Inventaire des spécifications de sélection des contrôles internes pour les composants céramiques de précision utilisés dans les équipements semi-conducteurs

Céramiques de précision ( Céramiques avancées ) joue un rôle indispensable dans le processus de fabrication des semi-conducteurs (de la fabrication des plaquettes au collage, en passant par l'emballage et les tests) en raison de sa résistance aux températures élevées, de sa résistance à la corrosion, de sa dureté élevée, de sa conductivité thermique élevée et de son excellente isolation. Alors que le processus mondial de fabrication de circuits intégrés évolue vers 3 nm 、 2 nm Avec l'évolution de processus plus avancés, les conditions de travail difficiles à l'intérieur de l'équipement ont posé des défis extrêmes en termes de pureté des matériaux, de précision du traitement et de durée de vie de la résistance au plasma des composants céramiques clés. Cet article vise à résoudre le problème de la documentation technique interne des entreprises “ Paramètres vides et manquants correspondant à l'application machine ” problèmes et établir des normes de contrôle interne technologiques de base pour toutes les catégories de céramiques de précision.

Céramiques de précision semi-conductrices “ Quatre matériaux de base ”

Normes de performance et de contrôle pour les composants clés des équipements de base

1. Matériel de gravure —— Système de consommables de base

Dans le processus de gravure frontale des circuits intégrés, que ce soit PCI (plasma à couplage inductif) ou PCC (Plasma à couplage capacitif), les composants internes de la cavité sont exposés à des radicaux fluorés extrêmement actifs (tels que SF6 、 CF4 ) ou du plasma à base de chlore. Les matériaux traditionnels sont facilement sujets à l'écaillage en raison de l'érosion des joints de grains, ce qui entraîne une grave contamination particulaire de la tranche.

Produit principal : bague de mise au point en carbure de silicium de haute pureté

[ Carbure de silicium pour machine à graver SiC Image réelle du produit de la bague de mise au point ]

• Extrêmement résistant à la technologie d’érosion plasma : Ce produit utilise du carbure de silicium fritté sans pression de haute pureté, avec une teneur totale en impuretés métalliques. ≤ 5 ppm . Sa structure de grain intégrée à haute densité unique présente un taux de gravure chimique inférieur à celui de la silice fondue sous un fort bombardement de plasma à base de fluor. 8-10 fois. Cela garantit que la bague de mise au point reste en permanence 200 Dans le cycle de gravure de tranche, le taux de déformation des échelons de bord est inférieur à 0,05% , ce qui améliore considérablement l'uniformité de la gravure des bords des plaquettes et améliore le taux d'utilisation global de la machine ( promouvoir 15% ci-dessus.
• Contrôle précis du dopage par résistivité : Grâce à une technologie avancée de contrôle de la conductance des limites des grains, la résistivité est contrôlée de manière stable dans la plage spécifique requise par le client ( 1-10Ω·cm ), à des centaines de watts de RF haute fréquence ( RF ), garantissant que le champ électrique du plasma pénètre verticalement et uniformément dans le bord de la plaquette, éliminant ainsi l'effet de bord de gravure.

Produit principal : tête d'arrosage de précision en alumine de haute pureté

[ Dessin détaillé du traitement des micro-trous de la tête d'arrosage en céramique d'alumine de haute pureté ]

• Traitement du champ d'écoulement de microtrous d'ultra-précision : en diamètre 300-450mm Sur le disque, grâce aux ultrasons et à la précision sur cinq axes CNC Traitement lié, l'arrangement dépasse 5000 le diamètre est 0,3 mm-0,5 mm de micropores. Nécessite une tolérance de cohérence sur tout le diamètre du trou ≤ ± 0,01 mm , la rugosité de la paroi intérieure du trou atteint Ra≤0,2 μm , éliminez complètement les bavures. Assurez-vous que le gaz de procédé (par ex. Ar, O2, N2 ) est pulvérisé sur la surface de la tranche dans un état d'écoulement absolument laminaire.
• Contre-mesures en cas de défaillances du contrôle interne de l’entreprise : [Fissuration des limites des grains et protection contre la pollution par les particules] Compte tenu du problème selon lequel les pièces traditionnelles en alumine sont sujettes aux microfissures dues à la libération de contraintes thermiques au niveau des bords des micropores, ce produit doit passer le test avant de quitter l'usine. 100% Détection du compteur de contrainte polarisé, décapage chimique non destructif et polissage de la surface pour éliminer les contraintes résiduelles d'usinage et garantir 3000 Heures : Aucun clivage ou écaillage local ne se produit pendant le service de gravure continu.

