"Hard-core base" for halvlederutstyr

2026-04-21

I dag, ettersom halvlederproduksjonsprosesser fortsetter å bevege seg ned til 3nm og 2nm, avhenger ytelsesgrensene for halvlederutstyr i stor grad av de fysiske grensene til materialet. Under ekstreme arbeidsforhold som vakuum, høy temperatur, sterk korrosjon og høyfrekvent vibrasjon, har presisjons keramiske komponenter blitt "hard-core base" for å støtte brikkeproduksjon på grunn av deres utmerkede stabilitet. I følge industristatistikk har verdien av presisjonskeramikk i halvlederutstyr nådd omtrent 16%. Fra front-end-etsing, tynnfilmavsetning, fotolitografi, til back-end-emballasje og testing, utvides påføringsbredden og -dybden til presisjonskeramikk stadig med utviklingen av prosessen.

1. En allrounder fra hulromsbeskyttelse til presisjonslastbæring

Alumina er for tiden den mest brukte og teknisk modne oksidkeramikken i halvlederutstyr. Kjernefordelene er høy hardhet, høy temperaturbestandighet og utmerket kjemisk stabilitet.

Under plasmaetsingsprosessen blir komponenter i hulrommet utsatt for alvorlig erosjon av halogengasser. Alumina-keramikk med høy renhet viser ekstremt sterk korrosjonsbestandighet. Vanlige bruksområder inkluderer etsekammerforinger, plasmagassfordelingsplater, gassdyser og holderinger for å holde wafere. For ytterligere å forbedre ytelsen, brukes kald isostatisk pressing og varmpressing sintringsprosesser ofte i industrien for å sikre ensartetheten til den interne mikrostrukturen til materialet og forhindre waferforurensning forårsaket av urenhetsoverløp.

I tillegg, med utviklingen av optiske applikasjoner, fungerer gjennomsiktig alumina-keramikk også godt innen halvlederobservasjonsvinduer. Sammenlignet med tradisjonelle kvartsmaterialer, viser YAG-keramikk eller aluminiumoksydkeramikk med høy renhet lengre levetid når det gjelder motstand mot plasmaerosjon, og løser effektivt smertepunktet ved å skjule observasjonsvinduet på grunn av erosjon, og dermed påvirke prosessovervåkingen.

2. Topp ytelse av termisk styring og elektrostatisk adsorpsjon

Hvis alumina er en "universell" spiller, er aluminiumnitrid en "spesiell kraft" for scenarier med høy effekt og høy varmefluks.

Halvlederproduksjon er ekstremt følsom for kontroll av "varme". Den termiske ledningsevnen til aluminiumnitridkeramikk er vanligvis 170-230 W/(m·K), som er mye høyere enn for alumina. Enda viktigere er at dens termiske ekspansjonskoeffisient er svært matchet med den for enkeltkrystall silisiummateriale. Denne egenskapen gjør aluminiumnitrid til det foretrukne materialet for elektrostatiske chucker og varmeputer. Under behandlingen av 12-tommers skiver må elektrostatiske chucker adsorbere skivene godt gjennom Coulomb-kraft eller Johnson-Laback-effekt, samtidig som de utfører nøyaktig temperaturkontroll. Aluminiumnitridkeramikk tåler ikke bare høyfrekvente og høyspente elektriske felt, men opprettholder også ekstremt høy dimensjonsstabilitet under rask temperaturøkning og avkjøling, noe som sikrer at waferen ikke forskyver seg eller deformeres.

Innenfor optisk kommunikasjon, med den eksplosive etterspørselen etter 800G og til og med 1,6T høyhastighets optiske moduler i AI og datasentre, har aluminiumnitrid flerlags tynne og tykke filmsubstrater også innledet eksplosiv vekst. Den gir utmerket varmespredning og lufttett beskyttelse ved høyfrekvent og høyhastighets signaloverføring, og er en uunnværlig fysisk støtte for pakkeprosessen.

3. Spenstig støtte fra mikroverdenen

Presisjonskeramikk blir ofte kritisert for å være "skjør", men i halvleder-back-end-prosessen løser zirconia dette problemet med sin "keramiske stål" seighet.

