SiC सिरॅमिक्स: सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमधील उच्च-परिशुद्धता घटकांसाठी अपरिहार्य साहित्य

SiC मध्ये उच्च घनता, उच्च थर्मल चालकता, उच्च झुकण्याची ताकद, उच्च लवचिकता, मजबूत गंज प्रतिकार आणि उत्कृष्ट उच्च-तापमान स्थिरता यासह वांछनीय गुणधर्मांचे अद्वितीय संयोजन आहे. बेंडिंग स्ट्रेस डिफोर्मेशन आणि थर्मल स्ट्रेनचा प्रतिकार यामुळे वेफर एपिटॅक्सी आणि एचिंग सारख्या गंभीर उत्पादन प्रक्रियेमध्ये येणाऱ्या कठोर, संक्षारक आणि अति-उच्च-तापमान वातावरणासाठी ते अपवादात्मकपणे अनुकूल बनते. परिणामी, SiC ला ग्राइंडिंग आणि पॉलिशिंग, थर्मल प्रोसेसिंग (ॲनिलिंग, ऑक्सिडेशन, डिफ्यूजन), लिथोग्राफी, डिपॉझिशन, एचिंग आणि आयन इम्प्लांटेशनसह विविध सेमीकंडक्टर उत्पादन टप्प्यांमध्ये व्यापक अनुप्रयोग आढळले आहेत.

1. ग्राइंडिंग आणि पॉलिशिंग: SiC ग्राइंडिंग ससेप्टर्स

इनगॉट स्लाइसिंगनंतर, वेफर्समध्ये बऱ्याचदा तीक्ष्ण कडा, बर्र, चिपिंग, मायक्रो-क्रॅक आणि इतर अपूर्णता दिसून येतात. या दोषांना वेफरची ताकद, पृष्ठभागाची गुणवत्ता आणि त्यानंतरच्या प्रक्रियेच्या चरणांमध्ये तडजोड करण्यापासून रोखण्यासाठी, ग्राइंडिंग प्रक्रिया वापरली जाते. ग्राइंडिंगमुळे वेफरच्या कडा गुळगुळीत होतात, जाडीतील फरक कमी होतो, पृष्ठभागाची समांतरता सुधारते आणि स्लाइसिंग प्रक्रियेमुळे होणारे नुकसान दूर होते. प्लेट मटेरियल, ग्राइंडिंग प्रेशर आणि रोटेशनल स्पीड सतत वेफरची गुणवत्ता सुधारत असताना, ग्राइंडिंग प्लेट्स वापरून दुहेरी बाजूंनी ग्राइंडिंग ही सर्वात सामान्य पद्धत आहे.

दुहेरी बाजूंनी ग्राइंडिंग यंत्रणा

पारंपारिकपणे, ग्राइंडिंग प्लेट्स प्रामुख्याने कास्ट लोह किंवा कार्बन स्टीलचे बनलेले होते. तथापि, ही सामग्री लहान आयुर्मान, उच्च थर्मल विस्तार गुणांक आणि पोशाख आणि थर्मल विकृतीमुळे ग्रस्त आहे, विशेषत: हाय-स्पीड ग्राइंडिंग किंवा पॉलिशिंग दरम्यान, सुसंगत वेफर सपाटपणा आणि समांतरता प्राप्त करणे आव्हानात्मक बनते. SiC सिरेमिक ग्राइंडिंग प्लेट्सच्या आगमनाने, त्यांचा अपवादात्मक कडकपणा, कमी पोशाख दर आणि सिलिकॉनशी जवळून जुळणारे थर्मल विस्तार गुणांक, यामुळे कास्ट आयर्न आणि कार्बन स्टील हळूहळू बदलले आहे. हे गुणधर्म हाय-स्पीड ग्राइंडिंग आणि पॉलिशिंग प्रक्रियेसाठी SiC ग्राइंडिंग प्लेट्स विशेषतः फायदेशीर बनवतात.

2. थर्मल प्रोसेसिंग: SiC वेफर्स वाहक आणि प्रतिक्रिया कक्ष घटक

ऑक्सिडेशन, डिफ्यूजन, ॲनिलिंग आणि मिश्र धातु यासारख्या थर्मल प्रोसेसिंग पायऱ्या वेफर फॅब्रिकेशनसाठी अविभाज्य आहेत. या प्रक्रियांमध्ये SiC सिरॅमिक घटक महत्त्वपूर्ण आहेत, प्रामुख्याने प्रक्रिया टप्प्यांदरम्यान वाहतूक करण्यासाठी आणि थर्मल प्रक्रिया उपकरणांच्या प्रतिक्रिया कक्षांमधील घटक म्हणून वेफर वाहक म्हणून.

