Kiểm kê các thông số kỹ thuật lựa chọn kiểm soát nội bộ cho các thành phần gốm chính xác được sử dụng trong thiết bị bán dẫn

Gốm sứ chính xác ( Gốm sứ cao cấp ) đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình sản xuất chất bán dẫn (từ sản xuất wafer đến liên kết wafer, đóng gói và thử nghiệm) vì khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn, độ cứng cao, độ dẫn nhiệt cao và cách nhiệt tuyệt vời. Khi quá trình sản xuất mạch tích hợp toàn cầu tiến tới 3nm 、 2nm Với sự phát triển của các quy trình tiên tiến hơn, điều kiện làm việc khắc nghiệt bên trong thiết bị đã đặt ra những thách thức cực độ đối với độ tinh khiết của vật liệu, độ chính xác xử lý và tuổi thọ kháng plasma của các thành phần gốm chính. Bài viết này nhằm giải quyết vấn đề tài liệu kỹ thuật nội bộ của doanh nghiệp “ Các thông số trống và thiếu tương ứng với ứng dụng của máy ” vấn đề và thiết lập các tiêu chuẩn kiểm soát nội bộ về công nghệ cốt lõi cho tất cả các loại gốm sứ chính xác.

Gốm sứ chính xác bán dẫn “ Bốn vật liệu cốt lõi ”

Tiêu chuẩn hiệu suất và kiểm soát cho các thành phần chính của thiết bị cốt lõi

1. Thiết bị khắc —— Hệ thống tiêu hao cốt lõi

Trong quá trình khắc mặt trước của mạch tích hợp, liệu ICP (plasma kết hợp cảm ứng) hoặc ĐCSTQ (Plasma ghép điện dung), các bộ phận bên trong của khoang tiếp xúc với các gốc flo cực kỳ hoạt động (chẳng hạn như SF6 、 CF4 ) hoặc plasma gốc clo. Các vật liệu truyền thống dễ bị sứt mẻ do xói mòn ranh giới hạt, dẫn đến ô nhiễm hạt nghiêm trọng trong tấm bán dẫn.

Sản phẩm cốt lõi: Vòng tập trung cacbua silic có độ tinh khiết cao

[ Cacbua silic cho máy khắc SiC Hình ảnh thực tế sản phẩm vòng Focus ]

• Khả năng chống xói mòn plasma cực cao: Sản phẩm này sử dụng cacbua silic có độ tinh khiết cao thiêu kết không áp suất, với tổng hàm lượng tạp chất kim loại 5 trang/phút . Cấu trúc hạt tích hợp mật độ cao độc đáo của nó có tốc độ ăn mòn hóa học thấp hơn so với silica nung chảy dưới sự bắn phá plasma mạnh bằng flo. 8-10 lần. Điều này đảm bảo rằng vòng lấy nét liên tục 200 Trong chu trình khắc wafer, tốc độ biến dạng bước cạnh nhỏ hơn 0,05% , giúp cải thiện đáng kể tính đồng nhất của việc khắc cạnh wafer và cải thiện tỷ lệ sử dụng máy tổng thể ( thúc đẩy 15% ở trên.
• Kiểm soát doping điện trở suất chính xác: Thông qua công nghệ kiểm soát độ dẫn ranh giới hạt tiên tiến, điện trở suất được kiểm soát ổn định trong phạm vi cụ thể mà khách hàng yêu cầu ( 1-10Ω·cm ), ở mức hàng trăm watt RF tần số cao ( RF ), đảm bảo điện trường plasma xuyên qua theo chiều dọc và đồng đều vào cạnh tấm bán dẫn, loại bỏ hiệu ứng ăn mòn cạnh.

Sản phẩm cốt lõi: Đầu phun nước alumina có độ tinh khiết cao

[ Bản vẽ chi tiết quá trình xử lý lỗ siêu nhỏ của đầu phun nước bằng gốm alumina có độ tinh khiết cao ]

• Xử lý trường dòng vi lỗ siêu chính xác: đường kính 300-450mm Trên đĩa, thông qua siêu âm và độ chính xác năm trục CNC Xử lý liên kết, sắp xếp vượt quá 5000 đường kính là 0,3mm-0,5mm của các vi lỗ chân lông. Yêu cầu dung sai nhất quán đường kính lỗ đầy đủ ≤ ± 0,01mm , độ nhám của tường bên trong đạt tới Ra 0,2μm , loại bỏ hoàn toàn gờ. Đảm bảo rằng khí xử lý (ví dụ: Ar, O2, N2 ) được phun lên bề mặt wafer ở trạng thái dòng chảy tầng hoàn toàn.
• Biện pháp đối phó với các sai sót trong kiểm soát nội bộ của doanh nghiệp: [Bảo vệ chống nứt ranh giới hạt và ô nhiễm hạt] Do các bộ phận alumina truyền thống dễ bị nứt vi mô do giải phóng ứng suất nhiệt ở các cạnh của vi lỗ, sản phẩm này phải vượt qua bài kiểm tra trước khi rời khỏi nhà máy. 100% Phát hiện máy đo ứng suất phân cực, tẩy và đánh bóng hóa học không phá hủy trên bề mặt để loại bỏ ứng suất dư gia công và đảm bảo 3000 Giờ: Không xảy ra sự phân tách hoặc sứt mẻ cục bộ trong quá trình khắc liên tục.