Den herdende effekten produsert av fasetransformasjonsprosessen til zirkoniumkeramikk gir den ekstremt høy bøyestyrke og slitestyrke. Denne funksjonen er illustrert i den keramiske klyven. Den keramiske spaltekniven er kjernen som forbrukes i trådbindingsprosessen. Under det frem- og tilbakegående støtet flere ganger i sekundet blir vanlige materialer lett flislagt eller slitt. Alumina forsterket av zirkoniumdoping

Materialet har en tetthet på opptil 4,3 g/cm³, noe som i stor grad forbedrer levetiden til spalteknivspissen og sikrer påliteligheten til gull- eller kobbertrådbinding.

4. Overgangen mellom innenlandsk substitusjon og høy rensing

Fra et globalt perspektiv har high-end markedet for presisjonskeramikk lenge vært dominert av japanske, amerikanske og europeiske selskaper. Japanske selskapers akkumulering i elektroniske keramiske pulvere og støpeprosesser gjør at de kan opprettholde fordelene i keramiske underlag og fine strukturelle deler, mens USA inntar en viktig posisjon innen høytemperatur-strukturkeramikk som silisiumkarbid og silisiumnitrid.

Det er gledelig at den innenlandske presisjonskeramikkindustrien går gjennom et kritisk stadium fra å "ta igjen" til å "løpe parallelt". Når det gjelder støpeteknologi, har prosesser som tapestøping, sprøytestøping og gelsprøytestøping blitt modne. Innen sintringsteknologi har innenlandsk stor-størrelse gasstrykksintring (GPS) silisiumnitridkeramikk brutt gjennom den tekniske blokaden og oppnådd innenlandsk substitusjon.

For utstyrsingeniører og innkjøpspersonell vil fremtidige tekniske bekymringer fokusere på følgende tre dimensjoner: Den første er ultra høy rensing , vil lokalisert tilberedning av pulver av 5N (99,999%) klasse bli nøkkelen til å redusere risikoen i forsyningskjeden; Det andre er Funksjonell integrasjon , slik som komplekse integrerte keramiske deler med sensorkanaler og varmesløyfer, vil stille høyere krav til additiv produksjon (3D-utskrift) keramisk teknologi; Den tredje er Stor størrelse , med den fulle populariteten til 12-tommers prosessen, hvordan sikre deformasjonskontroll av store keramiske deler (som sugekopper over 450 mm) under sintringsprosessen er det ultimate uttrykket for prosessevner.

Konklusjon

Avansert presisjonskeramikk er ikke bare strukturelle deler av halvlederutstyr, men også kjernevariabelen som bestemmer prosessutbytte. Fra beskyttelsen av etsehulen, til temperaturkontrollen av den elektrostatiske chucken, til varmespredningen av emballasjesubstratet, er renheten til hver keramiske partikkel og svingningen til hver sintringskurve nært knyttet til ytelsen til brikken.

I sammenheng med den "sikre og kontrollerbare" halvlederindustrikjeden, har det blitt enighet for utstyrsprodusenter å forbedre sin kjernekonkurranseevne ved å velge partnere med dyp materialforskning og -utviklingsbakgrunn og presisjonsbehandlingsevner.

Bedriftsrådgivning og teknisk støtte

Vi har vært dypt involvert i feltet for presisjonskeramikk i mange år og er forpliktet til å tilby produsenter av halvlederutstyr med one-stop-løsninger for høyrent aluminiumoksyd, aluminiumnitrid, zirkoniumoksid og silisiumkarbidkeramikk.

Hvis du står overfor:

Problemet med kort komponentlevetid i ekstreme plasmamiljøer

Termisk flaskehals i høyeffektemballasje

Innenlandsk substitusjonsverifisering av presisjons keramiske deler

Velkommen til å skanne QR-koden nedenfor for å sende inn dine krav online. Våre senior applikasjonsingeniører vil gi deg tekniske råd og løsninger for materialvurdering innen 24 timer.