(१) सिरॅमिक एंड इफेक्टर्स (हात):

सिलिकॉन वेफर उत्पादनादरम्यान, उच्च-तापमान प्रक्रिया करणे आवश्यक असते. स्पेशलाइज्ड एंड इफेक्टर्ससह सुसज्ज यांत्रिक शस्त्रे सामान्यतः सेमीकंडक्टर वेफर्सची वाहतूक, हाताळणी आणि स्थिती निश्चित करण्यासाठी वापरली जातात. ही शस्त्रे क्लीनरूम वातावरणात, बऱ्याचदा व्हॅक्यूम, उच्च तापमान आणि संक्षारक वायू वातावरणात कार्यरत असणे आवश्यक आहे, उच्च यांत्रिक शक्ती, गंज प्रतिकार, उच्च-तापमान स्थिरता, पोशाख प्रतिरोध, कडकपणा आणि इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशनची मागणी करतात. उत्पादन करणे अधिक महाग आणि आव्हानात्मक असताना, SiC सिरेमिक आर्म्स या कठोर आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी अल्युमिना पर्यायांना मागे टाकतात.

Semicorex SiC सिरेमिक एंड इफेक्टर

(२) प्रतिक्रिया कक्ष घटक:

ऑक्सिडेशन फर्नेस (क्षैतिज आणि उभ्या) आणि रॅपिड थर्मल प्रोसेसिंग (RTP) सिस्टीम यांसारखी थर्मल प्रोसेसिंग उपकरणे भारदस्त तापमानात कार्य करतात, त्यांच्या अंतर्गत घटकांसाठी उच्च-कार्यक्षमता सामग्रीची आवश्यकता असते. उच्च-शुद्धतेचे सिंटर केलेले SiC घटक, त्यांची उच्च शक्ती, कडकपणा, लवचिकता, कडकपणा, थर्मल चालकता आणि कमी थर्मल विस्तार गुणांक यासह, या प्रणालींच्या प्रतिक्रिया कक्षांच्या निर्मितीसाठी अपरिहार्य आहेत. मुख्य घटकांमध्ये उभ्या बोटी, पेडेस्टल्स, लाइनर ट्यूब, इनर ट्यूब आणि बॅफल प्लेट्स यांचा समावेश होतो.

प्रतिक्रिया चेंबर घटक

3. लिथोग्राफी: SiC स्टेज आणि सिरेमिक मिरर

लिथोग्राफी, अर्धसंवाहक उत्पादनातील एक महत्त्वाची पायरी, प्रकाश वेफरच्या पृष्ठभागावर लक्ष केंद्रित करण्यासाठी आणि प्रोजेक्ट करण्यासाठी ऑप्टिकल प्रणालीचा वापर करते, त्यानंतरच्या एचिंगसाठी सर्किट पॅटर्न स्थानांतरित करते. या प्रक्रियेची अचूकता एकात्मिक सर्किट्सची कार्यक्षमता आणि उत्पन्न थेट ठरवते. चिप उत्पादनातील सर्वात अत्याधुनिक उपकरणांपैकी एक म्हणून, लिथोग्राफी मशीनमध्ये शेकडो हजारो घटक असतात. सर्किट कार्यप्रदर्शन आणि अचूकतेची हमी देण्यासाठी, लिथोग्राफी प्रणालीमधील ऑप्टिकल घटक आणि यांत्रिक घटक दोन्हीच्या अचूकतेवर कठोर आवश्यकता ठेवल्या जातात. SiC सिरॅमिक्स या क्षेत्रात महत्त्वाची भूमिका बजावतात, प्रामुख्याने वेफर स्टेज आणि सिरॅमिक मिररमध्ये.

