Обладая исключительными свойствами, такими как высокая-температурная стойкость, стойкость к плазменной коррозии, высокая чистота и высокая электрическая изоляция, современная керамика служит важнейшим сырьем для ключевых компонентов полупроводникового оборудования на протяжении всего технологического процесса,-включая травление, осаждение тонких-пленок, литографию, ХМП, очистку и упаковку/испытания. Эти компоненты напрямую влияют на выход стружки и стабильность оборудования. В этой статье, построенной вокруг технологического процесса производства чипов, рассматривается применение керамических компонентов отечественными производителями оборудования, промышленный прогресс и текущее состояние импортозамещения, процесс за процессом.
I. Производство пластин
Ключевые компоненты и материалы: керамические лотки, керамические нагреватели, полупроводниковые клапаны, детали вакуумной камеры (Al₂O₃, Si₃N₄, SiC и т. д.).
Ключевые требования к производительности: высокая чистота, высокая-температурная стойкость, термостойкость, высокая плоскостность – для поддержки подготовки подложек для кремниевых пластин.
II. Термическая обработка (окисление/диффузия/отжиг)
Ключевые компоненты и материалы: лодочки из SiC, керамические детали труб печи, керамические нагреватели, керамические сопла, керамические клапаны.
Ключевые требования к производительности: высокая-температурная стойкость (более или равна 1200 градусам), стойкость к термическому удару, низкое выделение газов, высокая чистота — подходит для процессов-высокотемпературного окисления/диффузии/отжига.
III. Нанесение тонких-пленок
Ключевые компоненты и материалы: керамические нагреватели (AlN, Al₂O₃, Si₃N₄); насадочные кольца, гильзы камер, газораспределительные детали (SiC, Al₂O₃)
Основные требования к производительности: высокая-точная однородность температуры в пределах ±1 градуса, превосходная термическая стабильность, низкое выделение газов, стойкость к высоко-температурной деформации – подходит для длительного-непрерывного осаждения.
IV. Литография и покрытие/Проявка
Ключевые компоненты и материалы: прецизионные столики, керамические вакуумные патроны, держатели масок, вибропоглощающие-основы (кордиерит, карбид кремния, керамика с низким-стеклом-расширения, например Zerodur); для оборудования для нанесения/проявки: керамические манипуляторы, микропористые керамические патроны, вакуумные пальцы.
Основные требования к производительности: сверх-низкий коэффициент теплового расширения, нано-сверхвысокая-плоскостность, высокая жесткость, гашение вибраций – для обеспечения высокой-точности экспонирования в литографии; детали для покрытия/проявки также требуют устойчивости к химической коррозии и низкого образования частиц.
В. Офорт
Ключевые компоненты и материалы: электростатические патроны (Al₂O₃, AlN); кольца фокусировки, душевые насадки, газораспределительные пластины, облицовки камер (SiC, Y₂O₃ в качестве материала покрытия)
Основные требования к производительности: стойкость к плазменной коррозии, сверх-высокая чистота, низкий уровень выделения частиц, высокая электроизоляция – подходит для высоко-частотного и-интенсивного травления.
VI. Ионная имплантация
Ключевые компоненты и материалы: керамические винтовые клапаны, изолирующие керамические детали конструкции, керамические компоненты, -стойкие к высокотемпературной коррозии-.
Основные требования к производительности: высокая чистота, высокая -стойкость к напряжению, низкое выделение газов, стабильность размеров – подходит для транспортировки и изоляции ионного пучка.
VII. CMP (химико-механическая планаризация)
Ключевые компоненты и материалы: керамические патроны, керамические рабочие столы, пористые керамические пластины.
Основные требования к производительности: высокая плоскостность, высокая жесткость, износостойкость, стойкость к химической коррозии – для поддержки планаризации пластин.
VIII. Очистка
Ключевые компоненты и материалы: керамические сопла, керамические клапаны, коррозионно--стойкие керамические детали конструкции.
Основные требования к производительности: стойкость к сильным кислотам/щелочам, высокая чистота, низкий уровень выбросов частиц – подходит для влажной уборки.