Application de composants céramiques avancés dans les processus de fabrication de semi-conducteurs
Les puces semi-conductrices, au cœur des produits électroniques, sont largement utilisées dans divers domaines. Dans les processus de fabrication de semi-conducteurs, les composants céramiques de précision jouent un rôle important dans des processus clés tels que la lithographie, la gravure, le dépôt, le polissage mécano-chimique (CMP), l'implantation ionique et le câblage. Cet article donne un aperçu des applications spécifiques et des avantages des composants céramiques avancés dans ces processus.
Applications en semi-conducteur mprocédés de fabrication
| Matériaux | Applications |
| Oxyde d'aluminium (Al2O3) | >Composants de cavité de fabrication de semi-conducteurs >Plaques et plates-formes de polissage >porte-plaquettes >Brides isolantes >Effecteurs terminaux |
| Carbure de silicium (SiC) | >Plates-formes et bases XY >Bagues de mise au point >Plaques de polissage >Porte-wafers >Ventouses sous vide >Effecteurs terminaux >tubes de four >transporteur en forme de bateau >pagaies en porte-à-faux |
| Nitrure d'aluminium (AlN) | >Réchauffeurs de copeaux >pinces électrostatiques |
| Nitrure de silicium (Si3N4) | >Plates-formes d'équipements semi-conducteurs >Roulements |
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La photolithographie est un processus fondamental dans la fabrication de semi-conducteurs qui utilise des
resist pour créer des motifs résistants à la gravure sur la surface traitée. Ce processus nécessite des technologies de commande de mouvement et d'entraînement hautement efficaces, précises et stables, ce qui impose des exigences élevées en matière de précision dimensionnelle et de performances matérielles des composants structurels.
Céramique au carbure de silicium, connus pour leur module élastique et leur rigidité élevés, leur résistance à la déformation, leur conductivité thermique élevée et leur faible coefficient de dilatation thermique, sont d'excellents matériaux de structure utilisés dans les équipements clés pour la fabrication de circuits intégrés, tels que les platines en carbure de silicium, les rails de guidage, les miroirs, les mandrins en céramique , et les effecteurs terminaux.
<Gravure>
La gravure est une étape critique dans les processus de fabrication des semi-conducteurs. Au cours du processus de gravure dans un équipement de gravure au plasma, le processus
la chambre et les composants internes sont soumis à une forte corrosion due au bombardement au plasma à haute densité et à haute énergie. Cela raccourcit non seulement la durée de vie des composants, mais génère également des sous-produits de réaction volatils et des particules d'impuretés à l'intérieur de la chambre, affectant la propreté de la chambre.
Les matériaux céramiques avancés avec une bonne résistance à la corrosion sont largement utilisés comme matériaux de gravure résistants au plasma dans les équipements de traitement de plaquettes. Les revêtements d'alumine de haute pureté ou les céramiques d'alumine sont couramment utilisés comme matériaux de protection pour les chambres de gravure et les composants internes. Les composants céramiques de précision utilisés dans les équipements de gravure au plasma comprennent les fenêtres, les hublots, les plaques de distribution de gaz, les buses, les bagues isolantes, les plaques de couverture, les bagues de mise au point et les mandrins électrostatiques.
<Déposition>
Le dépôt est un processus de post-gravure et un processus de base dans la fabrication de puces connu sous le nom de"dépôt de couches minces."Les films minces sont utilisés pour créer des couches conductrices ou isolantes, des revêtements antireflet et des arrêts de gravure temporaires. Différents matériaux sont utilisés pour différentes fonctions, nécessitant des processus et des équipements spécifiques. Les processus de dépôt peuvent être classés en processus physiques (PVD) et en processus chimiques (CVD).
Semblables à la gravure, les procédés de dépôt de couches minces impliquant la technologie plasma présentent un risque de corrosion pour la chambre et les composants. Par conséquent, les céramiques avancées sont utilisées comme matériaux pour les consommables critiques dans les équipements de dépôt, notamment les couvercles de chambre, les revêtements de chambre, les anneaux de dépôt, les mandrins électrostatiques, les éléments chauffants, les isolateurs de galvanoplastie et les filtres brise-vide.
<Polissage mécano-chimique (CMP)>
Le CMP est une technologie cruciale dans les processus de fabrication de semi-conducteurs, en particulier pour les processus inférieurs à 0,35 μm, car il permet la planarisation et affecte les rendements des processus ultérieurs. Le CMP combine le frottement mécanique avec la gravure chimique. Le principe de fonctionnement des équipements CMP entraîne une friction et une corrosion à long terme, provoquant l'usure des consommables critiques tels que les tables de polissage, les tampons de polissage, les bras de manutention et les ventouses à vide.
Les céramiques d'alumine et les céramiques de carbure de silicium possèdent des propriétés telles qu'une densité élevée, une dureté élevée, une résistance élevée à l'usure, une bonne résistance à la chaleur, une excellente résistance mécanique et des propriétés d'isolation à haute température. Ces propriétés en font des matériaux idéaux pour les consommables critiques dans les équipements CMP.
<Implantation ionique>
L'implantation ionique est une technique de dopage courante dans la fabrication de semi-conducteurs, utilisée pour introduire des impuretés dans les régions actives, les substrats et les zones de grille afin d'augmenter la conductivité. L'implantation ionique consiste à accélérer les ions générés à partir d'une source d'ions et à les bombarder sur la surface de la tranche. Les roulements, les ventouses à vide, les mandrins électrostatiques et d'autres composants de précision en céramique sont couramment utilisés dans les processus d'implantation ionique.
<Liaison par fil>
La liaison par fil est une méthode principale utilisée dans le conditionnement des semi-conducteurs pour établir des connexions électriques entre les puces et les substrats. Les lames en céramique sont des outils essentiels dans le wi
processus de recollage. En raison du volume élevé de liaison par fil dans une machine de liaison par fil entièrement chargée, les lames en céramique sont consommées à un rythme important. Actuellement, l'alumine est le matériau principal utilisé pour les lames en céramique, et certains fabricants ajoutent de la zircone pour obtenir une microstructure plus uniforme et plus dense, augmentant la densité à 4,3 g/cm³ et réduisant la fréquence d'usure et de remplacement des pointes des lames lors du soudage par fil.
En plus des applications mentionnées, les composants céramiques de précision sont également utilisés dans les équipements semi-conducteurs pour des processus tels que l'oxydation, la diffusion et le recuit dans les dispositifs de traitement thermique des tranches. En résumé, l'application de la céramique de précision dans les équipements semi-conducteurs dépasse notre imagination, avec de nombreux rôles critiques dans divers processus.
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