シリコンカーバイドセラミックス：半導体プロセスに必要な精密部品

フォトリソグラフィ技術は、主に光学システムを用いてシリコンウェーハ上に回路パターンを露光することに重点を置きます。このプロセスの精度は、集積回路の性能と歩留まりに直接影響します。半導体製造における最先端機器の一つであるリソグラフィ装置は、最大数十万点もの部品で構成されています。回路の性能と精度を確保するためには、光学部品とリソグラフィシステム内の部品の両方に極めて高い精度が求められます。SiCセラミックス使用されているウェーハチャックセラミック製の四角い鏡。

ウェーハチャックリソグラフィー装置のウェーハチャックは、露光プロセス中にウェーハを支え、移動させます。ウェーハとチャックの正確な位置合わせは、ウェーハ表面にパターンを正確に複製するために不可欠です。SiCウェハチャックは軽量、高寸法安定性、低熱膨張係数で知られており、慣性負荷を軽減し、動作効率、位置決め精度、安定性を向上させることができます。

セラミック製スクエアミラー リソグラフィー装置では、ウェーハチャックとマスクステージ間の動作同期が重要であり、リソグラフィーの精度と歩留まりに直接影響します。スクエアリフレクターは、ウェーハチャック走査位置フィードバック測定システムの主要部品であり、その材料要件は軽量かつ厳しいです。炭化ケイ素セラミックは理想的な軽量特性を備えていますが、そのような部品の製造は困難です。現在、主要な国際集積回路装置メーカーは、主に溶融シリカやコーディエライトなどの材料を使用しています。しかし、技術の進歩により、中国の専門家は、大型で複雑な形状で、非常に軽量で、完全に密閉された炭化ケイ素セラミック製スクエアミラーなどのフォトリソグラフィー装置用の機能光学部品の製造を実現しました。フォトマスク（アパーチャとも呼ばれます）は、マスクを通して光を透過させ、感光材料にパターンを形成します。しかし、EUV光がマスクに照射されると熱を放出し、温度が600～1000℃に上昇し、熱損傷を引き起こす可能性があります。そのため、通常はフォトマスク上にSiC膜を堆積します。ASMLをはじめとする多くの海外企業は、フォトマスク使用時の洗浄と検査の手間を削減し、EUVフォトリソグラフィー装置の効率と製品歩留まりを向上させるために、透過率90%以上のSiC膜を提供しています。

プラズマエッチングクロスヘアとも呼ばれるフォトマスクの主な機能は、光を透過させて感光材料にパターンを形成することです。しかし、EUV（極端紫外線）光がフォトマスクに照射されると熱が発生し、温度が600～1000℃に上昇し、熱損傷を引き起こす可能性があります。そのため、この問題を軽減するために、通常はフォトマスク上に炭化ケイ素（SiC）膜を堆積します。現在、ASMLなどの多くの海外企業が、90％以上の透明度を持つ膜を提供し始めており、フォトマスク使用中の洗浄と検査の必要性を減らし、EUVリソグラフィー装置の効率と製品歩留まりを向上させています。プラズマエッチングと蒸着フォーカスリング半導体製造におけるエッチング工程では、液体またはガスのエッチング剤（フッ素含有ガスなど）をプラズマにイオン化してウェハに照射し、不要な材料を選択的に除去して、所望の回路パターンがウェハ上に残るまでエッチングを行う。ウエハース表面。一方、薄膜堆積はエッチングの裏側、つまり金属層の間に絶縁材料を積層して薄膜を形成する堆積法に似ています。どちらのプロセスもプラズマ技術を用いるため、チャンバーや部品に腐食の影響を受けやすい傾向があります。そのため、装置内部の部品には、優れたプラズマ耐性、フッ素系エッチングガスに対する低反応性、低導電性が求められます。フォーカスリングなどの従来のエッチング・堆積装置部品は、通常、シリコンや石英などの材料で作られています。しかし、集積回路の小型化が進むにつれて、集積回路製造におけるエッチングプロセスの需要と重要性は高まっています。微細レベルでは、シリコンウェーハの精密エッチングには、より狭い線幅とより複雑なデバイス構造を実現するために、高エネルギープラズマが必要です。そのため、化学気相堆積（CVD）シリコンカーバイド（SiC）は、優れた物理的・化学的特性、高純度、均一性を備え、エッチング・堆積装置のコーティング材料として徐々に好まれるようになってきました。現在、エッチング装置におけるCVDシリコンカーバイド部品には、フォーカスリング、ガスシャワーヘッド、トレイ、エッジリングなどがあります。蒸着装置にはチャンバーカバー、チャンバーライナー、SiCコーティンググラファイト基板.

塩素やフッ素エッチングガスに対する反応性と導電性が低いため、CVDシリコンカーバイドプラズマエッチング装置のフォーカスリングなどの部品に最適な材料となっています。CVDシリコンカーバイドエッチング装置のコンポーネントには、フォーカスリング、ガスシャワーヘッド、トレイ、エッジリングなどがあります。フォーカスリングを例に挙げると、これらはウェーハの外側に配置され、ウェーハと直接接触する重要なコンポーネントです。リングに電圧を印加することにより、プラズマはリングを通してウェーハ上に集中し、プロセスの均一性が向上します。伝統的に、フォーカスリングはシリコンまたは石英で作られています。しかし、集積回路の小型化が進むにつれて、集積回路製造におけるエッチングプロセスの需要と重要性は高まり続けています。特に容量結合プラズマ（CCP）エッチング装置では、より高いプラズマエネルギーが必要となり、プラズマエッチングの電力とエネルギー要件は高まり続けています。その結果、炭化ケイ素材料製のフォーカスリングの使用が増加しています。