2. Thiết bị lắng đọng màng mỏng ( CVD/PVD máy) —— Môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao

lắng đọng hơi hóa học ( CVD ) và lắng đọng lớp nguyên tử ( ALD ) quá trình đòi hỏi phải làm nóng khí tiền chất để phản ứng và nhiệt độ môi trường luôn 400oC -1000oC giữa. Tấm wafer phải phẳng tuyệt đối và cố định với khả năng phân phối nhiệt nhanh và đều.

Sản phẩm cốt lõi: Mâm cặp tĩnh điện chính xác bằng nhôm nitride

[ nhôm nitrat AlN Sự xuất hiện của mâm cặp tĩnh điện bán dẫn và lò sưởi ]

• Tỷ lệ dẫn nhiệt và kết hợp nhiệt cuối cùng: nhôm nitrat（ AlN ) có độ dẫn nhiệt lên tới 180-220 W/(m·K) , hệ số giãn nở nhiệt của nó ( 4,5×10^-6/K ) trong 25oC -800oC Trong phạm vi nhiệt độ đầy đủ và wafer silicon đơn tinh thể ( 4,2×10^-6/K ) để đạt được sự kết hợp hoàn hảo. Trong quá trình gia nhiệt nhanh chóng ở công suất cao, nó giúp tiêu tan ứng suất nhiệt một cách hiệu quả và ngăn ngừa sự trượt nhiệt của tấm wafer silicon ( Trượt ) biến dạng lệch hoặc cong vênh, do đó sự không đồng đều của trường nhiệt độ trên bề mặt wafer được kiểm soát chặt chẽ trong ≤ ± 0,5oC 。
• Đúc tích hợp cách nhiệt nhiệt độ cao và điện áp cao: Sử dụng gốm đồng nung nhiều lớp ( HTCC ), công nghệ sử dụng vonfram có điểm nóng chảy cao / Các mẫu điện cực nóng Molypden và điện cực hấp phụ tĩnh điện được in trực tiếp và nhúng vào AlN bên trong ma trận. ngay cả trong 600oC Ở nhiệt độ cao, điện trở suất duy trì ở mức ≥10^11Ω·cm , điện áp đánh thủng cách điện ≥ 15 kV/mm , hoàn toàn thích ứng với lực Coulomb và JR Hiệu ứng hấp phụ kép đặc điểm kỹ thuật.

Sản phẩm cốt lõi: Chất mang wafer cacbua silic có độ tinh khiết cao cho ống lò nhiệt độ cao

[ Cái nhìn chi tiết về các khe thuyền wafer silicon cacbua có độ tinh khiết cao cho lò khuếch tán dọc nhiệt độ cao ]

• Kiểm soát leo ở nhiệt độ cao: 在 1200oC Trong lò khuếch tán thẳng đứng ở nhiệt độ cao, thuyền thạch anh truyền thống dễ bị biến dạng ở nhiệt độ cao (biến dạng uốn) do tải trọng bản thân và tải wafer trong thời gian dài. Sản phẩm này thông qua kết tinh lại / Cacbua silic thiêu kết không áp suất, trong 1350oC Độ bền uốn không giảm ở nhiệt độ cực cao và không bị uốn cong hoặc cong vênh khi sử dụng lâu dài, đảm bảo độ chính xác tuyệt đối về vị trí của bộ điều khiển tự động khi tự động lắp và tháo tấm bán dẫn.

3. Hệ thống chuyển wafer và xử lý tự động —— Giảm chấn rung tốc độ cao và tần số cao

Khi năng lực sản xuất của các quy trình tiên tiến tăng lên, khả năng tăng tốc của robot xử lý các tấm bán dẫn đã đạt hoặc thậm chí vượt quá 2G , bất kỳ rung động cơ học nhẹ nào cũng sẽ gây ra hiện tượng sứt mẻ tấm bán dẫn hoặc trầy xước mặt sau.

