צ'אק הוופלים, ודרישות החומר שלו הן קלות משקל וקפדניות. למרות שלקרמיקה מסיליקון קרביד יש תכונות קלות משקל אידיאליות, ייצור רכיבים כאלה הוא מאתגר. כיום, יצרני ציוד מעגלים משולבים בינלאומיים מובילים משתמשים בעיקר בחומרים כמו סיליקה מותכת וקורדריט. עם זאת, עם התקדמות הטכנולוגיה, מומחים סינים השיגו ייצור של מראות מרובעות קרמיות מסיליקון קרביד גדולות, בעלות צורה מורכבת, קלות משקל במיוחד, סגורות לחלוטין ורכיבים אופטיים פונקציונליים אחרים עבור מכונות פוטוליתוגרפיה. הפוטומסכה, המכונה גם צמצם, מעבירה אור דרך המסכה כדי ליצור תבנית על החומר הרגיש לאור. עם זאת, כאשר אור EUV מקרין את המסכה, היא פולטת חום, ומעלה את הטמפרטורה ל-600 עד 1000 מעלות צלזיוס, מה שעלול לגרום נזק תרמי. לכן, שכבה של סרט SiC מונח בדרך כלל על הפוטומסכה. חברות זרות רבות, כמו ASML, מציעות כיום סרטים עם העברה של יותר מ-90% כדי להפחית את הניקוי והבדיקה במהלך השימוש בפוטומסכה ולשפר את היעילות ואת תפוקת המוצר של מכונות פוטוליתוגרפיה EUV.

איכול פלזמהופוטומסכות שיקוע, הידועות גם כצלבות, מתפקדות בעיקר בהעברת אור דרך המסכה ויצירת תבנית על החומר הרגיש לאור. עם זאת, כאשר אור EUV (אולטרה סגול קיצוני) מקרין את הפוטומסכה, היא פולטת חום, ומעלה את הטמפרטורה ל-600 עד 1000 מעלות צלזיוס, מה שעלול לגרום נזק תרמי. לכן, שכבה של סרט סיליקון קרביד (SiC) מונח בדרך כלל על הפוטומסכה כדי להקל על בעיה זו. כיום, חברות זרות רבות, כמו ASML, החלו לספק סרטים בעלי שקיפות של יותר מ-90% כדי להפחית את הצורך בניקוי ובדיקה במהלך השימוש בפוטומסכה, ובכך לשפר את היעילות ואת תפוקת המוצר של מכונות ליתוגרפיה EUV. צריבה בפלזמה ו...טבעת מיקוד בתצהירואחרים בייצור מוליכים למחצה, תהליך האיכול משתמש בחומרי איכול נוזליים או גזיים (כגון גזים המכילים פלואור) המיוננים לתוך פלזמה כדי להפציץ את הוופל ולהסיר באופן סלקטיבי חומרים לא רצויים עד שתבנית המעגל הרצויה תישאר על הוופל.רָקִיקפני השטח. לעומת זאת, שיקוע שכבה דקה דומה לצד השני של איכול, המשתמש בשיטת שיקוע כדי לערום חומרי בידוד בין שכבות מתכת ליצירת שכבה דקה. מכיוון ששני התהליכים משתמשים בטכנולוגיית פלזמה, הם נוטים להשפעות קורוזיביות על תאים ורכיבים. לכן, הרכיבים בתוך הציוד נדרשים להיות בעלי עמידות טובה לפלזמה, תגובתיות נמוכה לגזי איכול פלואור ומוליכות נמוכה. רכיבי ציוד איכול ושיקוע מסורתיים, כגון טבעות מיקוד, עשויים בדרך כלל מחומרים כמו סיליקון או קוורץ. עם זאת, עם התקדמות המזעור של מעגלים משולבים, הביקוש והחשיבות של תהליכי איכול בייצור מעגלים משולבים הולכים וגדלים. ברמה המיקרוסקופית, איכול פרוסות סיליקון מדויקות דורשות פלזמה בעלת אנרגיה גבוהה כדי להשיג רוחב קו קטן יותר ומבני מכשירים מורכבים יותר. לכן, סיליקון קרביד (SiC) בשיקוע אדים כימי (CVD) הפך בהדרגה לחומר הציפוי המועדף לציוד איכול ושיקוע עם תכונותיו הפיזיקליות והכימיות המצוינות, טוהר גבוה ואחידות. כיום, רכיבי סיליקון קרביד CVD בציוד איכול כוללים טבעות מיקוד, ראשי מקלחת גז, מגשים וטבעות קצה. בציוד שיקוע, ישנם כיסויי תא, ריפודי תא ו...מצעי גרפיט מצופים SIC.

בשל תגובתיותו הנמוכה ומוליכותו לגזי איכול עם כלור ופלואור,סיליקון קרביד CVDהפך לחומר אידיאלי עבור רכיבים כגון טבעות מיקוד בציוד איכול פלזמה.סיליקון קרביד CVDרכיבים בציוד איכול כוללים טבעות מיקוד, ראשי מקלחת גז, מגשים, טבעות קצה וכו'. קחו לדוגמה את טבעות המיקוד, הן רכיבים מרכזיים הממוקמים מחוץ לפלח המזון ונמצאים במגע ישיר עם המזון. על ידי הפעלת מתח על הטבעת, הפלזמה ממוקדת דרך הטבעת אל המזון, מה שמשפר את אחידות התהליך. באופן מסורתי, טבעות מיקוד עשויות מסיליקון או קוורץ. עם זאת, ככל שמזעור המעגלים המשולבים מתקדם, הדרישה והחשיבות של תהליכי איכול בייצור מעגלים משולבים ממשיכים לעלות. דרישות הספק ואנרגיה של איכול בפלזמה ממשיכות לעלות, במיוחד בציוד איכול פלזמה מצומדת קיבולית (CCP), הדורש אנרגיית פלזמה גבוהה יותר. כתוצאה מכך, השימוש בטבעות מיקוד העשויות מחומרי סיליקון קרביד הולך וגובר.