2. Équipement de dépôt de couches minces ( MCV/PVD machine) —— Environnement à haute température et haute pression

dépôt chimique en phase vapeur ( CVD ) et le dépôt de couches atomiques ( ALD ) le processus nécessite de chauffer le gaz précurseur pour la réaction, et la température ambiante est toujours 400 ℃-1000 ℃ entre. La plaquette doit être absolument plate et fixée avec une répartition rapide et homogène de la chaleur.

Produit principal : mandrin électrostatique de précision en nitrure d'aluminium

[ nitrure d'aluminium AIN Apparition du mandrin électrostatique et du chauffage à semi-conducteur ]

• Conduction thermique ultime et rapport d'adaptation thermique : nitrure d'aluminium（ AIN ) a une conductivité thermique allant jusqu'à 180-220 W/(m·K) , son coefficient de dilatation thermique ( 4,5×10^-6/K ) dans 25 ℃-800 ℃ Dans toute la plage de température et sur plaquette de silicium monocristallin ( 4,2×10^-6/K ) pour obtenir une correspondance parfaite. Pendant le processus de chauffage rapide de haute puissance, il dissipe efficacement les contraintes thermiques et empêche le glissement thermique de la plaquette de silicium ( Glissement ) dislocation ou déformation par déformation, de sorte que l'irrégularité du champ de température sur la surface de la plaquette soit strictement contrôlée dans ≤ ± 0,5 ℃ 。
• Moulage intégré d'isolation haute température et haute tension : Utilisation de céramiques cocuites multicouches ( HTCC ), utilisant du tungstène à point de fusion élevé / Les modèles d'électrodes chaudes en molybdène et d'électrodes d'adsorption électrostatique sont directement imprimés et intégrés dans AIN à l'intérieur de la matrice. même dans 600℃ À haute température, la résistivité volumique reste à ≥10^11Ω·cm , tension de claquage de l'isolation ≥ 15 kV/mm , entièrement adapté à la force de Coulomb et J-R Double spécification d'adsorption d'effet.

Produit principal : support de plaquette en carbure de silicium de haute pureté pour tubes de four à haute température

[ Vue détaillée des fentes de bateau pour plaquettes en carbure de silicium de haute pureté pour fours à diffusion verticale à haute température ]

• Contrôle du fluage à haute température : 在 1200℃ Dans les fours à diffusion verticale à haute température, les bateaux à quartz traditionnels sont sujets au fluage à haute température (déformation par flexion) en raison du poids propre à long terme et de la charge des plaquettes. Ce produit adopte la recristallisation / Carbure de silicium fritté sans pression, en 1350 ℃ La résistance à la flexion ne diminue pas sous des températures extrêmement élevées, et elle ne se plie pas ou ne se déforme pas lors d'un service à long terme, garantissant ainsi la précision de position absolue des manipulateurs automatisés lors de l'insertion et du retrait automatiques des tranches.

3. Système de transfert de plaquettes et de manipulation automatisée —— Amortissement des vibrations à haute vitesse et haute fréquence

À mesure que la capacité de production des processus avancés augmente, l’accélération des robots manipulant les plaquettes a atteint, voire dépassé 2G , toute légère vibration mécanique provoquera un écaillage de la plaquette ou des rayures à l'arrière.

