Inventering av urvalsspecifikationer för intern kontroll för precisionskeramiska komponenter som används i halvledarutrustning

Precisionskeramik ( Avancerad keramik ) spelar en oumbärlig roll i halvledartillverkningsprocessen (från wafertillverkning till waferlimning, förpackning och testning) på grund av dess höga temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet, höga hårdhet, höga värmeledningsförmåga och utmärkta isolering. När den globala tillverkningsprocessen för integrerade kretsar går mot 3nm 、 2nm Med utvecklingen av mer avancerade processer har de tuffa arbetsförhållandena inuti utrustningen ställt till extrema utmaningar för materialets renhet, bearbetningsnoggrannhet och plasmaresistenslivslängd för viktiga keramiska komponenter. Denna artikel syftar till att lösa problemet med intern teknisk dokumentation av företag “ Tomma och saknade parametrar som motsvarar maskinapplikationen ” frågor och upprätta interna kontrollstandarder för kärnteknik för alla kategorier av precisionskeramik.

Halvledare precision keramik “ Fyra kärnmaterial ”

Prestanda- och kontrollstandarder för nyckelkomponenter i kärnutrustning

1. Etsningsutrustning —— Kärnförbrukningssystem

I front-end etsningsprocessen för integrerade kretsar, om ICP (induktivt kopplad plasma) eller CCP (Kapacitivt kopplad plasma) maskin, utsätts de inre komponenterna i kaviteten för extremt aktiva fluorradikaler (som t.ex. SF6 、 CF4 ) eller klorbaserad plasma. Traditionella material är lätt benägna att flisas på grund av korngränserosion, vilket resulterar i allvarlig partikelkontamination av wafern.

Kärnprodukt: Fokuseringsring av kiselkarbid med hög renhet

[ Kiselkarbid för etsmaskin SiC Fokusring produkt faktisk bild ]

• Extremt motståndskraftig mot plasmaerosionsteknik: Denna produkt använder trycklös sintrad kiselkarbid med hög renhet, med total innehåll av metallföroreningar ≤ 5 ppm . Dess unika integrerade kornstruktur med hög densitet har en lägre kemisk etsningshastighet än smält kiseldioxid under starkt fluorbaserat plasmabombardement. 8-10 gånger. Detta säkerställer att fokusringen kontinuerligt 200 I skivetsningscykeln är kantstegsdeformationshastigheten mindre än 0,05 % , vilket avsevärt förbättrar likformigheten av waferkantets etsning och förbättrar den totala maskinanvändningsgraden ( främja 15 % ovan.
• Exakt resistivitetsdopningskontroll: Genom avancerad korngränskonduktanskontrollteknik kontrolleras resistiviteten stabilt inom det specifika intervall som kunden kräver ( 1-10Ω·cm ), vid hundratals watt högfrekvent RF ( RF ) effekt, vilket säkerställer att det elektriska plasmafältet vertikalt och jämnt penetrerar waferkanten, vilket eliminerar etsningskantseffekten.

Kärnprodukt: Precisionssprinklerhuvud av aluminiumoxid med hög renhet

[ Detaljerad ritning av mikrohålsbearbetning av keramiskt sprinklerhuvud av hög renhet av aluminiumoxid ]

• Ultraprecision mikrohålflödesfältbearbetning: i diameter 300-450 mm På skivan, genom ultraljud och femaxlig precision CNC Länkad bearbetning, arrangemang överstiger 5000 diameter är 0,3 mm-0,5 mm av mikroporer. Kräver konsistenstolerans med full håldiameter ≤±0,01 mm , hålets inre väggens ojämnhet når Ra≤0,2μm , eliminera grader helt. Se till att processgasen (t.ex. Ar, O2, N2 ) sprayas på skivans yta i ett absolut laminärt flödestillstånd.
• Motåtgärder för företagens interna kontrollmisslyckanden: [Korngränssprickor och skydd mot partikelföroreningar] Med tanke på problemet med att traditionella aluminiumoxiddelar är benägna att få mikrosprickor på grund av frigöring av termisk stress vid kanterna av mikroporer, måste denna produkt klara testet innan den lämnar fabriken. 100 % Polariserad spänningsmätaredetektering, oförstörande kemisk betning och polering på ytan för att eliminera kvarvarande bearbetningsspänning och säkerställa 3000 Timmar: Ingen lokal klyvning eller flisning sker under kontinuerlig etsning.

