Yarıiletken Ekipmanlarında Kullanılan Gelişmiş Seramiklere Kapsamlı Genel Bakış

Hassas seramik bileşenler, fotolitografi, dağlama, ince film biriktirme, iyon implantasyonu ve CMP gibi temel yarı iletken üretim süreçleri için temel ekipmanlarda önemli unsurlardır. Bu parçalar—rulmanlar, kılavuz raylar, hazne astarları, elektrostatik aynalar ve robotik kollar dahil—özellikle destek, koruma ve akış kontrolü gibi işlevler gördükleri işlem haznelerinde kritiktir.

Bu makale, hassas seramiklerin başlıca yarı iletken üretim ekipmanlarında nasıl uygulandığına dair sistematik bir genel bakış sunmaktadır.

Ön Uç Süreçleri: Yonga Üretim Ekipmanlarında Hassas Seramikler

1. Fotolitografi Ekipmanı

Gelişmiş fotolitografi sistemlerinde yüksek işlem doğruluğunu sağlamak için mükemmel çok işlevlilik, yapısal kararlılık, termal direnç ve boyutsal hassasiyete sahip çok çeşitli seramik bileşenler kullanılmaktadır. Bunlar arasında elektrostatik aynalar, vakum aynaları, bloklar, su soğutmalı manyetik tabanlar, reflektörler, kılavuz raylar, tablalar ve maske tutucular bulunur.

Temel seramik bileşenler: Elektrostatik ayna, hareket tablası

 

Ana malzemeler:Elektrostatik aynalar: Alümina (Al₂O₃), Silisyum Nitrür (Si₃N₄), Hareket tablaları: Kordiyerit seramikleri, Silisyum Karbür (SiC)

 

Teknik zorluklar: Karmaşık yapı tasarımı, ham madde kontrolü ve sinterleme, sıcaklık yönetimi ve ultra hassas işleme.

Fotolitografi hareket tablalarının malzeme sistemi, yüksek doğruluk ve tarama hızına ulaşmak için çok önemlidir. Malzemeler, yüksek hızlı hareketlere minimum bozulma ile dayanmak için yüksek özgül sertliğe ve düşük termal genleşmeye sahip olmalıdır—böylece verimi artırır ve hassasiyeti korur.

2. Dağlama Ekipmanı

Dağlama, devre desenlerini maskeden yongaya aktarmak için kritiktir. Dağlama araçlarında kullanılan temel seramik bileşenler arasında hazne, gözetleme penceresi, gaz dağıtım plakası, nozullar, izolatör halkaları, kapak plakaları, odak halkaları ve elektrostatik aynalar bulunur.

Temel seramik bileşenler: Elektrostatik ayna, odak halkası, gaz dağıtım plakası

 

Ana seramik malzemeler: Kuvars, SiC, AlN, Al₂O₃, Si₃N₄, Y₂O₃

 

• Dağlama Haznesi:

Küçülen cihaz geometrileri ile daha sıkı kontaminasyon kontrolleri gereklidir. Parçacık ve metal iyonu kontaminasyonunu önlemek için metallere göre seramikler tercih edilir.

• Malzeme gereksinimleri:

Yüksek saflık, minimum metal kontaminasyonu

Kimyasal olarak inert, özellikle halojen bazlı dağlama gazlarına karşı

Yüksek yoğunluk, minimum gözeneklilik

İnce taneli, düşük tanecik sınırı içeriği

İyi mekanik işlenebilirlik

Gerekirse belirli elektriksel veya termal özellikler

• Gaz Dağıtım Plakası:

Yüzlerce veya binlerce hassas delinmiş mikro delik içeren bu plakalar, işlem gazlarını eşit olarak dağıtarak tutarlı bir biriktirme/dağlama sağlar.

• Zorluklar:

Delik çapı homojenliği ve çapak içermeyen iç duvarlar için talepler son derece yüksektir. En ufak sapmalar bile film kalınlığı varyasyonuna ve verim kaybına neden olabilir.

• Ana malzemeler: CVD SiC, Alümina, Silisyum Nitrür

• Odak Halkası:

Plazma homojenliğini dengelemek ve silisyum yongasının iletkenliğine uymak için tasarlanmıştır. Geleneksel iletken silisyuma (flor plazması ile reaksiyona girerek uçucu SiF₄ oluşturur) kıyasla, SiC benzer iletkenlik ve üstün plazma direnci sunarak daha uzun ömür sağlar.

• Malzeme: Silisyum Karbür (SiC)

​

3. İnce Film Biriktirme Ekipmanı (CVD / PVD)

CVD ve PVD sistemlerinde, temel seramik parçalar arasında elektrostatik aynalar, gaz dağıtım plakaları, ısıtıcılar ve hazne astarları bulunur.

Temel seramik bileşenler: Elektrostatik ayna, seramik ısıtıcı

 

Ana malzemeler: Isıtıcılar: Alüminyum Nitrür (AlN), Alümina (Al₂O₃)

• Seramik Isıtıcı:

İşlem haznesinin içinde, doğrudan yonga ile temas halinde bulunan kritik bir bileşendir. Yongayı destekler ve yüzeyi boyunca homojen, kararlı işlem sıcaklıkları sağlar.

​

Arka Uç Süreçleri: Paketleme ve Test Ekipmanlarında Hassas Seramikler

1. CMP (Kimyasal Mekanik Planlama)

CMP ekipmanı, yüksek hassasiyetli yüzey planlaması için seramik parlatma plakaları, taşıma kolları, hizalama platformları ve vakum aynaları kullanır.

2. Yonga Dilimleme ve Paketleme Ekipmanı

Temel seramik bileşenler:

• Dilimleme Bıçakları: Elmas-seramik kompozitler, kesme hızı ~300 mm/s, kenar yontulması <1 μm
• Termokompresyon Bağlantı Kafaları: 220 W/m·K termal iletkenliğe sahip AlN seramikleri; sıcaklık homojenliği ±2°C
• LTCC Alt Tabakaları: 10 μm'ye kadar hat genişliği doğruluğu; 5G mmWave iletimini destekler
• Seramik Kılcal Araçlar: Tel bağlamada kullanılır, genellikle Al₂O₃ veya zirkonya takviyeli alüminadan yapılır

 

3. Prob İstasyonları

Temel seramik bileşenler:

• Ara Katman Alt Tabakaları: Berilyum Oksit (BeO), Alüminyum Nitrür (AlN)
• Yüksek Frekanslı Test Fikstürleri: Kararlı RF performansı için AlN seramikleri

 

Ürünlerimiz