Díky výjimečným vlastnostem, jako je odolnost vůči vysokým-teplotám, odolnost vůči korozi v plazmatu, vysoká čistota a vysoká elektrická izolace, slouží pokročilá keramika jako kritické suroviny pro klíčové součásti v polovodičových zařízeních v celém toku procesu-včetně leptání, nanášení tenkých-filmů, litografie, CMP, čištění a balení/testování. Tyto komponenty přímo ovlivňují výnos čipu a stabilitu zařízení. Tento článek, strukturovaný kolem toku procesu výroby čipů, shrnuje aplikace keramických komponent u domácích výrobců zařízení, průmyslový pokrok a současný stav nahrazování dovozu, proces za procesem.
I. Výroba oplatek
Klíčové komponenty a materiály: keramické vaničky, keramické ohřívače, polovodičové ventily, díly vakuové komory (Al₂O₃, Si3N₄, SiC atd.)
Klíčové požadavky na výkon: vysoká čistota, vysoká-teplotní odolnost, odolnost proti tepelným šokům, vysoká plochost – pro podporu přípravy substrátu pro křemíkové destičky.
II. Tepelné zpracování (oxidace / difúze / žíhání)
Klíčové komponenty a materiály: SiC čluny, keramické díly pecních trubek, keramické ohřívače, keramické trysky, keramické ventily
Klíčové požadavky na výkon: vysoká-teplotní odolnost (Větší nebo rovna 1200 stupňům), odolnost proti tepelným šokům, nízké uvolňování plynů, vysoká čistota – vhodné pro vysokoteplotní procesy oxidace/difúze/žíhání.
III. Depozice tenkého-filmu
Klíčové komponenty a materiály: keramické ohřívače (AlN, Al₂O3, Si3N4); nanášecí kroužky, vložky komor, díly rozvodu plynu (SiC, Al₂O₃)
Klíčové požadavky na výkon: vysoká-přesná rovnoměrnost teploty v rozmezí ±1 stupně, vynikající tepelná stabilita, nízké odplyňování, odolnost proti deformaci při vysokých-teplotách – vhodné pro dlouhodobé-nepřetržité nanášení.
IV. Litografie a povlakování/vývoj
Klíčové součásti a materiály: přesné stolky, keramická vakuová sklíčidla, držáky masek, základny tlumící vibrace- (cordierit, SiC, nízkoexpanzní sklo-keramika, jako je Zerodur); pro lakovací/vyvíjecí zařízení: keramická ramena, mikroporézní keramická sklíčidla, vakuové prsty
Klíčové požadavky na výkon: ultra-nízký koeficient tepelné roztažnosti, nano-úroveň ultra-vysoká plochost, vysoká tuhost, tlumení vibrací – pro zajištění vysoce-přesné expozice v litografii; povlakové/vyvíjecí díly také vyžadují odolnost proti chemické korozi a nízkou tvorbu částic.
V. Lept
Klíčové komponenty a materiály: elektrostatická upínače (Al₂O3, AlN); zaostřovací kroužky, sprchové hlavice, plynové distribuční desky, vložky komor (SiC, Y₂O₃ jako nátěrový materiál)
Klíčové požadavky na výkon: odolnost vůči korozi plazmy, ultra-vysoká čistota, nízké uvolňování částic, vysoká elektrická izolace – vhodné pro vysoko-frekvence a vysokou{2}}intenzitu leptání.
VI. Iontová implantace
Klíčové součásti a materiály: keramické šroubové ventily, izolační keramické konstrukční díly, keramické součásti odolné proti vysoké-korozi-
Klíčové požadavky na výkon: vysoká čistota, vysoká-napěťová odolnost, nízké odplyňování, rozměrová stabilita – vhodné pro přenos a izolaci iontového paprsku.
VII. CMP (chemicko-mechanická planarizace)
Klíčové komponenty a materiály: keramická sklíčidla, keramické pracovní stoly, porézní keramické desky
Klíčové požadavky na výkon: vysoká rovinnost, vysoká tuhost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti chemické korozi – pro podporu planarizace plátku.
VIII. Čištění
Klíčové komponenty a materiály: keramické trysky, keramické ventily, korozi{0}}odolné keramické konstrukční díly
Klíčové požadavky na výkon: odolnost vůči silným kyselinám/zásadám, vysoká čistota, nízké uvolňování částic – vhodné pro mokré čištění.