Ceramika precyzyjna, zwłaszcza zaawansowana ceramika strukturalna, to materiały niezbędne w produkcji wysokiej klasy półprzewodników, przenikające cały łańcuch przemysłowy, od produkcji chipów, testowania i pakowania. Precyzyjna ceramika, taka jak tlenek glinu, azotek krzemu, azotek glinu i węglik krzemu, które w pełni spełniają rygorystyczne wymagania procesów półprzewodnikowych w zakresie wysokiej czystości, wysokiej odporności na ciepło, wysokiej odporności na zużycie, solidnej odporności na korozję i doskonałej izolacji elektrycznej. W sprzęcie półprzewodnikowym ceramika precyzyjna stanowi około 16% całkowitej wartości i znajduje szerokie zastosowanie w produkcji elementów sprzętu, w tym maszyn do polerowania płytek, sprzętu do obróbki cieplnej, maszyn litograficznych, sprzętu do osadzania, sprzętu do trawienia i maszyn do implantacji jonów.

Proces aplikacyjny	Komponenty ceramiczne
CMP	Stół polerski, płyta polerska, ramię manipulacyjne
Fotolitografia	Uchwyt próżniowy, uchwyt do płytek, stół roboczy, ramię manipulacyjne
Obróbka wysokotemperaturowa (RTP / epitaksja / utlenianie / dyfuzja)	Izolator, wspornik podstawy, łódka waflowa, rura pieca, łopatka wspornikowa
Zeznanie	Pokrywa komory, wkładka komory, pierścień osadzający, uchwyt elektrostatyczny, grzejnik, izolator galwaniczny, filtr próżniowy
Ryć	Kopułka, korpus komory, pierścień ostrości, dysza, uchwyt elektrostatyczny, ramię manipulacyjne
Implantacja jonowa	Łożysko, uchwyt próżniowy, uchwyt elektrostatyczny

---

I. Produkcja chipów: podstawowe komponenty

1. Przetwarzanie wafli

A. Uchwyty elektrostatyczne

Uchwyty elektrostatyczne są zwykle wykonane z materiałów o wysokiej czystościglinkaIazotek aluminiumceramika. Ich główną funkcją jest adsorbowanie i utrwalanie płytek półprzewodnikowych podczas procesów takich jak trawienie, chemiczne osadzanie z fazy gazowej i fizyczne osadzanie z fazy gazowej. W tych procesach uchwyty elektrostatyczne muszą charakteryzować się doskonałą ogólną płaskością, izolacją elektryczną, odpornością na erozję plazmową i precyzyjną kontrolą temperatury poprzez wewnętrzny system ogrzewania i chłodzenia.

B. Elementy procesu trawienia

Komponenty takie jak wkładki ceramiczne, pierścienie ogniskujące i tarcze rozprowadzające gaz stosowane w komorach reakcyjnych do trawienia są zazwyczaj bezpośrednio narażone na działanie wysokiej temperatury i trudnych warunków trawienia korozyjnego. Do wytwarzania tych elementów przemysł zazwyczaj wykorzystuje tlenek itru, azotek glinu i tlenek glinu, co zapewnia ich wyjątkowo dużą odporność na korozję i zapobiega zanieczyszczeniu płytki. Tlenek itru wykazuje doskonałą odporność na korozję w plazmach halogenowych (takich jak Cl₂ i CF₄), co czyni go preferowanym wyborem w przypadku wysokiej klasy maszyn do trawienia. Ceramika z azotku glinu o wysokiej czystości charakteryzuje się doskonałą przewodnością cieplną, odpornością na ciepło i izolacją, przy współczynniku rozszerzalności cieplnej zbliżonym do krzemu i wykazuje doskonałą odporność na plazmę, co zapewnia równomierny rozkład ciepła, co czyni ją idealnym wyborem do elementów trawionych.