लिथोग्राफी सिस्टम आर्किटेक्चर

(१)वेफर टप्पे:

लिथोग्राफीचे टप्पे वेफरला धरून ठेवण्यासाठी आणि एक्सपोजर दरम्यान अचूक हालचाली करण्यासाठी जबाबदार असतात. प्रत्येक एक्सपोजरपूर्वी, वेफर आणि स्टेज नॅनोमीटरच्या अचूकतेसह संरेखित केले जाणे आवश्यक आहे, त्यानंतर अचूक नमुना हस्तांतरण सुनिश्चित करण्यासाठी फोटोमास्क आणि स्टेज दरम्यान संरेखन करणे आवश्यक आहे. यासाठी नॅनोमीटर-स्तरीय अचूकतेसह स्टेजचे उच्च-गती, गुळगुळीत आणि अत्यंत अचूक स्वयंचलित नियंत्रण आवश्यक आहे. या मागण्यांची पूर्तता करण्यासाठी, लिथोग्राफी टप्पे सहसा अपवादात्मक मितीय स्थिरता, कमी थर्मल विस्तार गुणांक आणि विकृतीला प्रतिकार असलेल्या हलक्या वजनाच्या SiC सिरेमिकचा वापर करतात. हे जडत्व कमी करते, मोटर लोड कमी करते आणि गती कार्यक्षमता, स्थिती अचूकता आणि स्थिरता वाढवते.

(२)सिरेमिक मिरर:

लिथोग्राफीमध्ये वेफर स्टेज आणि रेटिकल स्टेज दरम्यान सिंक्रोनाइझ मोशन कंट्रोल महत्त्वपूर्ण आहे, ज्यामुळे प्रक्रियेच्या एकूण अचूकतेवर आणि उत्पन्नावर थेट परिणाम होतो. स्टेज मिरर हे स्टेज स्कॅनिंग आणि पोझिशनिंग फीडबॅक मापन प्रणालीचे अविभाज्य घटक आहेत. ही प्रणाली स्टेज मिररमधून परावर्तित होणारे मापन बीम उत्सर्जित करण्यासाठी इंटरफेरोमीटर वापरते. डॉप्लर तत्त्वाचा वापर करून परावर्तित बीमचे विश्लेषण करून, प्रणाली स्टेजच्या स्थितीतील बदलांची रिअल-टाइममध्ये गणना करते, वेफर स्टेज आणि रेटिकल स्टेज दरम्यान अचूक सिंक्रोनाइझेशन सुनिश्चित करण्यासाठी गती नियंत्रण प्रणालीला अभिप्राय प्रदान करते. हलके वजनाचे SiC सिरेमिक या ऍप्लिकेशनसाठी योग्य असले तरी, अशा जटिल घटकांचे उत्पादन करणे महत्त्वपूर्ण आव्हाने प्रस्तुत करते. सध्या, मुख्य प्रवाहातील एकात्मिक सर्किट उपकरणे निर्माते प्रामुख्याने या उद्देशासाठी ग्लास सिरॅमिक्स किंवा कॉर्डिएराइट वापरतात. तथापि, भौतिक विज्ञान आणि उत्पादन तंत्रातील प्रगतीसह, चायना बिल्डिंग मटेरियल ॲकॅडमीच्या संशोधकांनी लिथोग्राफी ऍप्लिकेशन्ससाठी मोठ्या आकाराचे, जटिल-आकाराचे, हलके, पूर्णपणे बंद केलेले SiC सिरेमिक मिरर आणि इतर स्ट्रक्चरल-फंक्शनल ऑप्टिकल घटक यशस्वीरित्या तयार केले आहेत.

(३)फोटोमास्क पातळ चित्रपट:

फोटोमास्क, ज्याला रेटिकल्स देखील म्हणतात, निवडकपणे प्रकाश प्रसारित करण्यासाठी आणि प्रकाशसंवेदनशील सामग्रीवर नमुने तयार करण्यासाठी वापरले जातात. तथापि, EUV प्रकाश किरणोत्सर्गामुळे फोटोमास्कचे महत्त्वपूर्ण गरम होऊ शकते, संभाव्यतः 600 आणि 1000 अंश सेल्सिअस तापमानापर्यंत पोहोचू शकते, ज्यामुळे थर्मल नुकसान होते. हे कमी करण्यासाठी, थर्मल स्थिरता वाढवण्यासाठी आणि ऱ्हास टाळण्यासाठी फोटोमास्कवर एक SiC पातळ फिल्म अनेकदा जमा केली जाते.

