Fotolithografie is een technologie die zich voornamelijk richt op het gebruik van optische systemen om circuitpatronen op siliciumwafers te belichten. De nauwkeurigheid van dit proces heeft een directe invloed op de prestaties en de opbrengst van geïntegreerde schakelingen. Als een van de belangrijkste apparaten voor chipfabricage bevat de lithografiemachine tot wel honderdduizenden componenten. Zowel de optische componenten als de componenten binnen het lithografiesysteem vereisen een extreem hoge precisie om de prestaties en nauwkeurigheid van de schakelingen te garanderen.SiC-keramiekzijn gebruikt inwafer chucksen vierkante keramische spiegels.
WaferhouderDe waferhouder in de lithografiemachine draagt en beweegt de wafer tijdens het belichtingsproces. Een nauwkeurige uitlijning tussen de wafer en de houder is essentieel voor een accurate reproductie van het patroon op het oppervlak van de wafer.SiC-wafelSpantangen staan bekend om hun lichte gewicht, hoge dimensionale stabiliteit en lage thermische uitzettingscoëfficiënt, wat de traagheidsbelasting kan verminderen en de bewegingsefficiëntie, positioneringsnauwkeurigheid en stabiliteit kan verbeteren.
Keramische vierkante spiegel In de lithografiemachine is de bewegingssynchronisatie tussen de waferhouder en het maskerplatform cruciaal, omdat dit direct van invloed is op de lithografienauwkeurigheid en -opbrengst. De vierkante reflector is een belangrijk onderdeel van het meet- en feedbacksysteem voor de positionering van de waferhouder en stelt hoge eisen aan het materiaal, zoals een laag gewicht. Hoewel siliciumcarbidekeramiek ideale lichtgewicht eigenschappen heeft, is de productie van dergelijke componenten een uitdaging. Momenteel gebruiken toonaangevende internationale fabrikanten van geïntegreerde schakelingen voornamelijk materialen zoals gesmolten silica en cordieriet. Dankzij technologische vooruitgang zijn Chinese experts er echter in geslaagd om grote, complex gevormde, zeer lichte en volledig gesloten vierkante spiegels van siliciumcarbidekeramiek en andere functionele optische componenten voor fotolithografiemachines te produceren. Het fotomasker, ook wel diafragma genoemd, laat licht door om een patroon op het lichtgevoelige materiaal te vormen. Wanneer EUV-licht het masker bestraalt, komt er echter warmte vrij, waardoor de temperatuur oploopt tot 600 tot 1000 graden Celsius, wat thermische schade kan veroorzaken. Daarom wordt er meestal een laag SiC-film op het fotomasker aangebracht. Veel buitenlandse bedrijven, zoals ASML, bieden nu films aan met een lichtdoorlatendheid van meer dan 90% om de reiniging en inspectie tijdens het gebruik van het fotomasker te verminderen en de efficiëntie en productopbrengst van EUV-fotolithografiemachines te verbeteren.
Plasma-etsenFotomaskers voor depositie, ook wel kruisdraden genoemd, hebben als hoofdfunctie het doorlaten van licht door het masker en het vormen van een patroon op het lichtgevoelige materiaal. Wanneer EUV-licht (extreem ultraviolet) echter op het fotomasker valt, komt er warmte vrij, waardoor de temperatuur oploopt tot tussen de 600 en 1000 graden Celsius. Dit kan thermische schade veroorzaken. Om dit probleem te verhelpen, wordt er meestal een laag siliciumcarbide (SiC) op het fotomasker aangebracht. Tegenwoordig leveren veel buitenlandse bedrijven, zoals ASML, films met een transparantie van meer dan 90% om de noodzaak tot reiniging en inspectie tijdens het gebruik van het fotomasker te verminderen, waardoor de efficiëntie en de productopbrengst van EUV-lithografiemachines worden verbeterd. Plasma-etsen enFocusring voor getuigenverhorenBij de productie van halfgeleiders wordt het etsproces uitgevoerd met vloeibare of gasvormige etsmiddelen (zoals fluorhoudende gassen) die tot plasma worden geïoniseerd om de wafer te bombarderen en ongewenste materialen selectief te verwijderen totdat het gewenste circuitpatroon op de wafer overblijft.wafeltjeHet etsen van dunne films is vergelijkbaar met het etsen van metalen lagen. Bij etsen wordt een dunne film aangebracht, waarbij isolerende materialen tussen de metaallagen worden gestapeld om een dunne film te vormen. Omdat beide processen gebruikmaken van plasmatechnologie, zijn ze gevoelig voor corrosieve effecten op de kamers en componenten. Daarom moeten de componenten in de apparatuur een goede plasmabestendigheid, een lage reactiviteit met fluoretsgassen en een lage geleidbaarheid hebben. Traditionele componenten voor ets- en depositieapparatuur, zoals focusringen, worden meestal gemaakt van materialen zoals silicium of kwarts. Met de toenemende miniaturisatie van geïntegreerde schakelingen neemt echter de vraag naar en het belang van etsprocessen in de productie van geïntegreerde schakelingen toe. Op microscopisch niveau vereist nauwkeurig etsen van siliciumwafers een plasma met hoge energie om kleinere lijnbreedtes en complexere apparaatstructuren te realiseren. Daarom is siliciumcarbide (SiC), aangebracht via chemische dampafzetting (CVD), geleidelijk aan het voorkeursmateriaal geworden voor de coating van ets- en depositieapparatuur vanwege de uitstekende fysische en chemische eigenschappen, hoge zuiverheid en uniformiteit. Momenteel omvatten CVD-siliciumcarbidecomponenten in etsapparatuur focusringen, gasdouchekoppen, trays en randringen. In depositieapparatuur zijn er kamerdeksels, kamervoeringen enSIC-gecoate grafietsubstraten.
Vanwege de lage reactiviteit en geleidbaarheid voor etsgassen zoals chloor en fluor,CVD-siliciumcarbideis een ideaal materiaal geworden voor componenten zoals focusringen in plasma-etsapparatuur.CVD-siliciumcarbideOnderdelen van etsapparatuur omvatten focusringen, gasdouchekoppen, trays, randringen, enzovoort. Neem bijvoorbeeld de focusringen: dit zijn cruciale componenten die zich buiten de wafer bevinden en er direct contact mee maken. Door spanning op de ring aan te leggen, wordt het plasma door de ring op de wafer gefocust, waardoor de uniformiteit van het proces verbetert. Traditioneel worden focusringen gemaakt van silicium of kwarts. Echter, naarmate de miniaturisatie van geïntegreerde schakelingen vordert, neemt de vraag naar en het belang van etsprocessen in de productie van geïntegreerde schakelingen toe. Het benodigde vermogen en de energie voor plasma-etsen blijven stijgen, met name bij capacitief gekoppelde plasma-etsapparatuur (CCP), die een hogere plasma-energie vereist. Als gevolg hiervan neemt het gebruik van focusringen van siliciumcarbide toe.
Geplaatst op: 29 oktober 2024