सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्स: सेमीकंडक्टर प्रक्रियांसाठी आवश्यक असलेले अचूक घटक

फोटोलिथोग्राफी तंत्रज्ञान मुख्यत्वे सिलिकॉन वेफर्सवर सर्किट पॅटर्न तयार करण्यासाठी ऑप्टिकल प्रणाली वापरण्यावर लक्ष केंद्रित करते. या प्रक्रियेची अचूकता इंटिग्रेटेड सर्किट्सच्या कार्यक्षमतेवर आणि उत्पादनक्षमतेवर थेट परिणाम करते. चिप निर्मितीसाठीच्या प्रमुख उपकरणांपैकी एक म्हणून, लिथोग्राफी मशीनमध्ये लाखो घटक असतात. सर्किटची कार्यक्षमता आणि अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी ऑप्टिकल घटक आणि लिथोग्राफी प्रणालीमधील घटक या दोन्हींना अत्यंत उच्च अचूकतेची आवश्यकता असते.एसआयसी सिरॅमिक्सवापरले गेले आहेतवेफर चक्सआणि सिरॅमिकचे चौकोनी आरसे.

वेफर चकलिथोग्राफी मशीनमधील वेफर चक, एक्सपोजर प्रक्रियेदरम्यान वेफरला आधार देतो आणि हलवतो. वेफरच्या पृष्ठभागावरील नमुन्याची अचूक प्रतिकृती तयार करण्यासाठी वेफर आणि चक यांच्यात अचूक संरेखन असणे आवश्यक आहे.एसआयसी वेफरचक हे त्यांच्या हलके वजन, उच्च आयामी स्थिरता आणि कमी औष्णिक प्रसरण गुणांकासाठी ओळखले जातात, ज्यामुळे जडत्वीय भार कमी होऊन गतीची कार्यक्षमता, स्थितीची अचूकता आणि स्थिरता सुधारते.

सिरॅमिक स्क्वेअर मिरर: लिथोग्राफी मशीनमध्ये, वेफर चक आणि मास्क स्टेजमधील गतीचे सिंक्रोनायझेशन (समक्रमण) अत्यंत महत्त्वाचे असते, जे लिथोग्राफीची अचूकता आणि उत्पादनक्षमतेवर थेट परिणाम करते. स्क्वेअर रिफ्लेक्टर हा वेफर चक स्कॅनिंग पोझिशनिंग फीडबॅक मापन प्रणालीचा एक महत्त्वाचा घटक आहे आणि त्याच्या मटेरियलच्या गरजा वजनाने हलके आणि कठोर असतात. सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्समध्ये वजनाने हलके असण्याचे आदर्श गुणधर्म असले तरी, असे घटक तयार करणे आव्हानात्मक आहे. सध्या, आघाडीचे आंतरराष्ट्रीय इंटिग्रेटेड सर्किट उपकरण उत्पादक प्रामुख्याने फ्यूज्ड सिलिका आणि कॉर्डिएराइट सारख्या मटेरियलचा वापर करतात. तथापि, तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमुळे, चिनी तज्ञांनी फोटोलिथोग्राफी मशीनसाठी मोठ्या आकाराचे, गुंतागुंतीच्या आकाराचे, अत्यंत हलके, पूर्णपणे बंद असलेले सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक स्क्वेअर मिरर आणि इतर कार्यात्मक ऑप्टिकल घटकांचे उत्पादन साध्य केले आहे. फोटोमास्क, ज्याला ॲपर्चर असेही म्हणतात, प्रकाश संवेदनशील मटेरियलवर एक नमुना तयार करण्यासाठी मास्कमधून प्रकाश प्रसारित करतो. तथापि, जेव्हा EUV प्रकाश मास्कवर पडतो, तेव्हा तो उष्णता उत्सर्जित करतो, ज्यामुळे तापमान ६०० ते १००० अंश सेल्सिअसपर्यंत वाढते, ज्यामुळे थर्मल डॅमेज (उष्णतेमुळे होणारे नुकसान) होऊ शकते. म्हणून, सामान्यतः फोटोमास्कवर SiC फिल्मचा एक थर जमा केला जातो. ASML सारख्या अनेक परदेशी कंपन्या आता फोटोमास्कच्या वापरादरम्यान स्वच्छता आणि तपासणी कमी करण्यासाठी आणि EUV फोटोलिथोग्राफी मशीनची कार्यक्षमता व उत्पादन वाढवण्यासाठी 90% पेक्षा जास्त पारगम्यता असलेल्या फिल्म्स उपलब्ध करून देतात.