2. Tunnfilmsavsättningsutrustning ( CVD/PVD maskin) —— Hög temperatur och högtrycksmiljö

kemisk ångavsättning ( CVD ) och atomskiktsavsättning ( ALD ) process kräver uppvärmning av prekursorgasen för reaktion, och den omgivande temperaturen är alltid 400℃-1000℃ mellan. Skivan måste vara absolut platt och fixerad med snabb och jämn värmefördelning.

Kärnprodukt: Elektrostatisk precisionschuck av aluminiumnitrid

[ aluminiumnitrid AlN Utseende av elektrostatisk halvledarchuck och värmare ]

• Ultimat värmeledning och termisk matchningsförhållande: aluminiumnitrid（ AlN ) har en värmeledningsförmåga på upp till 180-220 W/(m·K) , dess värmeutvidgningskoefficient ( 4,5×10^-6/K ) in 25℃-800℃ I hela temperaturområdet och monokristallin kiselwafer ( 4,2×10^-6/K ) för att uppnå en perfekt matchning. Under den snabba uppvärmningsprocessen med hög effekt, avleder den effektivt termisk stress och förhindrar termisk glidning av kiselskivan ( Slip ) dislokation eller vridningsdeformation, så att ojämnheten i temperaturfältet på skivans yta kontrolleras strikt inom ≤±0,5℃ 。
• Integrerad formgjutning med hög temperatur och högspänningsisolering: Använda flerskikts sambränd keramik ( HTCC ) teknologi, med volfram med hög smältpunkt / Molybden-hetelektrod- och elektrostatiska adsorptionselektrodmönster är direkt tryckta och inbäddade i AlN inuti matrisen. även i 600 ℃ Vid höga temperaturer förblir volymresistiviteten vid ≥10^11Ω·cm , isolationsgenombrottsspänning ≥ 15 kV/mm , helt anpassad till Coulomb kraft och J-R Effektadsorption dubbel specifikation.

Kärnprodukt: Högren kiselkarbid waferbärare för högtemperaturugnsrör

[ Detaljerad vy av hög renhet kiselkarbid wafer båt slitsar för hög temperatur vertikala diffusionsugnar ]

• Hög temperatur krypkontroll: 在 1200℃ I vertikala diffusionsugnar med hög temperatur är traditionella kvartsbåtar benägna att krypa vid hög temperatur (böjdeformation) på grund av långvarig egenvikt och waferbelastning. Denna produkt antar omkristallisation / Trycklös sintrad kiselkarbid, in 1350 ℃ Böjhållfastheten minskar inte vid extremt höga temperaturer, och den böjs inte eller deformeras under långvarig drift, vilket säkerställer den absoluta positionsnoggrannheten för automatiserade manipulatorer vid automatisk insättning och borttagning av wafers.

3. Waferöverföring och automatiserat hanteringssystem —— Hög hastighet och högfrekvent vibrationsdämpning

När produktionskapaciteten för avancerade processer ökar har accelerationen för robotar som hanterar wafers nått eller till och med överskridit 2G , kommer alla lätta mekaniska vibrationer att orsaka skivor eller repor på baksidan.

