సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్: సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలకు అవసరమైన ఖచ్చితమైన భాగాలు

ఫోటోలిథోగ్రఫీ సాంకేతికత ప్రధానంగా ఆప్టికల్ వ్యవస్థలను ఉపయోగించి సిలికాన్ వేఫర్లపై సర్క్యూట్ నమూనాలను బహిర్గతం చేయడంపై దృష్టి పెడుతుంది. ఈ ప్రక్రియ యొక్క కచ్చితత్వం ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల పనితీరు మరియు దిగుబడిని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. చిప్ తయారీకి ఉపయోగించే అగ్రశ్రేణి పరికరాలలో ఒకటిగా, లిథోగ్రఫీ యంత్రంలో లక్షల కొద్దీ భాగాలు ఉంటాయి. సర్క్యూట్ పనితీరు మరియు కచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి, ఆప్టికల్ భాగాలు మరియు లిథోగ్రఫీ వ్యవస్థలోని భాగాలు రెండింటికీ అత్యంత అధిక కచ్చితత్వం అవసరం.SiC సిరామిక్స్వీటిలో ఉపయోగించబడ్డాయివేఫర్ ముక్కలుమరియు సిరామిక్ చతురస్రాకార అద్దాలు.

వేఫర్ చక్లిథోగ్రఫీ యంత్రంలోని వేఫర్ చక్, ఎక్స్‌పోజర్ ప్రక్రియ సమయంలో వేఫర్‌ను మోస్తూ కదిలిస్తుంది. వేఫర్ ఉపరితలంపై నమూనాను ఖచ్చితంగా ప్రతిరూపం చేయడానికి, వేఫర్ మరియు చక్ మధ్య కచ్చితమైన అమరిక చాలా అవసరం.SiC వేఫర్చక్‌లు వాటి తేలికైన బరువు, అధిక పరిమాణ స్థిరత్వం మరియు తక్కువ ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకం కోసం ప్రసిద్ధి చెందాయి, ఇవి జడత్వ భారాలను తగ్గించి, చలన సామర్థ్యాన్ని, స్థాన నిర్ధారణ కచ్చితత్వాన్ని మరియు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.

లిథోగ్రఫీ యంత్రంలో, వేఫర్ చక్ మరియు మాస్క్ స్టేజ్ మధ్య చలన సమకాలీకరణ చాలా కీలకం, ఇది లిథోగ్రఫీ ఖచ్చితత్వం మరియు దిగుబడిని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. వేఫర్ చక్ స్కానింగ్ పొజిషనింగ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ కొలత వ్యవస్థలో చతురస్రాకార రిఫ్లెక్టర్ ఒక ముఖ్యమైన భాగం, మరియు దాని మెటీరియల్ అవసరాలు తేలికగా మరియు కఠినంగా ఉంటాయి. సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్‌కు ఆదర్శవంతమైన తేలికపాటి లక్షణాలు ఉన్నప్పటికీ, అటువంటి భాగాలను తయారు చేయడం సవాలుతో కూడుకున్నది. ప్రస్తుతం, ప్రముఖ అంతర్జాతీయ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ పరికరాల తయారీదారులు ప్రధానంగా ఫ్యూజ్డ్ సిలికా మరియు కార్డియరైట్ వంటి పదార్థాలను ఉపయోగిస్తున్నారు. అయితే, సాంకేతిక పరిజ్ఞానం అభివృద్ధి చెందడంతో, చైనా నిపుణులు ఫోటోలిథోగ్రఫీ యంత్రాల కోసం పెద్ద-పరిమాణం, సంక్లిష్ట-ఆకారం, అత్యంత తేలికైన, పూర్తిగా మూసివేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ చతురస్రాకార అద్దాలు మరియు ఇతర క్రియాత్మక ఆప్టికల్ భాగాల తయారీని సాధించారు. ఫోటోమాస్క్, దీనిని అపెర్చర్ అని కూడా పిలుస్తారు, కాంతి సున్నితమైన పదార్థంపై ఒక నమూనాను ఏర్పరచడానికి మాస్క్ ద్వారా కాంతిని ప్రసారం చేస్తుంది. అయితే, EUV కాంతి మాస్క్‌పై ప్రసరించినప్పుడు, అది వేడిని విడుదల చేస్తుంది, ఉష్ణోగ్రతను 600 నుండి 1000 డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు పెంచుతుంది, ఇది ఉష్ణ నష్టానికి కారణం కావచ్చు. అందువల్ల, సాధారణంగా ఫోటోమాస్క్‌పై SiC ఫిల్మ్ పొరను పూతగా వేస్తారు. ASML వంటి అనేక విదేశీ కంపెనీలు, ఫోటోమాస్క్ వినియోగ సమయంలో శుభ్రపరచడం మరియు తనిఖీని తగ్గించడానికి, అలాగే EUV ఫోటోలిథోగ్రఫీ యంత్రాల సామర్థ్యాన్ని మరియు ఉత్పత్తి దిగుబడిని మెరుగుపరచడానికి, ఇప్పుడు 90% కంటే ఎక్కువ ప్రసరణ సామర్థ్యం గల ఫిల్మ్‌లను అందిస్తున్నాయి.

