Aplicación de Componentes Cerámicos Avanzados en Procesos de Fabricación de Semiconductores
Los chips semiconductores, como núcleo de los productos electrónicos, se utilizan ampliamente en varios campos. En los procesos de fabricación de semiconductores, los componentes cerámicos de precisión desempeñan un papel importante en procesos clave como la litografía, el grabado, la deposición, el pulido mecánico químico (CMP), la implantación de iones y la unión de cables. Este artículo proporciona una descripción general de las aplicaciones y ventajas específicas de los componentes cerámicos avanzados en estos procesos.
Aplicaciones en semiconductor mprocesos de fabricación
| Materiales | Aplicaciones |
| Óxido de Aluminio (Al2O3) | >Componentes de cavidad de fabricación de semiconductores. >Platos y plataformas de pulido >soportes para obleas >Bridas aislantes >Efectores finales |
| Carburo de silicio (SiC) | >Plataformas y bases XY >Anillos de enfoque >Placas de pulido >Soportes para obleas >Ventosas de vacío >Efectores finales >tubos de horno >portador en forma de barco >paletas en voladizo |
| Nitruro de Aluminio (AlN) | >Calentadores de chips >abrazaderas electrostáticas |
| Nitruro de silicio (Si3N4) | >Plataformas de equipos de semiconductores >Aspectos |
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La fotolitografía es un proceso fundamental en la fabricación de semiconductores que utiliza fotosensibles
resistir para crear patrones resistentes al grabado en la superficie procesada. Este proceso requiere tecnologías de conducción y control de movimiento altamente eficientes, precisas y estables, lo que plantea grandes exigencias a la precisión dimensional y el rendimiento del material de los componentes estructurales.
Cerámica de carburo de silicio, conocidos por su alto módulo elástico y rigidez, resistencia a la deformación, alta conductividad térmica y bajo coeficiente de expansión térmica, son excelentes materiales estructurales utilizados en equipos clave para la fabricación de circuitos integrados, como etapas de carburo de silicio, rieles guía, espejos, mandriles de cerámica y efectores finales.
<Grabando>
El grabado es un paso crítico en los procesos de fabricación de semiconductores. Durante el proceso de grabado en equipos de grabado con plasma, el proceso
la cámara y los componentes internos están sujetos a corrosión severa por el bombardeo de plasma de alta densidad y alta energía. Esto no solo acorta la vida útil de los componentes, sino que también genera subproductos de reacción volátiles y partículas de impureza dentro de la cámara, lo que afecta la limpieza de la cámara.
Los materiales cerámicos avanzados con buena resistencia a la corrosión se utilizan ampliamente como materiales de grabado resistentes al plasma en equipos de procesamiento de obleas. Los revestimientos de alúmina de alta pureza o las cerámicas de alúmina se utilizan comúnmente como materiales de protección para las cámaras de grabado y los componentes internos. Los componentes cerámicos de precisión utilizados en los equipos de grabado con plasma incluyen ventanas, mirillas, placas de distribución de gas, boquillas, anillos aislantes, placas de cubierta, anillos de enfoque y mandriles electrostáticos.
<Declaración>
La deposición es un proceso de grabado posterior y un proceso central en la fabricación de chips conocido como"depósito de película delgada."Las películas delgadas se utilizan para crear capas conductoras o aislantes, recubrimientos antirreflectantes y paradas de grabado temporales. Se utilizan diferentes materiales para diferentes funciones, lo que requiere procesos y equipos específicos. Los procesos de deposición se pueden clasificar en procesos físicos (PVD) y procesos químicos (CVD).
Al igual que el grabado, los procesos de deposición de película delgada que involucran tecnología de plasma presentan un riesgo de corrosión para la cámara y los componentes. Por lo tanto, las cerámicas avanzadas se utilizan como materiales para consumibles críticos en equipos de deposición, incluidas tapas de cámaras, revestimientos de cámaras, anillos de deposición, mandriles electrostáticos, calentadores, aisladores galvánicos y filtros de interruptores de vacío.
<Pulido Mecánico Químico (CMP)>
CMP es una tecnología crucial en los procesos de fabricación de semiconductores, especialmente para procesos de menos de 0,35 μm, ya que permite la planarización y afecta los rendimientos de los procesos posteriores. CMP combina la fricción mecánica con el grabado químico. El principio de funcionamiento de los equipos CMP conduce a la fricción y la corrosión a largo plazo, lo que provoca el desgaste de los consumibles críticos, como las mesas de pulido, las almohadillas de pulido, los brazos de manipulación y las ventosas de vacío.
La cerámica de alúmina y la cerámica de carburo de silicio poseen propiedades tales como alta densidad, alta dureza, alta resistencia al desgaste, buena resistencia al calor, excelente resistencia mecánica y propiedades de aislamiento a altas temperaturas. Estas propiedades los convierten en materiales ideales para consumibles críticos en equipos CMP.
<Implantación de iones>
La implantación de iones es una técnica de dopaje convencional en la fabricación de semiconductores, que se utiliza para introducir impurezas en regiones activas, sustratos y áreas de puerta para aumentar la conductividad. La implantación de iones implica acelerar los iones generados a partir de una fuente de iones y bombardearlos sobre la superficie de la oblea. Los cojinetes, las ventosas de vacío, los mandriles electrostáticos y otros componentes cerámicos de precisión se utilizan comúnmente en los procesos de implantación de iones.
<Unión de cables>
La unión de cables es un método principal utilizado en el empaquetado de semiconductores para establecer conexiones eléctricas entre chips y sustratos. Las cuchillas de cerámica son herramientas esenciales en el wi
proceso de unión. Debido al alto volumen de unión de alambre en una máquina de unión de alambre completamente cargada, las cuchillas de cerámica se consumen a un ritmo significativo. Actualmente, la alúmina es el material principal que se utiliza para las hojas de cerámica, y algunos fabricantes agregan zirconio para lograr una microestructura más uniforme y densa, aumentando la densidad a 4,3 g/cm³ y reduciendo la frecuencia de desgaste y reemplazo de las puntas de las hojas durante la unión del alambre.
Además de las aplicaciones mencionadas, los componentes cerámicos de precisión también se utilizan en equipos de semiconductores para procesos como oxidación, difusión y recocido en dispositivos de tratamiento térmico de obleas. En resumen, la aplicación de cerámica de precisión en equipos de semiconductores va más allá de nuestra imaginación, con numerosas funciones críticas en varios procesos.
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