Kärnprodukt: hög specifik styvhet och stor robotarm av kiselkarbid

[ Högvakuum högacceleration vakuumhantering keramisk manipulatorarmdiagram ]

• Extremt hög styvhet och omedelbar vibrationsreduktion: Kiselkarbid elasticitetsmodul ( ~410 GPa ) är gjord av stål 2 gånger, aluminium 6 gånger dess specifika styvhet (elasticitetsmodul / Densitet) är på en extremt hög nivå bland tekniska material. Kiselkarbidrobotarmen är designad med en ihålig och lätt struktur. Den strukturella svarsfördröjningen under höghastighetsstart och stopp är lägre än för traditionella metalldelar. 85 % Ovan är den kvarvarande vibrationstiden i slutet av armen mindre än 0.05 sekunder. Detta kan helt lösa problemet under transport “ fladder repa ” Smärtpunkter, skydd 12 tum ( 300 mm ) Höghastighets- och högprecisionsöverlämning av stora tunna wafers.
• Dimensionell stabilitet för stor bearbetning: längden överstiger 1000 mm Den stora robotarmen har en planhetstolerans som kontrolleras inuti ≤ 0,02 mm Inuti är hela ytan spegelpolerad ( Ra≤0,05μm ), frigör partiklar utan friktion.

Kärnprodukt: porös keramisk vakuumkopp

[ Porös keramisk vakuumkopp ]

• Enhetlig porös undertrycksadsorption: Den genomsnittliga pordiametern styrs till 10-30μm , är porositeten stabil vid 35 %–45 % . Genom mikroporerna över hela ytan uppnås ett enhetligt undertryck över hela ytan, vilket undviker den lokala spänningskoncentrationen och lokala depressionsdeformationer orsakade av traditionella centraliserade sugkoppar på tunna skivor, vilket säkerställer inspektion av skivor och CMP Ytan förblir platt på nanometernivå under polering.

Sammanfattning av anpassning av olika material

1. Aluminiumoxid keramiska precision strukturella delar serie

• De viktigaste punkterna är: hög kostnadsprestanda, hög renhet, dammförebyggande och stark universell isolering. • Tillämpliga produktnyckelord: keramisk halvledarfoder, rostskyddsisoleringsring, keramisk isoleringsbussning med hög renhet, keramisk isoleringsfläns.

[ Samling av olika specifikationer för keramiska strukturdelar av hög renhet av aluminiumoxid av hög renhet ]

2. kiselkarbidkeramik reaktion

• Huvudpunkter: motståndskraft mot plasmaetsning, extrem hög temperaturbeständighet utan krypning, hög specifik styvhet och integrerad formning i stor storlek. • Tillämpliga produktsökord: SiC Etsningsfokuseringsring, halvledar kiselkarbid fribärande balk, vertikal ugns kiselkarbidbåt, CMP Poleringsring, keramisk mekanisk arm med hög styvhet.

[ Reaktionssintring med hög renhet Kiselkarbid precision keramiska delar diagram ]

3. aluminiumnitrid陶瓷 Hög värmeledningsförmåga /HTCC Kopparklädd serie

• Huvudpunkter: ultrahög värmeavledning, termisk expansionskoefficient perfekt matchad med enkristallkisel, flerskikts sameldning ( HTCC ) Inbyggd kretsteknik. • Tillämpliga produktsökord: AlN Elektrostatisk chuckbas, halvledarlaservärmeelement, hög effekt LED/IGBT Keramiskt värmeavledningssubstrat, metalliserad aluminiumnitridkeramik.

[ Hög värmeledningsförmåga keramiskt substrat av aluminiumnitrid]

4. Kiselnitrid keramisk ultrahög hållfasthet

• Huvudpunkter: keramikens kung, hög brottseghet, slaghållfasthet, slitstyrka och ingen pulverförlust, höghastighets roterande dynamisk balans. • Tillämpliga produktsökord:真空泵陶瓷轴承、半导体划片机陶瓷主轴、高频封测测试治具座、耐磨陶瓷柱塞泵芯。

[ Höghållfasta keramiska lager av kiselnitrid och slitstarka delar för halvledarutrustning ]