4. प्लाझ्मा एचिंग आणि डिपॉझिशन: फोकस रिंग आणि इतर घटक

सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये, कोरीव प्रक्रिया आयनीकृत वायूंपासून तयार झालेल्या प्लाझमाचा वापर करतात (उदा. फ्लोरिनयुक्त वायू) वेफरच्या पृष्ठभागावरील अवांछित सामग्री निवडकपणे काढून टाकण्यासाठी, इच्छित सर्किट पॅटर्न मागे टाकून. याउलट पातळ फिल्म डिपॉझिशनमध्ये, रिव्हर्स एचिंग प्रक्रियेप्रमाणेच, डायलेक्ट्रिक थर तयार करण्यासाठी धातूच्या थरांमध्ये इन्सुलेट सामग्री जमा करणे समाविष्ट असते. दोन्ही प्रक्रिया प्लाझ्मा तंत्रज्ञानाचा वापर करतात, जे चेंबरच्या घटकांना गंजणारे असू शकतात. म्हणून, या घटकांना उत्कृष्ट प्लाझ्मा प्रतिकार, फ्लोरिनयुक्त वायूंसह कमी प्रतिक्रियाशीलता आणि कमी विद्युत चालकता आवश्यक आहे.

पारंपारिकपणे, एचिंग आणि डिपॉझिशन उपकरणांमधील घटक, जसे की फोकस रिंग, सिलिकॉन किंवा क्वार्ट्ज सारख्या सामग्रीचा वापर करून तयार केले गेले. तथापि, एकात्मिक सर्किट (IC) लघुकरणाच्या दिशेने चाललेल्या अथक मोहिमेने अत्यंत अचूक नक्षीकाम प्रक्रियेची मागणी आणि महत्त्व लक्षणीयरीत्या वाढवले ​​आहे. हे सूक्ष्मीकरण लहान वैशिष्ट्य आकार आणि वाढत्या जटिल उपकरण संरचना प्राप्त करण्यासाठी अचूक मायक्रो-स्केल एचिंगसाठी उच्च-ऊर्जा प्लाझमा वापरणे आवश्यक आहे.

या मागणीला प्रतिसाद म्हणून, केमिकल वाष्प डिपॉझिशन (CVD) सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) हे कोटिंग आणि कोटिंग आणि डिपॉझिशन उपकरणांमधील घटकांसाठी पसंतीचे साहित्य म्हणून उदयास आले आहे. उच्च शुद्धता आणि एकसमानता यासह त्याचे उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म या मागणीच्या अनुप्रयोगासाठी अपवादात्मकपणे योग्य आहेत. सध्या, एचिंग उपकरणांमधील CVD SiC घटकांमध्ये फोकस रिंग्स, गॅस शॉवरहेड्स, प्लेटन्स आणि एज रिंग्स यांचा समावेश होतो. डिपॉझिशन उपकरणांमध्ये, CVD SiC चा वापर चेंबर लिड्स, लाइनर्स आणि SiC-कोटेड ग्रेफाइट ससेप्टर्ससाठी केला जातो.

फोकस रिंग आणि SiC-कोटेड ग्रेफाइट ससेप्टर

क्लोरीन- आणि फ्लोरिन-आधारित एचिंग वायूंसह CVD SiC ची कमी प्रतिक्रिया, त्याच्या कमी विद्युत चालकतेसह, प्लाझ्मा एचिंग उपकरणांमध्ये फोकस रिंग्ससारख्या घटकांसाठी एक आदर्श सामग्री बनवते. वेफर परिघाभोवती स्थित फोकस रिंग हा एक महत्त्वपूर्ण घटक आहे जो रिंगवर व्होल्टेज लागू करून प्लाझ्माला वेफरच्या पृष्ठभागावर केंद्रित करतो, ज्यामुळे प्रक्रिया एकसमानता वाढते.

जसजसे IC लघुकरण प्रगत होत जाते, तसतसे एचिंग प्लाझमाची शक्ती आणि उर्जा आवश्यकता वाढतच जाते, विशेषत: कॅपेसिटिवली कपल्ड प्लाझ्मा (सीसीपी) एचिंग उपकरणांमध्ये. परिणामी, या वाढत्या आक्रमक प्लाझ्मा वातावरणाचा सामना करण्याच्या क्षमतेमुळे SiC-आधारित फोकस रिंग्सचा अवलंब वेगाने वाढत आहे.**

Semicorex, एक अनुभवी निर्माता आणि पुरवठादार म्हणून, सेमीकंडक्टर आणि फोटोव्होल्टेइक उद्योगासाठी स्पेशालिटी ग्रेफाइट आणि सिरॅमिक्स मटेरिअल्स पुरवतो. आपल्याकडे काही चौकशी असल्यास किंवा अतिरिक्त तपशीलांची आवश्यकता असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधण्यास अजिबात संकोच करू नका.

संपर्क फोन # +86-13567891907

ईमेल: sales@semicorex.com