СиЦ керамика: Неопходан материјал за компоненте високе прецизности у производњи полупроводника

СиЦ поседује јединствену комбинацију пожељних особина, укључујући високу густину, високу топлотну проводљивост, високу чврстоћу на савијање, висок модул еластичности, јаку отпорност на корозију и одличну стабилност при високим температурама. Његова отпорност на деформацију напрезања при савијању и термичко напрезање чини га изузетно погодним за оштра, корозивна и ултрависоке температуре окружења која се сусрећу у критичним производним процесима као што су епитаксија плочице и јеткање. Сходно томе, СиЦ је пронашао широку примену у различитим фазама производње полупроводника, укључујући брушење и полирање, термичку обраду (жарење, оксидацију, дифузију), литографију, таложење, јеткање и имплантацију јона.

1. Брушење и полирање: СиЦ брусни сусцептори

Након сечења ингота, облатне често показују оштре ивице, неравнине, ломљење, микро-пукотине и друге несавршености. Да би се спречило да ови дефекти угрозе чврстоћу плочице, квалитет површине и накнадне кораке обраде, користи се процес млевења. Брушење изглађује ивице облатне, смањује варијације у дебљини, побољшава паралелизам површине и уклања оштећења настала процесом резања. Двострано млевење помоћу плоча за млевење је најчешћа метода, са сталним напретком у материјалу плоча, притиску брушења и брзини ротације који константно побољшава квалитет вафела.

Двострани механизам за млевење

Традиционално, брусне плоче су првенствено направљене од ливеног гвожђа или угљеничног челика. Међутим, ови материјали пате од кратког века трајања, високих коефицијената термичког ширења и подложности хабању и термичкој деформацији, посебно током брушења или полирања великом брзином, што чини изазовом постизање конзистентне равности и паралелизма плочице. Појава СиЦ керамичких плоча за млевење, са њиховом изузетном тврдоћом, ниском стопом хабања и коефицијентом топлотног ширења који блиско одговара силицијуму, довела је до постепене замене ливеног гвожђа и угљеничног челика. Ова својства чине СиЦ брусне плоче посебно погодним за процесе брушења и полирања великом брзином.

2. Термичка обрада: носачи СиЦ плочица и компоненте реакционе коморе

Кораци термичке обраде као што су оксидација, дифузија, жарење и легирање су саставни део производње плочица. СиЦ керамичке компоненте су кључне у овим процесима, првенствено као носачи плочица за транспорт између корака обраде и као компоненте унутар реакционих комора опреме за термичку обраду.

(1)Керамички завршни ефекти (руке):

Током производње силицијумских плочица, често је потребна обрада на високим температурама. Механичке руке опремљене специјализованим крајњим ефекторима се обично користе за транспорт, руковање и позиционирање полупроводничких плочица. Ове руке морају да раде у чистим просторијама, често под вакуумом, високим температурама и корозивним гасним окружењем, захтевајући високу механичку чврстоћу, отпорност на корозију, стабилност при високим температурама, отпорност на хабање, тврдоћу и електричну изолацију. Иако су скупље и изазовније за производњу, СиЦ керамичке руке надмашују алтернативе глинице у испуњавању ових строгих захтева.

Семицорек СиЦ керамички завршни ефекат

(2) Компоненте реакционе коморе:

Опрема за термичку обраду, као што су пећи за оксидацију (хоризонталне и вертикалне) и системи за брзу термичку обраду (РТП), раде на повишеним температурама, што захтева материјале високих перформанси за своје унутрашње компоненте. Синтероване СиЦ компоненте високе чистоће, са својом супериорном чврстоћом, тврдоћом, модулом еластичности, крутошћу, топлотном проводљивошћу и ниским коефицијентом топлотног ширења, неопходне су за конструисање реакционих комора ових система. Кључне компоненте укључују вертикалне чамце, постоља, цеви за облоге, унутрашње цеви и преграде.

Компоненте реакционе коморе

3. Литографија: СиЦ бине и керамичка огледала

Литографија, критични корак у производњи полупроводника, користи оптички систем за фокусирање и пројектовање светлости на површину плочице, преносећи шеме кола за накнадно гравирање. Прецизност овог процеса директно диктира перформансе и принос интегрисаних кола. Као један од најсофистициранијих делова опреме у производњи чипова, машина за литографију се састоји од стотина хиљада компоненти. Да би се гарантовале перформансе кола и прецизност, постављају се строги захтеви за тачност и оптичких елемената и механичких компоненти унутар литографског система. СиЦ керамика игра виталну улогу у овој области, првенствено у фазама вафера и керамичким огледалима.

