Een uitgebreid overzicht van geavanceerde keramiek die in halfgeleiderapparatuur wordt gebruikt
Precisie-keramische componenten zijn essentiële elementen in kernapparatuur voor belangrijke halfgeleiderproductieprocessen, zoals fotolithografie, etsen, dunne folie-afzetting, ionenimplantatie en CMP.Deze onderdelen, incl. lagers, geleidingsrails, kamerreiners, elektrostatische chucks en robotarm zijn bijzonder belangrijk in proceskamers, waar ze functies vervullen zoals ondersteuning, bescherming en stroomcontrole.
In dit artikel wordt een systematisch overzicht gegeven van de toepassing van precisieceramica in belangrijke apparatuur voor de vervaardiging van halfgeleiders.
Front-endprocessen: Precision Ceramics in Wafer Fabrication Equipment
1Fotolithografische apparatuur
Om een hoge procesnauwkeurigheid te garanderen in geavanceerde fotolithografie systemen, een breed scala aan keramische componenten met uitstekende multifunctionaliteit, structurele stabiliteit, thermische weerstand,en dimensieprecisie worden gebruiktDeze omvatten elektrostatische chucks, vacuüm chucks, blokken, watergekoelde magneetbases, reflectoren, geleidingsrails, trappen en maskeholders.
Belangrijkste keramische componenten:Elektrostatische chuck, bewegingsfase
Hoofdstoffen:Elektrostatische schroeven:Aluminium (Al2O3), siliciumnitride (Si3N4),Bewegingsstadia:Cordierite-keramiek, siliciumcarbide (SiC)
Technische uitdagingen:Complexe structuurontwerp, controle en sintering van grondstoffen, temperatuurbeheer en ultra-precieze bewerking.
Het materialsysteem van de lithografie-bewegingsstadia is cruciaal voor het bereiken van een hoge nauwkeurigheid en scansnelheid.Materialen moeten een hoge specifieke stijfheid en een lage thermische uitbreiding hebben om hoge snelheidsbewegingen met minimale vervorming te weerstaan, waardoor de doorvoer wordt verbeterd en de precisie wordt gehandhaafd..
2. Etseringsapparatuur
De belangrijkste keramische componenten die worden gebruikt in etsen zijn de kamer, het uitkijkpuntvenster, de gasverdelingsplaat, de sproeiers,Isolatie ringen, dekkingsplaten, scherpstelringen en elektrostatische schroeven.
Belangrijkste keramische componenten:Elektrostatische chuck, scherpstelring, gasverdelingsplaat
Voornaamste keramische materialenQuartz, SiC, AlN, Al2O3, Si3N4, Y2O3
Graafkamer:
Met krimpende apparaatgeometrieën zijn strengere verontreinigingscontroles vereist. Keramiek wordt de voorkeur gegeven boven metalen om verontreiniging door deeltjes en metaalionen te voorkomen.
Materiaalvereisten:
Hoge zuiverheid, minimale metaalverontreiniging
chemisch inert, met name voor etseringsgassen op basis van halogeen
Hoge dichtheid, minimale porositeit
Fijnkorrel, laag korrelgrensgehalte
Goede mechanische bewerkbaarheid
Specifieke elektrische of thermische eigenschappen indien nodig
Gasverdelingsplaat:
Met honderden of duizenden nauwkeurig geboorde microgaten verdelen deze platen procesgassen gelijkmatig, waardoor een consistente afzetting/etsen wordt gewaarborgd.
Uitdagingen:
De eisen aan eenvormigheid van de gatdiameter en een borrelvrije binnenwand zijn extreem hoog, zelfs kleine afwijkingen kunnen leiden tot verschillen in filmdikte en rendementverlies.
Hoofdstoffen:CVD SiC, aluminium, siliciumnitraat
Focusring:
Ontworpen om de plasma-eenvormigheid in evenwicht te brengen en overeen te komen met de geleidbaarheid van de siliciumwafer.SiC biedt vergelijkbare geleidbaarheid en superieure plasmaweerstand, waardoor een langere levensduur mogelijk is.
Materiaal:Siliciumcarbide (SiC)
- Ik weet het niet.
3. Zwakke film afzetting apparatuur (CVD / PVD)
In CVD- en PVD-systemen zijn belangrijke keramische onderdelen elektrostatische chucks, gasdistributieplaten, verwarmers en kamervoeringen.
Belangrijkste keramische componenten:Elektrostatische chuck, keramische verwarmer
Hoofdstoffen: Verwarmingstoestellen:Aluminiumnitride (AlN), aluminium (Al2O3)
Keramische verwarming:
Een kritisch onderdeel dat zich in de proceskamer bevindt en rechtstreeks met de wafer in contact komt.
- Ik weet het niet.
Back-endprocessen: Precision Ceramics in verpakkings- en testapparatuur
1. CMP (chemische mechanische platvorming)
CMP-apparatuur maakt gebruik van keramische polijstplaten, handhavingarmen, uitlijningsplatformen en vacuümschokken voor hoogprecieze oppervlakteplanarisatie.
2. Waferscheppen en verpakkingsapparatuur
Belangrijkste keramische componenten:
met een vermogen van niet meer dan 50 WDiamanten-keramische composieten, snij snelheid ~ 300 mm/s, randsplintering < 1 μm
met een vermogen van meer dan 10 W;AlN-keramiek met 220 W/m·K thermische geleidbaarheid; temperatuuruniformiteit ±2°C
LTCC Substraten:Lijnbreedte nauwkeurigheid tot 10 μm; ondersteunt 5G mmWave-transmissie
met een gewicht van niet meer dan 10 kgGebruikt bij het binden van draad, gewoonlijk gemaakt van Al2O3 of zirconia-gehard alumina
3. Probe stations
Belangrijkste keramische componenten:
Interposer-substraten:Berylliumoxide (BeO), aluminiumnitride (AlN)
Hoogfrequente testinstallaties:AlN-keramiek voor stabiele RF-prestaties
Ondersteunende systemen: Waferbehandeling en cleanroomtoepassingen
1Wafertransferrobots.
Belangrijkste onderdelen en materialen:
Robotarmen:Aluminium, siliciumcarbide
Beugelballen in gewrichten:Zirkonium, wrijvingscoëfficiënt < 0.001, levensduur > 10 miljoen cycli in vacuüm
Eindeffectoren:SiC, te bakken tot 150°C, deeltjesopwekking < 0,1 deeltjes/cm2
2. Ultrazuivere gas- en waterleveringssystemen
Belangrijkste onderdelen:
Valveverzegelingen:Siliciumnitride, HF-bestand
Pijpvoeringen:Aluminium met een hoge dichtheid