सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स: अर्धवाहक प्रक्रियेसाठी आवश्यक असलेले अचूक घटक

फोटोलिथोग्राफी तंत्रज्ञान प्रामुख्याने सिलिकॉन वेफर्सवर सर्किट पॅटर्न उघड करण्यासाठी ऑप्टिकल सिस्टम वापरण्यावर लक्ष केंद्रित करते. या प्रक्रियेची अचूकता एकात्मिक सर्किट्सच्या कामगिरीवर आणि उत्पन्नावर थेट परिणाम करते. चिप उत्पादनासाठी सर्वोत्तम उपकरणांपैकी एक म्हणून, लिथोग्राफी मशीनमध्ये लाखो घटक असतात. सर्किट कार्यक्षमता आणि अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी ऑप्टिकल घटक आणि लिथोग्राफी सिस्टममधील घटक दोन्हीसाठी अत्यंत उच्च अचूकता आवश्यक असते.SiC सिरेमिक्समध्ये वापरले गेले आहेतवेफर चकआणि सिरेमिक चौकोनी आरसे.

वेफर चकलिथोग्राफी मशीनमधील वेफर चक एक्सपोजर प्रक्रियेदरम्यान वेफरला धरतो आणि हलवतो. वेफरच्या पृष्ठभागावरील पॅटर्नची अचूक प्रतिकृती तयार करण्यासाठी वेफर आणि चकमधील अचूक संरेखन आवश्यक आहे.SiC वेफरचक त्यांच्या हलक्या वजनाच्या, उच्च मितीय स्थिरतेसाठी आणि कमी थर्मल विस्तार गुणांकासाठी ओळखले जातात, जे जडत्वीय भार कमी करू शकतात आणि गती कार्यक्षमता, स्थिती अचूकता आणि स्थिरता सुधारू शकतात.

सिरेमिक स्क्वेअर मिरर लिथोग्राफी मशीनमध्ये, वेफर चक आणि मास्क स्टेजमधील गती सिंक्रोनाइझेशन महत्त्वपूर्ण असते, जे थेट लिथोग्राफीच्या अचूकतेवर आणि उत्पन्नावर परिणाम करते. स्क्वेअर रिफ्लेक्टर हा वेफर चक स्कॅनिंग पोझिशनिंग फीडबॅक मापन प्रणालीचा एक प्रमुख घटक आहे आणि त्याच्या सामग्री आवश्यकता हलक्या आणि कठोर आहेत. जरी सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्समध्ये आदर्श हलके गुणधर्म असले तरी, अशा घटकांचे उत्पादन करणे आव्हानात्मक आहे. सध्या, आघाडीचे आंतरराष्ट्रीय एकात्मिक सर्किट उपकरणे उत्पादक प्रामुख्याने फ्युज्ड सिलिका आणि कॉर्डिएराइट सारख्या सामग्रीचा वापर करतात. तथापि, तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह, चिनी तज्ञांनी फोटोलिथोग्राफी मशीनसाठी मोठ्या आकाराचे, जटिल-आकाराचे, अत्यंत हलके, पूर्णपणे बंद सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक स्क्वेअर मिरर आणि इतर कार्यात्मक ऑप्टिकल घटकांचे उत्पादन साध्य केले आहे. फोटोमास्क, ज्याला छिद्र म्हणून देखील ओळखले जाते, प्रकाशसंवेदनशील सामग्रीवर एक नमुना तयार करण्यासाठी मास्कद्वारे प्रकाश प्रसारित करतो. तथापि, जेव्हा EUV प्रकाश मास्कला विकिरणित करतो तेव्हा ते उष्णता उत्सर्जित करते, ज्यामुळे तापमान 600 ते 1000 अंश सेल्सिअस पर्यंत वाढते, ज्यामुळे थर्मल नुकसान होऊ शकते. म्हणून, फोटोमास्कवर SiC फिल्मचा थर सहसा जमा केला जातो. ASML सारख्या अनेक परदेशी कंपन्या आता फोटोमास्कच्या वापरादरम्यान स्वच्छता आणि तपासणी कमी करण्यासाठी आणि EUV फोटोलिथोग्राफी मशीनची कार्यक्षमता आणि उत्पादन उत्पन्न सुधारण्यासाठी 90% पेक्षा जास्त ट्रान्समिटन्ससह फिल्म्स देतात.