C. Polerowanie chemiczne i mechaniczne

Ceramiczne głowice polerskie stosowane w chemiczno-mechanicznych urządzeniach do polerowania są zwykle produkowane z azotku glinu, ponieważ azotek glinu ma doskonałą twardość, odporność na zużycie i stabilność chemiczną. Te właściwości materiału umożliwiają stabilną pracę ceramicznych głowic polerskich w długotrwałych środowiskach polerowania chemiczno-mechanicznego, aby utrzymać stały nacisk płaskości na powierzchnię płytki.

D. Implantacja jonowa

Komponenty stosowane jako izolatory, mocowania i przegrody w liniach wiązki w procesach implantacji jonów wymagają wysokiej izolacji, aby zapobiec gromadzeniu się ładunku i wytrzymać bombardowanie wiązkami jonów o wysokiej energii. Tlenek glinu iazotek krzemuposiadają niezawodne właściwości materiałowe, dzięki czemu idealnie nadają się do wytwarzania komponentów tych komponentów.

2. Osadzanie cienkiej warstwy

Ceramikę precyzyjną, taką jak azotek i tlenek glinu, można wytwarzać jako płyty grzewcze, susceptory i wykładziny komór w urządzeniach do chemicznego osadzania z fazy gazowej. Ich doskonałe właściwości materiałowe pozwalają im utrzymać stabilną wydajność i zapobiegają uwalnianiu się niepożądanych zanieczyszczeń w trudnych warunkach pracy, w których występują wysokie temperatury pracy (do kilkuset stopni Celsjusza) i żrące, reaktywne gazy.

3. Obróbka cieplna (dyfuzja, utlenianie)

Wysoka czystośćszkło kwarcowe(choć nie jest to typowa ceramika, należy do kategorii ceramiki krzemianowej) iwęglik krzemuCeramika jest powszechnie stosowana do produkcji rur pieców dyfuzyjnych i łodzi waflowych. Węglik krzemu charakteryzuje się wysoką przewodnością cieplną, wytrzymałością mechaniczną w wysokiej temperaturze, wysoką sztywnością, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, dobrą równomiernością cieplną, odpornością na korozję i odpornością na zużycie. Oprócz zastosowania do produkcji rur piecowych i łódek waflowych, może być również stosowany do produkcji i obróbki platform XY, podstaw,pierścień ostrościs, płytki polerskie,uchwyty waflowe, uchwyty próżniowe,broń transportową, Iłopatki wspornikowe.

---

II. Testowanie chipów i pakowanie

1. Karty sond testowych

Precyzyjna ceramika, taka jak tlenek glinu i azotek glinu, jest powszechnie stosowana jako podłoża dla kart sond. Te podłoża ceramiczne zapewniają doskonałą izolację, płaskość i stabilność wymiarową, dzięki czemu tysiące mikrosond można dokładnie dopasować do małych podkładek na chipie w celu testowania wydajności elektrycznej.

2. Podłoże i obudowa opakowania

Azotek glinu i tlenek berylu są powszechnie stosowanymi materiałami do produkcji podłoży i obudów opakowaniowych. Oferują wyjątkową hermetyczność, wysoką przewodność cieplną i współczynnik rozszerzalności cieplnej odpowiadający krzemowi, aby skutecznie chronić chip i odprowadzać ciepło podczas opakowań ceramicznych, takich jak CERDIP i CQFP. W modułach mocy podłoże z azotku aluminium jako warstwa izolacyjna może skutecznie przewodzić ciepło generowane przez chip do metalowego radiatora, zapewniając jednocześnie izolację elektryczną pomiędzy obwodami.

---

Ceramika precyzyjna to „nieznani bohaterowie” przemysłu półprzewodników. Chociaż nie stanowią one bezpośrednio obwodu chipa, są kamieniem węgielnym i strażnikiem, od którego zależy produkcja najnowocześniejszych chipów. Precyzyjna ceramika, dzięki swoim niezawodnym i stałym właściwościom materiałowym, wspiera przemysł półprzewodników w budowaniu mniejszych, szybszych i solidniejszych urządzeń.