استخدام سيراميك كربيد السيليكون في مجال أشباه الموصلات

المادة المفضلة للأجزاء الدقيقة لآلات الطباعة الضوئية

في مجال أشباه الموصلات،سيراميك كربيد السيليكونتُستخدم هذه المواد بشكل أساسي في المعدات الرئيسية لتصنيع الدوائر المتكاملة، مثل طاولة عمل كربيد السيليكون، وقضبان التوجيه،عاكسات الضوء, ظرف شفط سيراميكي، أذرع، أقراص طحن، تجهيزات، إلخ. لآلات الطباعة الحجرية.

أجزاء سيراميكية من كربيد السيليكونلأشباه الموصلات والمعدات البصرية

● قرص تجليخ من سيراميك كربيد السيليكون. إذا كان قرص التجليخ مصنوعًا من الحديد الزهر أو الفولاذ الكربوني، فإن عمره الافتراضي قصير ومعامل تمدده الحراري كبير. أثناء معالجة رقائق السيليكون، وخاصةً أثناء التجليخ أو التلميع عالي السرعة، يُصعّب التآكل والتشوه الحراري لقرص التجليخ ضمان استواء وتوازي رقاقة السيليكون. يتميز قرص التجليخ المصنوع من سيراميك كربيد السيليكون بصلابة عالية ومقاومة منخفضة للتآكل، ومعامل تمدد حراري مماثل تقريبًا لمعامل تمدد رقائق السيليكون، لذا يمكن تجليخه وتلميعه بسرعة عالية.
● حامل سيراميكي من كربيد السيليكون. بالإضافة إلى ذلك، عند إنتاج رقائق السيليكون، تخضع لمعالجة حرارية بدرجة حرارة عالية، وغالبًا ما تُنقل باستخدام حوامل من كربيد السيليكون. تتميز هذه الحوامل بمقاومتها للحرارة وعدم تسببها في تلف الرقائق. يمكن تطبيق طلاءات مثل الكربون الشبيه بالماس (DLC) وغيرها على سطح الرقائق لتحسين الأداء، والحد من تلفها، ومنع انتشار التلوث.
● طاولة عمل من كربيد السيليكون. على سبيل المثال، في آلة الطباعة الحجرية، تضطلع طاولة العمل بدور محوري في إتمام حركة التعريض، مما يتطلب حركة فائقة الدقة على مستوى النانو، ذات سرعة عالية، ومدى حركة واسع، وست درجات حرية. فعلى سبيل المثال، في آلة طباعة حجرية بدقة 100 نانومتر، ودقة تراكب 33 نانومتر، وعرض خط 10 نانومتر، يجب أن تصل دقة تحديد موضع طاولة العمل إلى 10 نانومتر، وأن تكون سرعات التدرج والمسح المتزامنة لقناع رقاقة السيليكون 150 نانومتر/ثانية و120 نانومتر/ثانية على التوالي، وأن تكون سرعة مسح القناع قريبة من 500 نانومتر/ثانية، وبالتالي يجب أن تتمتع طاولة العمل بدقة حركة واستقرار عاليتين للغاية.

رسم تخطيطي لطاولة العمل وطاولة الحركة الدقيقة (مقطع جزئي)

● مرآة مربعة من سيراميك كربيد السيليكون. تتميز المكونات الرئيسية في معدات الدوائر المتكاملة الأساسية، مثل آلات الطباعة الحجرية، بأشكال وأبعاد معقدة، وهياكل مجوفة خفيفة الوزن، مما يجعل تحضير مكونات سيراميك كربيد السيليكون أمرًا صعبًا. حاليًا، تستخدم الشركات العالمية الرائدة في تصنيع معدات الدوائر المتكاملة، مثل ASML في هولندا، وNIKON وCANON في اليابان، كميات كبيرة من مواد مثل الزجاج الميكروكريستالي والكوردييريت لتحضير المرايا المربعة، وهي المكونات الأساسية لآلات الطباعة الحجرية، وتستخدم سيراميك كربيد السيليكون لتحضير مكونات هيكلية أخرى عالية الأداء ذات أشكال بسيطة. مع ذلك، استخدم خبراء من معهد أبحاث مواد البناء الصيني تقنية تحضير خاصة بهم لتحقيق إنتاج مرايا مربعة من سيراميك كربيد السيليكون كبيرة الحجم، ذات أشكال معقدة، وخفيفة الوزن للغاية، ومغلقة بالكامل، بالإضافة إلى مكونات بصرية هيكلية ووظيفية أخرى لآلات الطباعة الحجرية.