प्लाझ्मा एचिंगआणि डिपॉझिशन फोटोमास्क, ज्यांना क्रॉसहेअर्स असेही म्हणतात, यांचे मुख्य कार्य मास्कमधून प्रकाश प्रसारित करणे आणि प्रकाशसंवेदनशील सामग्रीवर एक नमुना तयार करणे हे आहे. तथापि, जेव्हा EUV (अतिनील) प्रकाश फोटोमास्कवर पडतो, तेव्हा तो उष्णता उत्सर्जित करतो, ज्यामुळे तापमान ६०० ते १००० अंश सेल्सिअसपर्यंत वाढते, ज्यामुळे औष्णिक नुकसान होऊ शकते. म्हणून, ही समस्या कमी करण्यासाठी सामान्यतः फोटोमास्कवर सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) फिल्मचा एक थर जमा केला जातो. सध्या, ASML सारख्या अनेक परदेशी कंपन्यांनी ९०% पेक्षा जास्त पारदर्शकतेच्या फिल्म्स प्रदान करण्यास सुरुवात केली आहे, जेणेकरून फोटोमास्कच्या वापरादरम्यान स्वच्छता आणि तपासणीची गरज कमी होईल, आणि त्यामुळे EUV लिथोग्राफी मशीनची कार्यक्षमता आणि उत्पादन उत्पन्न सुधारेल. प्लाझ्मा एचिंग आणिनिक्षेपण फोकस रिंगआणि इतर सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये, एचिंग प्रक्रियेमध्ये प्लाझ्मामध्ये आयनीकृत केलेल्या द्रव किंवा वायू एचंट्सचा (जसे की फ्लोरीन-युक्त वायू) वापर करून वेफरवर मारा केला जातो आणि जोपर्यंत इच्छित सर्किट पॅटर्न शिल्लक राहत नाही तोपर्यंत नको असलेले पदार्थ निवडकपणे काढून टाकले जातात.वेफरपृष्ठभाग. याउलट, थिन फिल्म डिपॉझिशन हे एचिंगच्या उलट प्रक्रियेसारखे आहे, ज्यामध्ये धातूच्या थरांमध्ये इन्सुलेटिंग मटेरियलचे थर रचून एक पातळ थर तयार करण्यासाठी डिपॉझिशन पद्धतीचा वापर केला जातो. दोन्ही प्रक्रिया प्लाझ्मा तंत्रज्ञानाचा वापर करत असल्यामुळे, चेंबर्स आणि घटकांवर क्षरणकारी परिणाम होण्याची शक्यता असते. त्यामुळे, उपकरणांमधील घटकांमध्ये चांगला प्लाझ्मा प्रतिरोध, फ्लोरीन एचिंग गॅसेसशी कमी प्रतिक्रियाशीलता आणि कमी चालकता असणे आवश्यक आहे. फोकस रिंग्ससारखे पारंपरिक एचिंग आणि डिपॉझिशन उपकरणांचे घटक सामान्यतः सिलिकॉन किंवा क्वार्ट्झसारख्या सामग्रीपासून बनवलेले असतात. तथापि, इंटिग्रेटेड सर्किटच्या लघुकरणाच्या प्रगतीमुळे, इंटिग्रेटेड सर्किट निर्मितीमध्ये एचिंग प्रक्रियेची मागणी आणि महत्त्व वाढत आहे. सूक्ष्म स्तरावर, लहान लाइन विड्थ आणि अधिक जटिल डिव्हाइस संरचना साध्य करण्यासाठी अचूक सिलिकॉन वेफर एचिंगला उच्च-ऊर्जा प्लाझ्माची आवश्यकता असते. त्यामुळे, केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन (CVD) सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) त्याच्या उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म, उच्च शुद्धता आणि एकसमानतेमुळे एचिंग आणि डिपॉझिशन उपकरणांसाठी हळूहळू पसंतीचे कोटिंग मटेरियल बनले आहे. सध्या, एचिंग उपकरणांमधील CVD सिलिकॉन कार्बाइड घटकांमध्ये फोकस रिंग्स, गॅस शॉवर हेड्स, ट्रे आणि एज रिंग्स यांचा समावेश आहे. निक्षेपण उपकरणांमध्ये चेंबर कव्हर्स, चेंबर लाइनर्स आणिएसआयसी-लेपित ग्राफाईट सब्सट्रेट्स.

क्लोरीन आणि फ्लोरीन एचिंग वायूंप्रति त्याची कमी अभिक्रियाशीलता आणि वाहकता असल्यामुळे,सीव्हीडी सिलिकॉन कार्बाइडप्लाझ्मा एचिंग उपकरणांमधील फोकस रिंग्ससारख्या घटकांसाठी एक आदर्श सामग्री बनली आहे.सीव्हीडी सिलिकॉन कार्बाइडएचिंग उपकरणांमधील घटकांमध्ये फोकस रिंग, गॅस शॉवर हेड, ट्रे, एज रिंग इत्यादींचा समावेश होतो. फोकस रिंगचे उदाहरण घेतल्यास, ते वेफरच्या बाहेर आणि वेफरच्या थेट संपर्कात ठेवलेले महत्त्वाचे घटक आहेत. रिंगला व्होल्टेज लागू केल्याने, प्लाझ्मा रिंगमधून वेफरवर केंद्रित होतो, ज्यामुळे प्रक्रियेची एकसमानता सुधारते. पारंपरिकरित्या, फोकस रिंग सिलिकॉन किंवा क्वार्ट्झपासून बनवल्या जातात. तथापि, इंटिग्रेटेड सर्किटच्या लघुकरणात जसजशी प्रगती होत आहे, तसतशी इंटिग्रेटेड सर्किट निर्मितीमध्ये एचिंग प्रक्रियेची मागणी आणि महत्त्व सतत वाढत आहे. प्लाझ्मा एचिंगसाठी लागणारी शक्ती आणि ऊर्जेची आवश्यकता सतत वाढत आहे, विशेषतः कॅपॅसिटिव्हली कपल्ड प्लाझ्मा (CCP) एचिंग उपकरणांमध्ये, ज्यांना उच्च प्लाझ्मा ऊर्जेची आवश्यकता असते. परिणामी, सिलिकॉन कार्बाइड पदार्थांपासून बनवलेल्या फोकस रिंगचा वापर वाढत आहे.