Umfassender Überblick über die in Halbleitergeräten verwendeten fortschrittlichen Keramik

Präzisionskeramische Komponenten sind wesentliche Bestandteile in Kerngeräten für wichtige Halbleiterherstellungsprozesse wie Photolithographie, Ätzen, Dünnschichtdeposition, Ionenimplantation und CMP.Diese Teile, einschließlich Lagern, Führungsschienen, Kammerverkleidungen, elektrostatische Schläger und Roboterarme sind besonders wichtig in Prozesskammern, wo sie Funktionen wie Unterstützung, Schutz und Strömungssteuerung erfüllen.

Dieser Artikel gibt einen systematischen Überblick darüber, wie Präzisionskeramik in wichtigen Halbleiterherstellungsgeräten eingesetzt wird.

Front-End-Prozesse: Präzisionskeramik in Waferherstellungsanlagen

1. Fotolithographische Ausrüstung

Um eine hohe Prozessgenauigkeit in fortschrittlichen Photolithographie-Systemen zu gewährleisten, ist eine breite Palette von keramischen Komponenten mit ausgezeichneter Multifunktionalität, Strukturstabilität, Wärmebeständigkeit,und Dimensionsgenauigkeit verwendet werdenDazu gehören elektrostatische Schläger, Vakuumschläger, Blöcke, wassergekühlte Magnetbasen, Reflektoren, Führungsschienen, Stufen und Maskenhalter.

Schlüsselkomponenten aus Keramik:Elektrostatischer Schlag, Bewegungsstadium

 

Hauptmaterialien:Elektrostatische Scheiben:Aluminium (Al2O3), Siliziumnitrid (Si3N4),Bewegungsstufen:Cordieritkeramik, Siliziumkarbid (SiC)

 

Technische HerausforderungenKomplexe Strukturentwurf, Rohstoffkontrolle und Sinterung, Temperaturmanagement und hochpräzise Bearbeitung.

Das Materialsystem der Lithographie-Bewegungsstufen ist entscheidend für eine hohe Genauigkeit und Scangeschwindigkeit.Materialien müssen eine hohe spezifische Steifigkeit und eine geringe thermische Expansion aufweisen, um mit minimalem Verzerrungsgrad hochaufwärtsbewegungen standzuhalten und so den Durchsatz zu verbessern und die Präzision zu erhalten..

2. Ausrüstung zum Radieren

Das Ätzen ist entscheidend für die Übertragung von Schaltmustern von der Maske auf die Wafer.Isolierringe, Abdeckplatten, Fokusringe und elektrostatische Schläger.

Schlüsselkomponenten aus Keramik:Elektrostatischer Schalter, Fokusring, Gasverteilplatte

 

Hauptmaterialien aus Keramik:Quarz, SiC, AlN, Al2O3, Si3N4, Y2O3

 

• Gravierkammer:

Durch die Schrumpfungsgeometrie der Geräte sind strengere Kontaminationskontrollen erforderlich.

• Anforderungen an das Material:

Hohe Reinheit, minimale Metallkontamination

Chemisch inert, insbesondere gegenüber Halogen-basierten Ätzgasen

Hohe Dichte, minimale Porosität

Feinkorn, geringer Grenzgehalt an Körnern

Gute mechanische Bearbeitbarkeit

Spezifische elektrische oder thermische Eigenschaften, falls erforderlich

• Gasverteilplatte:

Diese Platten mit Hunderten oder Tausenden von präzise gebohrten Mikrohöhlen verteilen die Prozessgase gleichmäßig und sorgen für eine gleichbleibende Ablagerung/Eitze.

• Herausforderungen:

Die Anforderungen an die Einheitlichkeit des Lochdurchmesser und die gebrutsfreie Innenwand sind äußerst hoch.

• Hauptmaterialien:CVD SiC, Aluminium, Siliziumnitrid

• Fokusring:

Entworfen, um die Plasma-Einheitlichkeit auszugleichen und die Leitfähigkeit der Siliziumwafer zu erreichen.SiC bietet eine ähnliche Leitfähigkeit und eine höhere Plasmawiderstandsfähigkeit, was eine längere Lebensdauer ermöglicht.

• Material:Siliziumkarbid (SiC)

- Ich weiß.

3. Ausrüstung zur Dünnschichtdeposition (CVD / PVD)

In CVD- und PVD-Systemen umfassen die wichtigsten keramischen Teile elektrostatische Schläger, Gasverteilplatten, Heizungen und Kammerverkleidungen.

Schlüsselkomponenten aus Keramik:Elektrostatischer Schalter, Keramikheizung

 

Hauptmaterialien: Heizgeräte:Aluminiumnitrid (AlN), Aluminatoxid (Al2O3)

• Keramikheizung:

Eine kritische Komponente, die sich in der Prozesskammer befindet und direkt mit der Wafer in Berührung kommt.

- Ich weiß.

Back-End-Prozesse: Präzisionskeramik in Verpackungs- und Prüfgeräten

1. CMP (chemisch-mechanische Planarisierung)

CMP-Ausrüstung verwendet keramische Polierplatten, Handhabungsarme, Ausrichtungsplattformen und Vakuumschläger für eine hochpräzise Oberflächenplanisierung.

2. Wafer-Schneid- und Verpackungsausrüstung

Schlüsselkomponenten aus Keramik:

• mit einer Breite von mehr als 20 mm,Diamantkeramische Verbundwerkstoffe, Schneidgeschwindigkeit ~ 300 mm/s, Randsplitter < 1 μm
• mit einer Breite von mehr als 10 mm,AlN-Keramik mit 220 W/m·K Wärmeleitfähigkeit; Temperaturgleichheit ±2°C
• LTCC Substrate:Linienbreitengenauigkeit bis 10 μm; unterstützt 5G mmWave-Übertragung
• Keramische Kapillarwerkzeuge:Verwendet bei Drahtverbindungen, üblicherweise aus Al2O3 oder zirkoniumgehärtetem Aluminiumoxid

 

3Sondenstationen

Schlüsselkomponenten aus Keramik:

• Zwischensubstrate:Berylliumoxid (BeO), Aluminiumnitrid (AlN)
• Hochfrequenzprüfvorrichtungen:AlN-Keramik für eine stabile HF-Leistung

 

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