Архитектура система литографије

(1)Фазе вафла:

Литографске фазе су одговорне за држање плочице и извођење прецизних покрета током експозиције. Пре сваке експозиције, плочица и подлога морају бити поравнати са нанометарском прецизношћу, након чега следи поравнање између фотомаске и позорнице да би се обезбедио тачан пренос узорка. Ово захтева брзу, глатку и веома прецизну аутоматизовану контролу бине са тачношћу на нанометарском нивоу. Да би испунили ове захтеве, литографске степенице често користе лагану СиЦ керамику са изузетном стабилношћу димензија, ниским коефицијентом топлотног ширења и отпорношћу на деформације. Ово минимизира инерцију, смањује оптерећење мотора и побољшава ефикасност кретања, тачност позиционирања и стабилност.

(2)Керамичка огледала:

Синхронизована контрола кретања између стадијума плочице и степена конца је кључна у литографији, директно утиче на укупну тачност и принос процеса. Огледала на позорници су саставни део система за мерење повратне спреге за скенирање и позиционирање. Овај систем користи интерферометре за емитовање мерних зрака који се рефлектују од огледала позорнице. Анализом рефлектованих зрака коришћењем Доплеровог принципа, систем израчунава промене положаја позорнице у реалном времену, обезбеђујући повратну информацију систему за контролу кретања како би се обезбедила прецизна синхронизација између степена плочице и степена конца. Иако је лагана СиЦ керамика погодна за ову примену, производња тако сложених компоненти представља значајне изазове. Тренутно, главни произвођачи опреме за интегрисана кола првенствено користе стаклокерамику или кордиерит у ове сврхе. Међутим, са напретком у науци о материјалима и производним техникама, истраживачи на Кинеској академији за грађевинске материјале успешно су произвели велика, сложена, лагана, потпуно затворена СиЦ керамичка огледала и друге структурно-функционалне оптичке компоненте за литографске апликације.

(3)Фотомаска танки филмови:

Фотомаске, познате и као мрежице, користе се за селективни пренос светлости и креирање шара на фотоосетљивим материјалима. Међутим, ЕУВ светлосно зрачење може изазвати значајно загревање фотомаске, потенцијално достижући температуре између 600 и 1000 степени Целзијуса, што доводи до термичког оштећења. Да би се ово ублажило, СиЦ танак филм се често наноси на фотомаску како би се побољшала њена термичка стабилност и спречила деградација.

4. Плазма гравирање и таложење: фокусни прстенови и друге компоненте

У производњи полупроводника, процеси јеткања користе плазму генерисану из јонизованих гасова (нпр. гасова који садрже флуор) да би селективно уклонили нежељени материјал са површине плочице, остављајући за собом жељене шеме кола. Таложење танког филма, обрнуто, укључује наношење изолационих материјала између металних слојева да би се формирали диелектрични слојеви, слично процесу обрнутог јеткања. Оба процеса користе технологију плазме, која може бити корозивна за компоненте коморе. Стога, ове компоненте захтевају одличну отпорност на плазму, ниску реактивност са гасовима који садрже флуор и ниску електричну проводљивост.

Традиционално, компоненте у опреми за гравирање и таложење, као што су фокусни прстенови, произведени су од материјала као што су силицијум или кварц. Међутим, немилосрдна тежња ка минијатуризацији интегрисаних кола (ИЦ) значајно је повећала потражњу и важност високо прецизних процеса гравирања. Ова минијатуризација захтева употребу високоенергетске плазме за прецизно нагризање на микро скали како би се постигле мање величине карактеристика и све сложеније структуре уређаја.

Као одговор на ову потражњу, силицијум карбид (СиЦ) за хемијско таложење паром (ЦВД) се појавио као пожељни материјал за премазе и компоненте у опреми за јеткање и таложење. Његова врхунска физичка и хемијска својства, укључујући високу чистоћу и униформност, чине га изузетно погодним за ову захтевну примену. Тренутно, ЦВД СиЦ компоненте у опреми за нагризање укључују фокусне прстенове, гасне тушеве, плоче и ивичне прстенове. У опреми за таложење, ЦВД СиЦ се користи за поклопце комора, облоге и графитне пријемнике обложене СиЦ.

Фокусни прстен и графитни сусцептор обложен СиЦ

Ниска реактивност ЦВД СиЦ са гасовима за јеткање на бази хлора и флуора, заједно са његовом ниском електричном проводљивошћу, чини га идеалним материјалом за компоненте као што су фокусни прстенови у опреми за јеткање плазмом. Фокусни прстен, постављен око периферије плочице, је критична компонента која фокусира плазму на површину плочице применом напона на прстен, чиме се побољшава униформност обраде.

Како минијатуризација ИЦ напредује, потребе за снагом и енергијом плазме за јеткање настављају да расту, посебно у опреми за јеткање са капацитивно спојеном плазмом (ЦЦП). Сходно томе, усвајање фокусних прстенова заснованих на СиЦ брзо расте због њихове способности да издрже ова све агресивнија окружења плазме.**

Семицорек, као искусан произвођач и добављач, обезбеђује специјалне графитне и керамичке материјале за полупроводничку и фотонапонску индустрију. Ако имате било каквих питања или су вам потребни додатни детаљи, не устручавајте се да нас контактирате.

Контакт телефон # +86-13567891907

Емаил: салес@семицорек.цом