Een uitgebreid overzicht van geavanceerde keramiek die in halfgeleiderapparatuur wordt gebruikt

Uitgebreid overzicht van geavanceerde keramiek gebruikt in halfgeleiderapparatuur

Precisie keramische componenten zijn essentiële elementen in kernapparatuur voor belangrijke halfgeleiderproductieprocessen zoals fotolithografie, etsen, dunne film depositie, ionenimplantatie en CMP. Deze onderdelen - waaronder lagers, geleiderails, kamerliners, elektrostatische chucks en robotarmen - zijn vooral cruciaal in proceskamers, waar ze functies vervullen zoals ondersteuning, bescherming en stroomregeling.

Dit artikel geeft een systematisch overzicht van hoe precisiekeramiek wordt toegepast in belangrijke apparatuur voor halfgeleiderfabricage.

Front-End Processen: Precisiekeramiek in Wafer Fabricage Apparatuur

1. Fotolithografie Apparatuur

Om een hoge procesnauwkeurigheid in geavanceerde fotolithografiesystemen te garanderen, wordt een breed scala aan keramische componenten gebruikt met uitstekende multifunctionaliteit, structurele stabiliteit, thermische weerstand en dimensionale precisie. Deze omvatten elektrostatische chucks, vacuüm chucks, blokken, watergekoelde magneetbases, reflectoren, geleiderails, tafels en maskerhouders.

Hoogfrequente Test Fixtures:Elektrostatische chuck, bewegingstafel

 

Verwarmers:Elektrostatische chucks:Aluminiumoxide (Al₂O₃), Siliciumnitride (Si₃N₄), Bewegingstafels:Cordieriet keramiek, Siliciumcarbide (SiC)

 

Technische uitdagingen:Complex structureel ontwerp, controle en sinteren van grondstoffen, temperatuurbeheer en ultraprecisiebewerking.

Het materialsysteem van lithografische bewegingstafels is cruciaal voor het bereiken van hoge nauwkeurigheid en scansnelheid. Materialen moeten een hoge specifieke stijfheid en lage thermische uitzetting hebben om bestand te zijn tegen snelle bewegingen met minimale vervorming - waardoor de doorvoer wordt verbeterd en de precisie behouden blijft.

2. Etsapparatuur

Etsen is cruciaal voor het overbrengen van circuitpatronen van het masker naar de wafer. Belangrijke keramische componenten die in etsgereedschap worden gebruikt, zijn onder meer de kamer, het kijkvenster, de gasverdeelplaat, sproeiers, isolatieringen, afdekplaten, focusringen en elektrostatische chucks.

Hoogfrequente Test Fixtures:Elektrostatische chuck, focusring, gasverdeelplaat

 

Belangrijkste keramische materialen:Kwarts, SiC, AlN, Al₂O₃, Si₃N₄, Y₂O₃

 

• Etskamer:

Met krimpende apparaatgeometrieën zijn strengere contaminatiecontroles vereist. Keramiek heeft de voorkeur boven metalen om contaminatie door deeltjes en metaalionen te voorkomen.

• Materiaaleisen:

Hoge zuiverheid, minimale metaalverontreiniging

Chemisch inert, vooral voor op halogeen gebaseerde etsgassen

Hoge dichtheid, minimale porositeit

Fijne korrel, laag gehalte aan korrelgrenzen

Goede mechanische bewerkbaarheid

Specifieke elektrische of thermische eigenschappen indien nodig

• Gasverdeelplaat:

Met honderden of duizenden precisiegeboorde microgaten verdelen deze platen procesgassen gelijkmatig, waardoor een consistente depositie/etsing wordt gegarandeerd.

• Uitdagingen:

De eisen aan de uniformiteit van de gatdiameter en braamvrije binnenwanden zijn extreem hoog. Zelfs kleine afwijkingen kunnen variatie in de filmdikte en opbrengstverlies veroorzaken.

• Verwarmers:CVD SiC, Aluminiumoxide, Siliciumnitride

• Focusring:

Ontworpen om de plasma-uniformiteit in evenwicht te brengen en overeen te komen met de geleidbaarheid van de siliciumwafer. In vergelijking met traditioneel geleidend silicium (dat reageert met fluorplasma om vluchtig SiF₄ te vormen), biedt SiC een vergelijkbare geleidbaarheid en superieure plasmabestendigheid, waardoor een langere levensduur mogelijk is.

• Materiaal:Siliciumcarbide (SiC)

1. CMP (Chemisch Mechanische Planarisatie)

In CVD- en PVD-systemen omvatten belangrijke keramische onderdelen elektrostatische chucks, gasverdeelplaten, verwarmers en kamerliners.

Belangrijkste keramische componenten:

Hoogfrequente Test Fixtures:Belangrijkste materialen:

 

Verwarmers: Aluminiumnitride (AlN), Aluminiumoxide (Al₂O₃)Keramische Verwarmer:

• Een cruciaal onderdeel dat zich in de proceskamer bevindt, direct in contact met de wafer. Het ondersteunt de wafer en zorgt voor uniforme, stabiele procestemperaturen over het oppervlak.

Back-End Processen: Precisiekeramiek in Verpakkings- en Testapparatuur

1. CMP (Chemisch Mechanische Planarisatie)

CMP-apparatuur maakt gebruik van keramische polijstplaten, handlingsarmen, uitlijningsplatforms en vacuüm chucks voor hoogwaardige oppervlakteplanarisatie.

2. Wafer Dicing en Verpakkingsapparatuur

Belangrijkste keramische componenten:

Dicing Blades:

Hoogfrequente Test Fixtures:

• Thermocompressiebindingskoppen:AlN-keramiek met 220 W/m·K thermische geleidbaarheid; temperatuuruniformiteit ±2°CLTCC-substraten:
• Lijnbreedte nauwkeurigheid tot 10 μm; ondersteunt 5G mmWave-transmissieKeramische Capillaire Gereedschappen:
• Gebruikt bij draadverbinding, meestal gemaakt van Al₂O₃ of zirconia-versterkt aluminiumoxide3. Probestations
• Belangrijkste keramische componenten:Interposer Substraten:

 

Berylliumoxide (BeO), Aluminiumnitride (AlN)

Hoogfrequente Test Fixtures:

• AlN-keramiek voor stabiele RF-prestatiesOnze Producten