प्लाझ्मा एचिंगआणि डिपॉझिशन फोटोमास्क, ज्याला क्रॉसहेअर असेही म्हणतात, त्यांचे मुख्य कार्य मास्कमधून प्रकाश प्रसारित करणे आणि प्रकाशसंवेदनशील पदार्थावर एक नमुना तयार करणे आहे. तथापि, जेव्हा EUV (अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट) प्रकाश फोटोमास्कला विकिरणित करतो तेव्हा ते उष्णता उत्सर्जित करते, ज्यामुळे तापमान 600 ते 1000 अंश सेल्सिअस दरम्यान वाढते, ज्यामुळे थर्मल नुकसान होऊ शकते. म्हणून, ही समस्या कमी करण्यासाठी सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) फिल्मचा थर सहसा फोटोमास्कवर ठेवला जातो. सध्या, ASML सारख्या अनेक परदेशी कंपन्यांनी फोटोमास्कच्या वापरादरम्यान स्वच्छता आणि तपासणीची आवश्यकता कमी करण्यासाठी 90% पेक्षा जास्त पारदर्शकता असलेले फिल्म प्रदान करण्यास सुरुवात केली आहे, ज्यामुळे EUV लिथोग्राफी मशीनची कार्यक्षमता आणि उत्पादन उत्पन्न सुधारते. प्लाझ्मा एचिंग आणिडिपॉझिशन फोकस रिंगआणि इतर सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये, एचिंग प्रक्रियेत प्लाझ्मामध्ये आयनीकृत केलेले द्रव किंवा वायू इचेंट्स (जसे की फ्लोरिनयुक्त वायू) वापरले जातात जेणेकरून वेफरवर बॉम्बफेक होईल आणि इच्छित सर्किट पॅटर्न वर राहेपर्यंत निवडकपणे अवांछित पदार्थ काढून टाकले जातील.वेफरपृष्ठभाग. याउलट, पातळ फिल्म डिपॉझिशन हे एचिंगच्या उलट बाजूसारखेच आहे, ज्यामध्ये डिपॉझिशन पद्धतीचा वापर करून धातूच्या थरांमध्ये इन्सुलेटेड मटेरियल स्टॅक करून पातळ फिल्म तयार केली जाते. दोन्ही प्रक्रिया प्लाझ्मा तंत्रज्ञानाचा वापर करत असल्याने, त्या चेंबर्स आणि घटकांवर संक्षारक परिणामांना बळी पडतात. म्हणून, उपकरणांमधील घटकांमध्ये चांगला प्लाझ्मा प्रतिरोध, फ्लोरिन एचिंग वायूंना कमी प्रतिक्रियाशीलता आणि कमी चालकता असणे आवश्यक आहे. पारंपारिक एचिंग आणि डिपॉझिशन उपकरण घटक, जसे की फोकस रिंग्ज, सहसा सिलिकॉन किंवा क्वार्ट्ज सारख्या पदार्थांपासून बनलेले असतात. तथापि, एकात्मिक सर्किट लघुकरणाच्या प्रगतीसह, एकात्मिक सर्किट उत्पादनात एचिंग प्रक्रियांची मागणी आणि महत्त्व वाढत आहे. सूक्ष्म पातळीवर, अचूक सिलिकॉन वेफर एचिंगसाठी लहान रेषेची रुंदी आणि अधिक जटिल उपकरण संरचना साध्य करण्यासाठी उच्च-ऊर्जा प्लाझ्मा आवश्यक आहे. म्हणूनच, रासायनिक वाष्प डिपॉझिशन (CVD) सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) हळूहळू त्याच्या उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांसह, उच्च शुद्धता आणि एकरूपतेसह एचिंग आणि डिपॉझिशन उपकरणांसाठी पसंतीचे कोटिंग मटेरियल बनले आहे. सध्या, एचिंग उपकरणांमधील CVD सिलिकॉन कार्बाइड घटकांमध्ये फोकस रिंग्ज, गॅस शॉवर हेड्स, ट्रे आणि एज रिंग्ज समाविष्ट आहेत. डिपॉझिशन उपकरणांमध्ये, चेंबर कव्हर्स, चेंबर लाइनर्स आणिSIC-लेपित ग्रेफाइट सब्सट्रेट्स.

क्लोरीन आणि फ्लोरिन एचिंग वायूंवरील त्याची कमी प्रतिक्रियाशीलता आणि चालकता यामुळे,सीव्हीडी सिलिकॉन कार्बाइडप्लाझ्मा एचिंग उपकरणांमध्ये फोकस रिंग्जसारख्या घटकांसाठी एक आदर्श साहित्य बनले आहे.सीव्हीडी सिलिकॉन कार्बाइडएचिंग उपकरणांमधील घटकांमध्ये फोकस रिंग्ज, गॅस शॉवर हेड्स, ट्रे, एज रिंग्ज इत्यादींचा समावेश आहे. फोकस रिंग्जचे उदाहरण घ्या, ते वेफरच्या बाहेर आणि वेफरच्या थेट संपर्कात असलेले प्रमुख घटक आहेत. रिंगला व्होल्टेज लागू करून, प्लाझ्मा रिंगमधून वेफरवर केंद्रित केला जातो, ज्यामुळे प्रक्रियेची एकरूपता सुधारते. पारंपारिकपणे, फोकस रिंग्ज सिलिकॉन किंवा क्वार्ट्जपासून बनवल्या जातात. तथापि, एकात्मिक सर्किट लघुकरण प्रगती करत असताना, एकात्मिक सर्किट उत्पादनात एचिंग प्रक्रियेची मागणी आणि महत्त्व वाढतच आहे. प्लाझ्मा एचिंग पॉवर आणि उर्जेची आवश्यकता वाढतच आहे, विशेषतः कॅपेसिटिव्हली कपल्ड प्लाझ्मा (CCP) एचिंग उपकरणांमध्ये, ज्यासाठी जास्त प्लाझ्मा ऊर्जा आवश्यक असते. परिणामी, सिलिकॉन कार्बाइड मटेरियलपासून बनवलेल्या फोकस रिंग्जचा वापर वाढत आहे.