Céramiques de carbure de silicium : composants de précision essentiels pour les processus de semi-conducteurs (partie 1)
Le carbure de silicium (SiC), en tant que matériau céramique structurel haute performance, possède des caractéristiques telles qu'une densité élevée, une conductivité thermique élevée, une résistance à la flexion élevée, un module élastique élevé, une forte résistance à la corrosion et une résistance aux températures élevées. Il est moins sujet à la déformation due aux contraintes de flexion ou aux contraintes thermiques, ce qui le rend adapté aux environnements corrosifs et à ultra-haute température rencontrés dans les processus de semi-conducteurs tels que l'épitaxie de tranches, la gravure et au-delà. Par conséquent, il a trouvé de nombreuses applications dans des processus tels que le meulage et le polissage, les traitements thermiques comme l'épitaxie/oxydation/diffusion, la lithographie, le dépôt, la gravure et l'implantation ionique dans la fabrication de semi-conducteurs.
Processus de broyage
• Grains de meule en carbure de silicium
Meule SiC pour le meulage de plaquettes Après avoir coupé des lingots en plaquettes, des arêtes vives, des bavures, des fissures ou d'autres défauts apparaissent souvent. Pour éviter les effets néfastes sur la résistance des tranches, la finition de surface et la contamination par les particules lors des processus ultérieurs, les tranches doivent être meulées pour réduire l'épaisseur, améliorer la planéité de la surface des tranches et éliminer les dommages de surface causés par la coupe du fil. Actuellement, la méthode la plus courante est la rectification double face à l'aide de meules, avec des efforts visant à améliorer la qualité de rectification en optimisant les paramètres de rectification tels que le matériau de la meule, la pression de rectification et la vitesse de rotation.
Le principe du meulage double face
Traditionnellement, les meules étaient majoritairement en fonte ou en acier au carbone, caractérisées par des durées de vie courtes et des coefficients de dilatation thermique importants. Cependant, avec le développement de matériaux céramiques SiC résistants à l'usure et de procédés de frittage, les meules SiC ont progressivement remplacé celles en fonte et en acier au carbone en raison de leur dureté élevée, de leur faible usure et de leurs coefficients de dilatation thermique similaires à ceux des plaquettes de silicium, offrant des avantages significatifs. en particulier dans les processus de meulage et de polissage à grande vitesse.
Meule en carbure de silicium
Traitement thermique et autres procédés
• Montages et composants en carbure de silicium à l'intérieur des chambres de réaction
Montages et composants SiC dans les chambres de réaction La fabrication de plaquettes implique divers processus thermiques tels que l'oxydation, la diffusion, le recuit et l'alliage, qui nécessitent des produits céramiques SiC pour le transport des plaquettes entre les processus et les composants au sein de l'équipement de traitement thermique.
Bras en céramique
Dans la production de plaquettes semi-conductrices, un traitement thermique à haute température est nécessaire, utilisant souvent des bras mécaniques pour le transport, la manipulation et le positionnement des plaquettes semi-conductrices. Ces bras doivent posséder une résistance mécanique élevée, une résistance à la corrosion, une résistance aux températures élevées, une résistance à l'usure, une dureté élevée et une isolation, car ils fonctionnent dans des environnements propres, à grande vitesse et souvent corrosifs tels que le vide, les températures élevées et les gaz réactifs. . Comparés à l'alumine, les bras en céramique SiC répondent mieux à ces exigences, mais leur coût élevé et leurs difficultés de mise en œuvre ont quelque peu limité leurs applications.
Composants dans les chambres de réaction
Les équipements de semi-conducteurs pour le traitement thermique comprennent les fours d'oxydation (horizontaux et verticaux) et les équipements de traitement thermique rapide (RTP). En raison des températures de fonctionnement élevées, les composants à l’intérieur des chambres de réaction nécessitent des performances élevées. Les composants SiC frittés de haute pureté, notamment les bateaux verticaux, les socles, les tubes de revêtement, les chambres à air et les déflecteurs, sont indispensables pour les équipements de traitement thermique des circuits intégrés.
Composants à l'intérieur des chambres de réaction
À suivre....
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