Resumen completo de las cerámicas avanzadas utilizadas en equipos de semiconductores
Los componentes cerámicos de precisión son elementos esenciales en el equipo central para los procesos clave de fabricación de semiconductores, como la fotolitografía, el grabado, la deposición de película delgada, la implantación de iones y el CMP.Las demás piezas, incluidos los rodamientosLos conductores, los rieles de guía, los revestimientos de la cámara, los mandos electrostáticos y los brazos robóticos son especialmente críticos dentro de las cámaras de proceso, donde cumplen funciones como soporte, protección y control de flujo.
Este artículo proporciona una visión general sistemática de cómo se aplican las cerámicas de precisión en los principales equipos de fabricación de semiconductores.
Procesos de vanguardia: Cerámica de precisión en equipos de fabricación de obleas
1Equipo de fotolitografía
Para garantizar una alta precisión del proceso en los sistemas de fotolitografía avanzados, una amplia gama de componentes cerámicos con una excelente multifuncionalidad, estabilidad estructural, resistencia térmica,y precisión dimensional se utilizanEstos incluyen chucks electrostáticos, chucks de vacío, bloques, bases magnéticas enfriadas con agua, reflectores, rieles de guía, etapas y soportes de máscaras.
Componentes cerámicos clave:Chock electrostático, etapa de movimiento
Materiales principales:Las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidasAlumina (Al2O3), nitruro de silicio (Si3N4),Etapas de movimiento:Cerámica de cordierita, carburo de silicio (SiC)
Desafíos técnicos:Diseño de estructuras complejas, control de materias primas y sinterización, gestión de temperatura y mecanizado de ultra precisión.
El sistema material de las etapas de movimiento de litografía es crucial para lograr una alta precisión y velocidad de escaneo.Los materiales deben tener una alta rigidez específica y una baja expansión térmica para soportar movimientos a alta velocidad con una distorsión mínima, mejorando así el rendimiento y manteniendo la precisión..
2Equipo de grabado
El grabado es fundamental para transferir patrones de circuito de la máscara a la oblea.anillos aislantes, placas de cubierta, anillos de enfoque y mandos electrostáticos.
Componentes cerámicos clave:Dispositivo para el control de las emisiones de gases
Materiales cerámicos principales:Se trata de una mezcla de las siguientes sustancias:
Cámara de grabado:
Con las geometrías de los dispositivos de contracción, se requieren controles de contaminación más estrictos.
Requisitos de materiales:
Alta pureza, mínima contaminación por metales
Químicamente inerte, especialmente para los gases de grabado a base de halógenos
Alta densidad, porosidad mínima
Grano fino, contenido límite de grano bajo
Buena maquinabilidad mecánica
Propiedades eléctricas o térmicas específicas, si es necesario
Placa de distribución de gas:
Con cientos o miles de microagujeros perforados con precisión, estas placas distribuyen uniformemente los gases del proceso, lo que garantiza una deposición / grabado constante.
Los desafíos:
Las exigencias para la uniformidad del diámetro del orificio y las paredes interiores libres de hendiduras son extremadamente altas. Incluso pequeñas desviaciones pueden causar variaciones en el grosor de la película y pérdida de rendimiento.
Materiales principales:CVD SiC, alumina, nitruro de silicio
Anillo de enfoque:
Diseñado para equilibrar la uniformidad del plasma y igualar la conductividad de la oblea de silicio.El SiC ofrece una conductividad similar y una resistencia superior al plasma, lo que permite una vida más larga.
El material:Carburo de silicio (SiC)
- ¿ Qué?
3Equipo de deposición de películas finas (CVD / PVD)
En los sistemas CVD y PVD, las partes cerámicas clave incluyen mandos electrostáticos, placas de distribución de gas, calentadores y revestimientos de cámara.
Componentes cerámicos clave:Cambio electrostático, calentador de cerámica
Materiales principales: Las demás:Nitruro de aluminio (AlN), alumina (Al2O3)
Calentador de cerámica:
Un componente crítico situado dentro de la cámara de proceso, en contacto directo con la oblea, que sostiene la oblea y asegura temperaturas de proceso uniformes y estables en toda su superficie.
- ¿ Qué?
Procesos de back-end: Cerámica de precisión en equipos de envasado y ensayo
1. CMP (planarización química mecánica)
Los equipos de CMP utilizan placas de pulido de cerámica, brazos de manejo, plataformas de alineación y mandos de vacío para una planarización de la superficie de alta precisión.
2Equipo para cortar y envasar obleas
Componentes cerámicos clave:
Cuchillas para cortar:Compuestos de diamantes-cerámica, velocidad de corte de ~ 300 mm/s, astillamiento de los bordes < 1 μm
Los demás componentes de las máquinas de ensamblaje:Cerámica AlN con conductividad térmica de 220 W/m·K; uniformidad de temperatura ±2°C
Los substratos del LTCC:Precisión de anchura de línea de hasta 10 μm; admite la transmisión de 5G mmWave
Las herramientas de capillario cerámicas:Se utiliza en el enlace de alambre, generalmente hecho de Al2O3 o alumina endurecida con zirconio
3Estaciones de sonda.
Componentes cerámicos clave:
Substrato de interponedor:Óxido de berilio (BeO), nitruro de aluminio (AlN)
Los dispositivos de ensayo de alta frecuencia:Cerámica AlN para un rendimiento RF estable
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