ప్లాస్మా ఎచింగ్మరియు డిపోజిషన్ ఫోటోమాస్క్‌లు, వీటిని క్రాస్‌హెయిర్స్ అని కూడా పిలుస్తారు, మాస్క్ ద్వారా కాంతిని ప్రసారం చేసి, కాంతి సున్నితమైన పదార్థంపై ఒక నమూనాను ఏర్పరచడం అనే ప్రధాన విధిని కలిగి ఉంటాయి. అయితే, EUV (ఎక్స్‌ట్రీమ్ అల్ట్రావైలెట్) కాంతి ఫోటోమాస్క్‌పై ప్రసరించినప్పుడు, అది వేడిని విడుదల చేస్తుంది, ఉష్ణోగ్రతను 600 నుండి 1000 డిగ్రీల సెల్సియస్ మధ్యకు పెంచుతుంది, ఇది ఉష్ణ నష్టానికి కారణం కావచ్చు. అందువల్ల, ఈ సమస్యను తగ్గించడానికి సాధారణంగా ఫోటోమాస్క్‌పై సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) ఫిల్మ్ పొరను పూతగా వేస్తారు. ప్రస్తుతం, ASML వంటి అనేక విదేశీ కంపెనీలు, ఫోటోమాస్క్ వినియోగ సమయంలో శుభ్రపరచడం మరియు తనిఖీ చేయవలసిన అవసరాన్ని తగ్గించడానికి 90% కంటే ఎక్కువ పారదర్శకత కలిగిన ఫిల్మ్‌లను అందించడం ప్రారంభించాయి, తద్వారా EUV లితోగ్రఫీ యంత్రాల సామర్థ్యాన్ని మరియు ఉత్పత్తి దిగుబడిని మెరుగుపరుస్తున్నాయి. ప్లాస్మా ఎచింగ్ మరియుడిపోజిషన్ ఫోకస్ రింగ్మరియు ఇతర సెమీకండక్టర్ తయారీలో, ఎచింగ్ ప్రక్రియలో ద్రవ లేదా వాయు ఎచెంట్‌లను (ఫ్లోరిన్ కలిగిన వాయువుల వంటివి) ప్లాస్మాగా అయనీకరణం చేసి, వేఫర్‌పై ప్రయోగించి, కావలసిన సర్క్యూట్ నమూనా దానిపై మిగిలే వరకు అవాంఛిత పదార్థాలను ఎంపికగా తొలగిస్తారు.వేఫర్ఉపరితలంపై పూత పూయడం. దీనికి విరుద్ధంగా, పలుచని పొర నిక్షేపణ అనేది ఎచింగ్‌కు వ్యతిరేకమైనది. ఇందులో లోహ పొరల మధ్య బంధక పదార్థాలను పేర్చి, ఒక పలుచని పొరను ఏర్పరచడానికి నిక్షేపణ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తారు. ఈ రెండు ప్రక్రియలు ప్లాస్మా సాంకేతికతను ఉపయోగిస్తాయి కాబట్టి, అవి ఛాంబర్‌లు మరియు భాగాలపై క్షయకారక ప్రభావాలకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది. అందువల్ల, పరికరంలోని భాగాలకు మంచి ప్లాస్మా నిరోధకత, ఫ్లోరిన్ ఎచింగ్ వాయువులతో తక్కువ చర్యాశీలత మరియు తక్కువ వాహకత ఉండాలి. ఫోకస్ రింగ్‌ల వంటి సాంప్రదాయ ఎచింగ్ మరియు నిక్షేపణ పరికరాల భాగాలు సాధారణంగా సిలికాన్ లేదా క్వార్ట్జ్ వంటి పదార్థాలతో తయారు చేయబడతాయి. అయితే, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ సూక్ష్మీకరణలో పురోగతితో, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీలో ఎచింగ్ ప్రక్రియల డిమాండ్ మరియు ప్రాముఖ్యత పెరుగుతున్నాయి. సూక్ష్మ స్థాయిలో, చిన్న లైన్ వెడల్పులు మరియు మరింత సంక్లిష్టమైన పరికర నిర్మాణాలను సాధించడానికి, కచ్చితమైన సిలికాన్ వేఫర్ ఎచింగ్‌కు అధిక-శక్తి ప్లాస్మా అవసరం. అందువల్ల, కెమికల్ వేపర్ డిపోజిషన్ (CVD) సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) దాని అద్భుతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు, అధిక స్వచ్ఛత మరియు ఏకరూపతతో క్రమంగా ఎచింగ్ మరియు నిక్షేపణ పరికరాలకు ప్రాధాన్యతనిచ్చే పూత పదార్థంగా మారింది. ప్రస్తుతం, ఎచింగ్ పరికరాలలో ఉండే CVD సిలికాన్ కార్బైడ్ భాగాలలో ఫోకస్ రింగులు, గ్యాస్ షవర్ హెడ్‌లు, ట్రేలు మరియు ఎడ్జ్ రింగులు ఉంటాయి. డిపోజిషన్ పరికరాలలో ఛాంబర్ కవర్లు, ఛాంబర్ లైనర్లు మరియుSIC-పూత పూసిన గ్రాఫైట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు.

