Precisionskeramik, särskilt avancerad strukturkeramik, är oumbärliga material i high-end halvledartillverkning, som genomsyrar hela industrikedjan från spåntillverkning, testning och förpackning. Precisionskeramik som aluminiumoxid, kiselnitrid, aluminiumnitrid och kiselkarbid, som helt uppfyller de stränga kraven för halvledarprocesser för hög renhet, hög värmebeständighet, hög slitstyrka, robust korrosionsbeständighet och överlägsen elektrisk isolering. Inom halvledarutrustning står precisionskeramik för cirka 16 % av det totala värdet, och de används i stor utsträckning vid tillverkning av komponenter till utrustning, inklusive waferpoleringsmaskiner, värmebehandlingsutrustning, litografimaskiner, deponeringsutrustning, etsningsutrustning och jonimplantationsmaskiner.

Ansökningsprocess	Keramiska komponenter
CMP	Polerbord, polerplatta, hanteringsarm
Fotolitografi	Vakuumchuck, waferchuck, arbetsbord, hanteringsarm
Högtemperaturbearbetning (RTP / Epitaxi / Oxidation / Diffusion)	Isolator, bassusceptor, waferbåt, ugnsrör, fribärande paddel
Deposition	Kammarlock, kammarfoder, deponeringsring, elektrostatisk chuck, värmare, galvaniseringsisolator, vakuumbrytningsfilter
Etsa	Kupoltopp, kammarkropp, fokusring, munstycke, elektrostatisk chuck, hanteringsarm
Jonimplantation	Lager, vakuumchuck, elektrostatisk chuck

---

I. Chiptillverkning: Kärnkomponenter

1. Waferbearbetning

A. Elektrostatiska chuckar

Elektrostatiska chuckar är vanligtvis gjorda av hög renhetaluminiumoxidochaluminiumnitridkeramik. Deras huvudsakliga funktion är att adsorbera och fixera halvledarskivor under processer som etsning, kemisk ångavsättning och fysisk ångavsättning. I dessa processer måste elektrostatiska chuckar ha utmärkt total planhet, elektrisk isolering, plasmaerosionsbeständighet och exakt temperaturkontroll genom ett internt värme- och kylsystem.

B. Etsningsprocessens komponenter

Komponenter som keramiska foder, fokusringar och gasfördelningsskivor som används i etsningsreaktionskammare utsätts vanligtvis direkt för hög temperatur och svåra korrosionsetsningsförhållanden. Industrin använder vanligtvis yttriumoxid, aluminiumnitrid och aluminiumoxid för att tillverka dessa komponenter, vilket säkerställer att de har extremt stark korrosionsbeständighet för att förhindra att de kontaminerar skivan. Yttriumoxid uppvisar utmärkt korrosionsbeständighet i halogenplasma (som Cl₂ och CF4), vilket gör den till det föredragna valet för avancerade etsmaskiner. Aluminiumnitridkeramik med hög renhet har utmärkt värmeledningsförmåga, värmebeständighet och isolering, med en värmeutvidgningskoefficient nära den för kisel, och uppvisar utmärkt plasmaresistens, vilket resulterar i jämn värmefördelning, vilket gör det till ett idealiskt val för etsning av komponenter.

C. Kemisk mekanisk polering

Keramiska polerhuvuden som används i kemisk mekanisk polerutrustning är vanligtvis tillverkade av aluminiumnitrid, eftersom aluminiumnitrid har överlägsen hårdhet, slitstyrka och kemisk stabilitet. Dessa materialegenskaper gör det möjligt för keramiska polerhuvuden att fungera stabilt i långvariga kemisk-mekaniska polermiljöer för att bibehålla det konsekventa planhetstrycket på skivans yta.

D. Jonimplantation

Komponenter som används som isolatorer, fixturer och bafflar i strållinjerna i jonimplantationsprocesser kräver hög isolering för att förhindra laddningsackumulering och motstå bombardering av högenergijonstrålar. Aluminiumoxid ochkiselnitridhar tillförlitliga materialegenskaper, vilket gör dem idealiska för tillverkning av komponenter i dessa komponenter.

2. Tunnfilmsavsättning

Precisionskeramik, såsom aluminiumnitrid och aluminiumoxid, kan tillverkas som värmeplattor, susceptorer och kammarfoder i utrustning för kemisk ångavsättning. Deras överlägsna materialegenskaper gör att de kan bibehålla stabil prestanda och förhindra frigöring av oönskade föroreningar under utmanande driftsmiljöer som involverar höga arbetstemperaturer (upp till flera hundra grader Celsius) och korrosiva reaktiva gaser.

3. Värmebehandling (diffusion, oxidation)

Hög renhetkvartsglas(men inte en typisk keramik, den faller under kategorin silikatkeramik) ochkiselkarbidkeramik används vanligtvis vid tillverkning av diffusionsugnsrör och waferbåtar. Kiselkarbid har hög värmeledningsförmåga, mekanisk hållfasthet vid hög temperatur, hög styvhet, låg värmeutvidgningskoefficient, god värmelikformighet, korrosionsbeständighet och slitstyrka. Förutom att den används vid tillverkning av ugnsrör och waferbåtar, kan den även användas vid produktion och bearbetning av XY-plattformar, baser,fokuseringsrings, polera plattor,wafer chuckar, vakuumchuckar,transportarmar, ochfribärande paddlar.

---

II. Chiptestning och förpackning

1. Testa sondkort

Precisionskeramik som aluminiumoxid och aluminiumnitrid används vanligtvis som substrat för sondkort. Dessa keramiska substrat ger utmärkt isolering, planhet och dimensionsstabilitet för att säkerställa att tusentals mikrosonder kan justeras exakt med små kuddar på chipet för elektrisk prestandatestning.

2. Packningssubstrat och hölje

Aluminiumnitrid och berylliumoxid är ofta använda material för tillverkning av förpackningssubstrat och höljen. De erbjuder exceptionell hermeticitet, hög värmeledningsförmåga och en termisk expansionskoefficient som matchar kisel för att effektivt skydda chipet och avleda värme under keramiska förpackningar, såsom CERDIP och CQFP. I kraftmoduler kan aluminiumnitridsubstratet som det isolerande skiktet effektivt leda värmen som genereras av chipet till metallkylfläns samtidigt som det säkerställer elektrisk isolering mellan kretsarna.

---

Precisionskeramik är halvledarindustrins "okända hjältar". Även om de inte direkt utgör chipsets kretsar, är de hörnstenen och väktaren som tillverkningen av banbrytande chips beror på. Precisionskeramik, med sina pålitliga och konsekventa materialegenskaper, stödjer halvledarindustrin att bygga mindre, snabbare och mer robusta enheter.