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      碳化硅陶瓷結構件在光刻機中的應用

      文章出處:廣州先進陶瓷展網責任編輯:作者:廣州先進陶瓷展人氣:-發表時間:2022-07-06 16:37:00【

      集成電路制造關鍵技術及裝備主要有包括光刻技術及光刻裝備、薄膜生長技術及裝備、化學機械拋光技術及裝備、高密度后封裝技術及裝備等,均涉及高效率、高精度、高穩定性的運動控制技術和驅動技術,對結構件的精度和結構材料的性能提出了極高的要求。

      ●碳化硅工件臺

      以光刻機中工件臺為例,該工件臺主要負責完成曝光運動,要求實現高速、大行程、六自由度的納米級超精密運動,如對于100nm分辨率、套刻精度為33nm和線寬為10nm的光刻機,其工件臺定位精度要求達到10nm,掩模-硅片同時步進和掃描速度分別達到150nm/s和120nm/s,掩模掃描速度接近500nm/s,并且要求工件臺具有非常高的運動精度和平穩性。

      一般說來,光刻機用工件臺結構件需滿足以下要求:

      ①高度輕量化:為降低運動慣量,減輕電機負載,提高運動效率、定位精度和穩定性,結構件普遍采用輕量化結構設計,其輕量化率為60%~80%,最高可達到90%;

      ②高形位精度:為實現高精度運動和定位,要求結構件具有極高的形位精度,平面度、平行度、垂直度要求小于1μm,形位精度要求小于5μm;

      ③高尺寸穩定性:為實現高精度運動和定位,要求結構件具有極高的尺寸穩定性,不易產生應變,且導熱系數高、熱膨脹系數低,不易產生大的尺寸變形;

      ④清潔無污染:要求結構件具有極低的摩擦系數,運動過程中動能損失小,且無磨削顆粒的污染。

      碳化硅陶瓷方鏡

      光刻機等集成電路關鍵裝備中的關鍵部件具有形狀復雜、外形尺寸復雜以及中空輕量化結構等特點,制備此類碳化硅陶瓷零部件難度較大。目前國際主流集成電路裝備制造商,如荷蘭ASML,日本NIKON、CANON等公司大量采用微晶玻璃、堇青石等材料制備光刻機核心部件——方鏡,而采用碳化硅陶瓷制備其他簡單形狀的高性能結構部件。中國建筑材料科學研究總院的專家們卻采用專有制備技術,實現了大尺寸、復雜形狀、高度輕量化、全封閉光刻機用碳化硅陶瓷方鏡及其他結構功能光學零部件的制備。

      ●碳化硅光罩薄膜

      日前在韓國的一場半導體交流活動中,ASML韓國營銷經理MyoungKuyLee透露,將開始供應透光率超90%的薄膜,以提升EUV光刻機的效率。ASML2016年首次開發出光罩薄膜,當時的透光率是78%。隨后在2018年,薄膜透光率提升到80%,2020年提升到85%。

      薄膜用于保護光罩免受污染,單價2.6萬美元左右(約合人民幣16.78萬元)。另外,韓國企業FST、S&STech也都在緊張開發EUV光刻機所需的薄膜,FST此前預期上半年開始供應90%透光率的碳化硅薄膜。

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