სილიციუმის კარბიდის კერამიკა: ნახევარგამტარული პროცესებისთვის აუცილებელი ზუსტი კომპონენტები

ფოტოლიტოგრაფიის ტექნოლოგია ძირითადად ფოკუსირებულია ოპტიკური სისტემების გამოყენებაზე სილიკონის ვაფლებზე სქემების ნიმუშების გამოსავლენად. ამ პროცესის სიზუსტე პირდაპირ გავლენას ახდენს ინტეგრირებული სქემების მუშაობასა და წარმადობაზე. როგორც ჩიპების წარმოების ერთ-ერთი საუკეთესო მოწყობილობა, ლითოგრაფიული მანქანა შეიცავს ასობით ათასამდე კომპონენტს. როგორც ოპტიკურ კომპონენტებს, ასევე ლითოგრაფიის სისტემაში არსებულ კომპონენტებს სჭირდებათ უკიდურესად მაღალი სიზუსტე სქემის მუშაობისა და სიზუსტის უზრუნველსაყოფად.SiC კერამიკაგამოყენებულიავაფლის ჩაკრებიდა კერამიკული კვადრატული სარკეები.

ვაფლის ჩაკილითოგრაფიულ აპარატში არსებული ვაფლის ჩამკეტი ექსპოზიციის პროცესში ვაფლს ატარებს და ამოძრავებს. ვაფლსა და ჩამკეტს შორის ზუსტი განლაგება აუცილებელია ვაფლის ზედაპირზე ნიმუშის ზუსტად რეპლიკაციისთვის.SiC ვაფლიჩაკრები ცნობილია მათი მსუბუქი წონით, მაღალი განზომილებიანი სტაბილურობით და დაბალი თერმული გაფართოების კოეფიციენტით, რასაც შეუძლია შეამციროს ინერციული დატვირთვები და გააუმჯობესოს მოძრაობის ეფექტურობა, პოზიციონირების სიზუსტე და სტაბილურობა.

კერამიკული კვადრატული სარკე ლითოგრაფიულ აპარატში ვაფლის ჩაკსა და ნიღბის საფეხურს შორის მოძრაობის სინქრონიზაცია გადამწყვეტია, რაც პირდაპირ გავლენას ახდენს ლითოგრაფიის სიზუსტესა და გამოსავლიანობაზე. კვადრატული რეფლექტორი ვაფლის ჩაკსის სკანირების პოზიციონირების უკუკავშირის გაზომვის სისტემის ძირითადი კომპონენტია და მისი მასალის მოთხოვნები მსუბუქი წონა და მკაცრია. მიუხედავად იმისა, რომ სილიციუმის კარბიდის კერამიკას იდეალური მსუბუქი თვისებები აქვს, ასეთი კომპონენტების წარმოება რთულია. ამჟამად, წამყვანი საერთაშორისო ინტეგრირებული სქემების აღჭურვილობის მწარმოებლები ძირითადად იყენებენ ისეთ მასალებს, როგორიცაა გამდნარი სილიციუმი და კორდიერიტი. თუმცა, ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, ჩინელმა ექსპერტებმა მიაღწიეს დიდი ზომის, რთული ფორმის, ძალიან მსუბუქი, სრულად დახურული სილიციუმის კარბიდის კერამიკული კვადრატული სარკეების და სხვა ფუნქციური ოპტიკური კომპონენტების წარმოებას ფოტოლიტოგრაფიული აპარატებისთვის. ფოტონიღაბი, ასევე ცნობილი როგორც აპერტურა, ნიღაბში სინათლეს გადასცემს ფოტომგრძნობიარე მასალაზე ნიმუშის შესაქმნელად. თუმცა, როდესაც EUV სინათლე ნიღაბს ასხივებს, ის გამოყოფს სითბოს, რაც ტემპერატურას 600-დან 1000 გრადუს ცელსიუსამდე ამაღლებს, რამაც შეიძლება თერმული დაზიანება გამოიწვიოს. ამიტომ, ფოტონიღაბზე ჩვეულებრივ SiC ფირის ფენა იდება. ბევრი უცხოური კომპანია, როგორიცაა ASML, ამჟამად გვთავაზობს 90%-ზე მეტი გამტარობის მქონე ფირებს, რათა შემცირდეს ფოტონიღბის გამოყენების დროს დასუფთავებისა და შემოწმების საჭიროება და გაუმჯობესდეს EUV ფოტოლიტოგრაფიული აპარატების ეფექტურობა და პროდუქტის მოსავლიანობა.