Sản phẩm cốt lõi: độ cứng riêng cao và cánh tay robot cacbua silic kích thước lớn

[ Sơ đồ cánh tay thao tác gốm xử lý chân không gia tốc cao chân không cao ]

• Độ cứng cực cao và giảm rung ngay lập tức: Mô đun đàn hồi cacbua silic ( ~410 GPa ) được làm bằng thép 2 lần, nhôm 6 lần độ cứng riêng của nó (mô đun đàn hồi / Mật độ) ở mức cực kỳ cao trong số các vật liệu kỹ thuật. Cánh tay robot cacbua silic được thiết kế với cấu trúc rỗng và nhẹ. Độ trễ phản hồi cấu trúc khi khởi động và dừng tốc độ cao thấp hơn so với các bộ phận kim loại truyền thống. 85% Ở trên, thời gian rung còn lại ở cuối cánh tay nhỏ hơn 0.05 giây. Điều này hoàn toàn có thể giải quyết được vấn đề trong quá trình vận chuyển “ rung đầu ” Điểm đau, bảo vệ 12 inch ( 300mm ) Chuyển giao các tấm wafer mỏng kích thước lớn với tốc độ cao và độ chính xác cao.
• Độ ổn định kích thước để xử lý kích thước lớn: chiều dài vượt quá 1000mm Cánh tay robot kích thước lớn có khả năng chịu đựng độ phẳng được kiểm soát bên trong ≤ 0,02mm Bên trong, toàn bộ bề mặt được đánh bóng như gương ( Ra 0,05μm ), giải phóng các hạt mà không có bất kỳ ma sát nào.

Sản phẩm cốt lõi: cốc chân không bằng gốm xốp

[ Cốc chân không bằng gốm xốp ]

• Hấp phụ áp suất âm xốp đồng đều: Đường kính lỗ trung bình được kiểm soát ở 10-30μm , độ xốp ổn định ở 35%-45% . Thông qua các lỗ nhỏ trên khắp bề mặt, áp suất âm đồng đều đạt được trên toàn bộ bề mặt, tránh sự tập trung ứng suất cục bộ và biến dạng trầm cảm cục bộ do các giác hút tập trung truyền thống trên các tấm bán dẫn mỏng gây ra, đảm bảo kiểm tra tấm bán dẫn và CMP Bề mặt vẫn phẳng ở mức nanomet trong quá trình đánh bóng.

Tóm tắt sự thích ứng của các vật liệu khác nhau

1. Dòng sản phẩm kết cấu chính xác bằng gốm Alumina

• Các điểm cốt lõi chính là: hiệu suất chi phí cao, độ tinh khiết cao, chống bụi và cách nhiệt phổ quát mạnh mẽ. • Từ khóa sản phẩm áp dụng: lớp lót gốm bán dẫn, vòng cách điện chống ăn mòn, ống lót cách điện bằng gốm có độ tinh khiết cao, mặt bích cách điện bằng gốm.

[ Bộ sưu tập các thông số kỹ thuật khác nhau của các bộ phận kết cấu gốm alumina có độ tinh khiết cao cấp bán dẫn ]

2. gốm sứ cacbua silic phản ứng

• Điểm cốt lõi chính: khả năng chống ăn mòn plasma, khả năng chịu nhiệt độ cực cao mà không bị rão, độ cứng riêng cao và khuôn đúc tích hợp kích thước lớn. • Từ khóa sản phẩm áp dụng: SiC Vòng lấy nét khắc, chùm đúc hẫng cacbua silic bán dẫn, thuyền cacbua silic lò đứng, CMP Vòng đánh bóng, cánh tay cơ khí bằng gốm có độ cứng cao.

[ Thiêu kết phản ứng có độ tinh khiết cao Sơ đồ bộ phận gốm chính xác cacbua silic ]

3. nhôm nitrat陶瓷 Độ dẫn nhiệt cao /HCC Dòng mạ đồng

• Điểm cốt lõi: tản nhiệt cực cao, hệ số giãn nở nhiệt hoàn toàn phù hợp với silicon đơn tinh thể, đồng đốt nhiều lớp ( HTCC ) Công nghệ mạch nhúng. • Từ khóa sản phẩm áp dụng: AlN Đế mâm cặp tĩnh điện, bộ phận làm nóng bằng laser bán dẫn, công suất cao LED/IGBT Chất nền tản nhiệt bằng gốm, gốm nhôm nitrit kim loại.

[ Chất nền gốm nhôm nitrit dẫn nhiệt cao]

4. Gốm silicon nitride có độ bền cực cao

• Điểm cốt lõi chính: vua gốm sứ, độ bền gãy cao, chống va đập, chống mài mòn và không mất bột, cân bằng động quay tốc độ cao. • Từ khóa sản phẩm áp dụng: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。

[ Vòng bi gốm silicon nitride cường độ cao và các bộ phận chống mài mòn cho thiết bị bán dẫn ]