Produit principal : rigidité spécifique élevée et bras robotique en carbure de silicium de grande taille

[ Schéma du bras manipulateur en céramique pour manipulation sous vide à haute accélération et vide poussé ]

• Rigidité extrêmement élevée et réduction des vibrations à arrêt instantané : Module élastique du carbure de silicium ( ~410 GPa ) est en acier 2 fois, aluminium 6 fois sa rigidité spécifique (module d'élasticité / La densité) se situe à un niveau extrêmement élevé parmi les matériaux d'ingénierie. Le bras robot en carbure de silicium est conçu avec une structure creuse et légère. Le délai de réponse structurelle lors du démarrage et de l'arrêt à grande vitesse est inférieur à celui des pièces métalliques traditionnelles. 85% Ci-dessus, le temps de vibration résiduel à l'extrémité du bras est inférieur à 0.05 secondes. Cela peut complètement résoudre le problème pendant le transport “ égratignure flottante ” Points douloureux, protection 12 pouce ( 300mm ) Remise à grande vitesse et de haute précision de tranches minces de grande taille.
• Stabilité dimensionnelle pour les usinages de grande taille : la longueur dépasse 1000mm Le bras robotique de grande taille a une tolérance de planéité contrôlée à l'intérieur ≤ 0,02 mm À l’intérieur, toute la surface est polie miroir ( Ra≤0,05 μm ), libérant des particules sans aucune friction.

Produit principal : ventouse en céramique poreuse

[ Ventouse poreuse en céramique ]

• Adsorption poreuse uniforme par pression négative : Le diamètre moyen des pores est contrôlé à 10-30μm , la porosité est stable à 35%-45% . Grâce aux micropores sur toute la surface, une pression négative uniforme est obtenue sur toute la surface, évitant ainsi la concentration de contraintes locales et la déformation par dépression locale causées par les ventouses centralisées traditionnelles sur les tranches minces, garantissant ainsi l'inspection et l'inspection des tranches. CMP La surface reste plate au niveau nanométrique pendant le polissage.

Résumé de l'adaptation de divers matériaux

1. Série de pièces structurelles de précision en céramique d'alumine

• Les principaux points essentiels sont : des performances élevées, une pureté élevée, la prévention de la poussière et une isolation universelle solide. • Mots-clés de produit applicables : revêtement en céramique semi-conductrice, anneau isolant anti-corrosion, bague isolante en céramique de haute pureté, bride isolante en céramique.

[ Collection de diverses spécifications de pièces structurelles en céramique d'alumine de haute pureté de qualité semi-conductrice ]

2. céramiques de carbure de silicium réaction

• Principaux points forts : résistance à la gravure plasma, résistance aux températures extrêmement élevées sans fluage, rigidité spécifique élevée et moulage intégré de grande taille. • Mots-clés de produits applicables : SiC Bague de focalisation de gravure, poutre en porte-à-faux en carbure de silicium semi-conducteur, bateau en carbure de silicium à four vertical, CMP Bague de polissage, bras mécanique en céramique haute rigidité.

[ Frittage réactionnel de haute pureté Schéma des pièces en céramique de précision en carbure de silicium ]

3. nitrure d'aluminium陶瓷 Conductivité thermique élevée /HTCC Série cuivrée

• Principaux points essentiels : dissipation thermique ultra-élevée, coefficient de dilatation thermique parfaitement adapté au silicium monocristallin, co-cuisson multicouche ( HTCC ) Technologie des circuits embarqués. • Mots-clés de produits applicables : AIN Base de mandrin électrostatique, élément chauffant laser à semi-conducteur, haute puissance LED/IGBT Substrat de dissipation thermique en céramique, céramique de nitrure d'aluminium métallisé.

[ Substrat céramique en nitrure d'aluminium à haute conductivité thermique]

4. Céramique de nitrure de silicium ultra haute résistance

• Principaux points essentiels : le roi de la céramique, haute ténacité, résistance aux chocs, résistance à l'usure et aucune perte de poudre, équilibre dynamique de rotation à grande vitesse. • Mots-clés de produits applicables :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。

[ Roulements en céramique de nitrure de silicium à haute résistance et pièces résistantes à l'usure pour équipements semi-conducteurs ]