პლაზმური გრავირებადა დეპონირების ფოტონიღბები, რომლებიც ასევე ცნობილია როგორც ჯვარედინი სხივები, ნიღბის გავლით სინათლის გატარების და ფოტომგრძნობიარე მასალაზე ნიმუშის შექმნის მთავარი ფუნქციაა. თუმცა, როდესაც EUV (უკიდურესად ულტრაიისფერი) სინათლე ასხივებს ფოტონიღბს, ის გამოყოფს სითბოს, რაც ტემპერატურას 600-დან 1000 გრადუს ცელსიუსამდე აწევს, რამაც შეიძლება თერმული დაზიანება გამოიწვიოს. ამიტომ, ამ პრობლემის შესამსუბუქებლად, ფოტონიღბზე ჩვეულებრივ იდება სილიციუმის კარბიდის (SiC) ფირის ფენა. ამჟამად, ბევრმა უცხოურმა კომპანიამ, როგორიცაა ASML, დაიწყო 90%-ზე მეტი გამჭვირვალობის მქონე ფირების მიწოდება, რათა შემცირდეს ფოტონიღბის გამოყენების დროს გაწმენდისა და შემოწმების საჭიროება, რითაც იზრდება EUV ლითოგრაფიული აპარატების ეფექტურობა და პროდუქტის მოსავლიანობა. პლაზმური გრავირება დადეპონირების ფოკუსის რგოლიდა სხვები ნახევარგამტარების წარმოებაში, გრავირების პროცესი იყენებს პლაზმაში იონიზებულ თხევად ან აირისებრ გრავირებად საშუალებებს (მაგალითად, ფტორის შემცველ აირებს), რათა დაბომბონ ვაფლი და შერჩევით მოაშორონ არასასურველი მასალები მანამ, სანამ სასურველი წრედის სქემა არ დარჩება.ვაფლიზედაპირი. ამის საპირისპიროდ, თხელი ფენის დეპონირება გრავირების საპირისპირო მხარის მსგავსია, სადაც გამოიყენება დეპონირების მეთოდი ლითონის ფენებს შორის საიზოლაციო მასალების დასაწყობად თხელი ფენის შესაქმნელად. რადგან ორივე პროცესი იყენებს პლაზმურ ტექნოლოგიას, ისინი მიდრეკილნი არიან კოროზიული ეფექტებისკენ კამერებსა და კომპონენტებზე. ამიტომ, აღჭურვილობის შიგნით კომპონენტებს უნდა ჰქონდეთ კარგი პლაზმური წინააღმდეგობა, დაბალი რეაქტიულობა ფტორის გრავირების აირების მიმართ და დაბალი გამტარობა. ტრადიციული გრავირებისა და დეპონირების აღჭურვილობის კომპონენტები, როგორიცაა ფოკუსირების რგოლები, ჩვეულებრივ დამზადებულია ისეთი მასალებისგან, როგორიცაა სილიციუმი ან კვარცი. თუმცა, ინტეგრირებული სქემის მინიატურიზაციის განვითარებასთან ერთად, ინტეგრირებული სქემების წარმოებაში გრავირების პროცესების მოთხოვნა და მნიშვნელობა იზრდება. მიკროსკოპულ დონეზე, ზუსტი სილიციუმის ვაფლის გრავირება მოითხოვს მაღალი ენერგიის პლაზმას უფრო მცირე ხაზის სიგანეების და უფრო რთული მოწყობილობის სტრუქტურების მისაღწევად. ამიტომ, ქიმიური ორთქლის დეპონირების (CVD) სილიციუმის კარბიდი (SiC) თანდათან გახდა სასურველი საფარის მასალა გრავირებისა და დეპონირების აღჭურვილობისთვის თავისი შესანიშნავი ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით, მაღალი სისუფთავითა და ერთგვაროვნებით. ამჟამად, გრავირების აღჭურვილობაში CVD სილიციუმის კარბიდის კომპონენტები მოიცავს ფოკუსირების რგოლებს, გაზის შხაპის თავებს, უჯრებს და კიდის რგოლებს. დეპონირების მოწყობილობაში არის კამერის გადასაფარებლები, კამერის ლაინერები დაSIC-ით დაფარული გრაფიტის სუბსტრატები.

ქლორისა და ფტორის გრავირების აირების მიმართ დაბალი რეაქტიულობისა და გამტარობის გამო,CVD სილიციუმის კარბიდიიდეალურ მასალად იქცა პლაზმური გრავირების მოწყობილობებში ფოკუსირების რგოლების მსგავსი კომპონენტებისთვის.CVD სილიციუმის კარბიდიგრავირების აპარატურის კომპონენტებს შორისაა ფოკუსირების რგოლები, გაზის შხაპის თავები, უჯრები, კიდის რგოლები და ა.შ. მაგალითად, ავიღოთ ფოკუსირების რგოლები, რომლებიც ძირითადი კომპონენტებია, რომლებიც განთავსებულია ვაფლის გარეთ და პირდაპირ კონტაქტშია ვაფლთან. რგოლზე ძაბვის მიწოდებით, პლაზმა ფოკუსირდება რგოლის გავლით ვაფლზე, რაც აუმჯობესებს პროცესის ერთგვაროვნებას. ტრადიციულად, ფოკუსირების რგოლები დამზადებულია სილიციუმის ან კვარცისგან. თუმცა, ინტეგრირებული სქემის მინიატურიზაციის განვითარებასთან ერთად, ინტეგრირებული სქემების წარმოებაში გრავირების პროცესების მოთხოვნა და მნიშვნელობა კვლავ იზრდება. პლაზმური გრავირების სიმძლავრე და ენერგიის მოთხოვნები კვლავ იზრდება, განსაკუთრებით ტევადურად შეწყვილებული პლაზმური (CCP) გრავირების აპარატურაში, რომელიც მოითხოვს უფრო მაღალ პლაზმურ ენერგიას. შედეგად, იზრდება სილიციუმის კარბიდის მასალებისგან დამზადებული ფოკუსირების რგოლების გამოყენება.