క్లోరిన్ మరియు ఫ్లోరిన్ ఎచింగ్ వాయువుల పట్ల దాని తక్కువ చర్యాశీలత మరియు వాహకత కారణంగా,సివిడి సిలికాన్ కార్బైడ్ప్లాస్మా ఎచింగ్ పరికరాలలో ఫోకస్ రింగ్‌ల వంటి భాగాలకు ఇది ఒక ఆదర్శవంతమైన పదార్థంగా మారింది.సివిడి సిలికాన్ కార్బైడ్ఎచింగ్ పరికరాలలోని భాగాలలో ఫోకస్ రింగులు, గ్యాస్ షవర్ హెడ్‌లు, ట్రేలు, ఎడ్జ్ రింగులు మొదలైనవి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు ఫోకస్ రింగులను తీసుకుంటే, అవి వేఫర్‌కు వెలుపల, వేఫర్‌తో ప్రత్యక్ష సంబంధంలో ఉంచబడిన కీలకమైన భాగాలు. రింగ్‌కు వోల్టేజ్ ఇవ్వడం ద్వారా, ప్లాస్మా రింగ్ గుండా వేఫర్‌పై కేంద్రీకరించబడుతుంది, ఇది ప్రక్రియ యొక్క ఏకరూపతను మెరుగుపరుస్తుంది. సాంప్రదాయకంగా, ఫోకస్ రింగులను సిలికాన్ లేదా క్వార్ట్జ్‌తో తయారు చేస్తారు. అయితే, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ సూక్ష్మీకరణ పురోగమిస్తున్న కొద్దీ, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీలో ఎచింగ్ ప్రక్రియల యొక్క డిమాండ్ మరియు ప్రాముఖ్యత నిరంతరం పెరుగుతూనే ఉన్నాయి. ప్లాస్మా ఎచింగ్ పవర్ మరియు శక్తి అవసరాలు పెరుగుతూనే ఉన్నాయి, ముఖ్యంగా అధిక ప్లాస్మా శక్తి అవసరమయ్యే కెపాసిటివ్లీ కపుల్డ్ ప్లాస్మా (CCP) ఎచింగ్ పరికరాలలో. ఫలితంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ పదార్థాలతో తయారు చేసిన ఫోకస్ రింగుల వాడకం పెరుగుతోంది.