Siliziumkarbidkeramik: Präzisionskomponenten, die für Halbleiterprozesse unerlässlich sind (Teil 1)
Siliziumkarbid (SiC) verfügt als leistungsstarker Strukturkeramikwerkstoff über Eigenschaften wie hohe Dichte, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Biegefestigkeit, großen Elastizitätsmodul, starke Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit. Es ist weniger anfällig für Verformungen aufgrund von Biegespannung oder thermischer Belastung und eignet sich daher für raue korrosive Umgebungen und Umgebungen mit extrem hohen Temperaturen, die bei Halbleiterprozessen wie Waferepitaxie, Ätzen und anderen auftreten. Infolgedessen hat es weit verbreitete Anwendungen in Prozessen wie Schleifen und Polieren, thermischen Behandlungen wie Epitaxie/Oxidation/Diffusion, Lithographie, Abscheidung, Ätzen und Ionenimplantation in der Halbleiterfertigung gefunden.
Schleifvorgang
• Siliziumkarbid-Schleifscheibenkörner
SiC-Schleifscheibe zum Waferschleifen Nach dem Schneiden von Barren in Wafer treten häufig scharfe Kanten, Grate, Risse oder andere Defekte auf. Um die nachteiligen Auswirkungen auf die Waferfestigkeit, die Oberflächengüte und die Kontamination durch Partikel in nachfolgenden Prozessen zu vermeiden, müssen die Wafer geschliffen werden, um die Dicke zu verringern, die Ebenheit der Waferoberfläche zu verbessern und durch Drahtschneiden verursachte Oberflächenschäden zu beseitigen. Die derzeit gebräuchlichste Methode ist das doppelseitige Schleifen mit Schleifscheiben, wobei versucht wird, die Schleifqualität durch die Optimierung von Schleifparametern wie Scheibenmaterial, Schleifdruck und Drehzahl zu verbessern.
Das Prinzip des doppelseitigen Schleifens
Traditionell wurden Schleifscheiben überwiegend aus Gusseisen oder Kohlenstoffstahl hergestellt und zeichneten sich durch kurze Lebensdauer und hohe Wärmeausdehnungskoeffizienten aus. Mit der Entwicklung verschleißfester SiC-Keramikmaterialien und Sinterverfahren haben SiC-Schleifscheiben aufgrund ihrer hohen Härte, ihres geringen Verschleißes und der ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Siliziumwafer nach und nach die Schleifscheiben aus Gusseisen und Kohlenstoffstahl ersetzt, was erhebliche Vorteile bietet. insbesondere bei Hochgeschwindigkeits-Schleif- und Polierprozessen.
Siliziumkarbid-Schleifscheibe
Wärmebehandlung und andere Prozesse
• Vorrichtungen und Komponenten aus Siliziumkarbid in Reaktionskammern
SiC-Befestigungen und -Komponenten in Reaktionskammern. Die Waferherstellung umfasst verschiedene thermische Prozesse wie Oxidation, Diffusion, Glühen und Legieren, die SiC-Keramikprodukte für den Wafertransport zwischen Prozessen und Komponenten in thermischen Verarbeitungsanlagen erfordern.
Keramikarme
Bei der Herstellung von Halbleiterwafern ist eine Hochtemperatur-Wärmebehandlung erforderlich, wobei häufig mechanische Arme zum Transportieren, Handhaben und Positionieren von Halbleiterwafern eingesetzt werden. Diese Arme müssen über eine hohe mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, hohe Härte und Isolierung verfügen, da sie in sauberen, schnellen und oft korrosiven Umgebungen wie Vakuum, hohen Temperaturen und reaktiven Gasen betrieben werden . Im Vergleich zu Aluminiumoxid erfüllen SiC-Keramikarme diese Anforderungen besser, aber ihre hohen Kosten und Verarbeitungsschwierigkeiten haben ihre Anwendungen etwas eingeschränkt.
Komponenten in Reaktionskammern
Zu den Halbleitergeräten für die thermische Verarbeitung gehören Oxidationsöfen (horizontal und vertikal) und Rapid Thermal Processing (RTP)-Geräte. Aufgrund der hohen Betriebstemperaturen erfordern Komponenten in Reaktionskammern eine hohe Leistung. Hochreine gesinterte SiC-Komponenten, einschließlich vertikaler Boote, Sockel, Auskleidungsrohre, Innenrohre und Prallplatten, sind für thermische Verarbeitungsgeräte mit integrierten Schaltkreisen unverzichtbar.
Komponenten in Reaktionskammern
Fortsetzung folgt....
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