Z izjemnimi lastnostmi, kot so odpornost na visoke-temperature, odpornost proti koroziji v plazmi, visoka čistost in visoka električna izolacija, napredna keramika služi kot kritične surovine za ključne komponente v polprevodniški opremi v celotnem poteku procesa-vključno z jedkanjem, nanašanjem tankih{2}}slojev, litografijo, CMP, čiščenjem in pakiranjem/testiranjem. Te komponente neposredno vplivajo na izkoristek odrezkov in stabilnost opreme. Ta članek, strukturiran okoli poteka procesa izdelave čipov, pregleduje uporabo keramičnih komponent pri domačih proizvajalcih opreme, industrijski napredek in trenutno stanje nadomeščanja uvoza, proces za procesom.
I. Proizvodnja rezin
Ključne komponente in materiali: keramični pladnji, keramični grelniki, polprevodniški ventili, deli vakuumske komore (Al₂O₃, Si3N₄, SiC itd.)
Ključne zahteve za zmogljivost: visoka čistost, odpornost na visoke-temperature, odpornost na toplotne udarce, visoka ravnost – za podporo priprave podlage za silicijeve rezine.
II. Toplotna obdelava (oksidacija / difuzija / žarjenje)
Ključne komponente in materiali: SiC čolni, keramični deli cevi peči, keramični grelci, keramične šobe, keramični ventili
Ključne zahteve glede zmogljivosti: odpornost na visoke-temperature (več kot ali enaka 1200 stopinj), odpornost na toplotni udar, nizko sproščanje plinov, visoka čistost – primerno za postopke oksidacije/difuzije/žarjenja pri visokih{2}}temperaturah.
III. Nanašanje-tankega filma
Ključne komponente in materiali: keramični grelci (AlN, Al₂O₃, Si3N4); nanosni obroči, obloge komor, deli za distribucijo plina (SiC, Al₂O₃)
Ključne zahteve glede zmogljivosti: visoko-natančna temperaturna enakomernost znotraj ±1 stopinje, odlična toplotna stabilnost, nizko sproščanje plinov, odpornost na visoko-temperaturno deformacijo – primerno za dolgo-trajno neprekinjeno nanašanje.
IV. Litografija in premazovanje/razvijanje
Ključne komponente in materiali: precizne mize, keramične vakuumske vpenjalne glave, držala za maske,-osnove za dušenje vibracij (kordierit, SiC, nizko{1}}ekspanzijska-keramika, kot je Zerodur); za opremo za nanašanje/razvijanje: keramične roke, mikroporozne keramične vpenjalne glave, vakuumski prsti
Ključne zahteve za zmogljivost: ultra-nizek koeficient toplotnega raztezanja, nano-raven ultra-visoka ravnost, visoka togost, dušenje tresljajev – za zagotavljanje visoko-natančne izpostavljenosti pri litografiji; deli za nanašanje/razvijanje zahtevajo tudi odpornost proti kemični koroziji in nizko nastajanje delcev.
V. Jedkanica
Ključne komponente in materiali: elektrostatične vpenjalne glave (Al₂O3, AlN); obroči za fokusiranje, prhe, plošče za distribucijo plina, obloge komore (SiC, Y₂O₃ kot premazni material)
Ključne zahteve glede zmogljivosti: odpornost na plazemsko korozijo, ultra-visoka čistost, nizko odpadanje delcev, visoka električna izolacija – primerno za visoko-frekvenčno, visoko-intenzivno jedkanje.
VI. Ionska implantacija
Ključne komponente in materiali: keramični vijačni ventili, izolacijski keramični strukturni deli, keramične komponente, odporne na visoko-korozijo-
Ključne zahteve glede zmogljivosti: visoka čistost, visoko{0}}napetostna odpornost, nizko sproščanje plinov, dimenzijska stabilnost – primerno za transport in izolacijo ionskih žarkov.
VII. CMP (kemijsko mehanska planarizacija)
Ključne komponente in materiali: keramične vpenjalne glave, keramične delovne mize, porozne keramične plošče
Ključne zahteve glede zmogljivosti: visoka ravnost, visoka togost, odpornost proti obrabi, odpornost proti kemični koroziji – za podporo planarizacije rezin.
VIII. Čiščenje
Ključne komponente in materiali: keramične šobe, keramični ventili, -korozijsko odporni keramični strukturni deli
Ključne zahteve glede delovanja: odpornost na močne kisline/alkalije, visoka čistost, nizko sproščanje delcev – primerno za okolja z mokrim čiščenjem.