Εφαρμογή κεραμικών καρβιδίου του πυριτίου στον τομέα των ημιαγωγών

Το προτιμώμενο υλικό για εξαρτήματα ακριβείας μηχανών φωτολιθογραφίας

Στον τομέα των ημιαγωγών,κεραμικό καρβιδίου του πυριτίουτα υλικά χρησιμοποιούνται κυρίως σε βασικό εξοπλισμό για την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, όπως τραπέζι εργασίας από καρβίδιο του πυριτίου, ράγες οδηγών,ανακλαστήρες, κεραμικό τσοκ αναρρόφησης, βραχίονες, δίσκοι λείανσης, εξαρτήματα κ.λπ. για μηχανές λιθογραφίας.

Κεραμικά μέρη από καρβίδιο του πυριτίουγια ημιαγωγικό και οπτικό εξοπλισμό

● Δίσκος λείανσης από κεραμικό καρβίδιο του πυριτίου. Εάν ο δίσκος λείανσης είναι κατασκευασμένος από χυτοσίδηρο ή ανθρακούχο χάλυβα, η διάρκεια ζωής του είναι σύντομη και ο συντελεστής θερμικής διαστολής του είναι μεγάλος. Κατά την επεξεργασία των πλακιδίων πυριτίου, ειδικά κατά την υψηλή ταχύτητα λείανσης ή στίλβωσης, η φθορά και η θερμική παραμόρφωση του δίσκου λείανσης δυσκολεύουν τη διασφάλιση της επιπεδότητας και της παραλληλίας του πλακιδίου πυριτίου. Ο δίσκος λείανσης από κεραμικά καρβιδίου του πυριτίου έχει υψηλή σκληρότητα και χαμηλή φθορά, και ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι βασικά ο ίδιος με αυτόν των πλακιδίων πυριτίου, επομένως μπορεί να λειανθεί και να γυαλιστεί με υψηλή ταχύτητα.
● Κεραμικό εξάρτημα από καρβίδιο του πυριτίου. Επιπλέον, όταν παράγονται πλακίδια πυριτίου, πρέπει να υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας και συχνά μεταφέρονται με εξαρτήματα από καρβίδιο του πυριτίου. Είναι ανθεκτικά στη θερμότητα και μη καταστροφικά. Ο διαμαντοειδής άνθρακας (DLC) και άλλες επιστρώσεις μπορούν να εφαρμοστούν στην επιφάνεια για να βελτιώσουν την απόδοση, να μετριάσουν τη ζημιά στα πλακίδια και να αποτρέψουν την εξάπλωση της μόλυνσης.
● Τραπέζι εργασίας από καρβίδιο του πυριτίου. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το τραπέζι εργασίας στη μηχανή λιθογραφίας, το τραπέζι εργασίας είναι κυρίως υπεύθυνο για την ολοκλήρωση της κίνησης έκθεσης, απαιτώντας κίνηση εξαιρετικά ακριβείας νανο-επιπέδου υψηλής ταχύτητας, μεγάλης διαδρομής, έξι βαθμών ελευθερίας. Για παράδειγμα, για μια μηχανή λιθογραφίας με ανάλυση 100nm, ακρίβεια επικάλυψης 33nm και πλάτος γραμμής 10nm, η ακρίβεια τοποθέτησης του τραπεζιού εργασίας απαιτείται να φτάσει τα 10nm, οι ταυτόχρονες ταχύτητες βηματισμού και σάρωσης μάσκας-δισκίου πυριτίου είναι 150nm/s και 120nm/s αντίστοιχα, και η ταχύτητα σάρωσης μάσκας είναι κοντά στα 500nm/s, και το τραπέζι εργασίας απαιτείται να έχει πολύ υψηλή ακρίβεια κίνησης και σταθερότητα.

Σχηματικό διάγραμμα του τραπεζιού εργασίας και του τραπεζιού μικροκίνησης (μερική τομή)

● Τετράγωνο κάτοπτρο από κεραμικό καρβίδιο του πυριτίου. Τα βασικά εξαρτήματα σε βασικό εξοπλισμό ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, όπως οι μηχανές λιθογραφίας, έχουν σύνθετα σχήματα, σύνθετες διαστάσεις και κοίλες ελαφριές δομές, γεγονός που καθιστά δύσκολη την παρασκευή τέτοιων κεραμικών εξαρτημάτων από καρβίδιο του πυριτίου. Επί του παρόντος, οι κύριοι διεθνείς κατασκευαστές εξοπλισμού ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, όπως η ASML στην Ολλανδία, η NIKON και η CANON στην Ιαπωνία, χρησιμοποιούν μεγάλη ποσότητα υλικών όπως μικροκρυσταλλικό γυαλί και κορδιερίτη για την παρασκευή τετραγωνικών καθρεφτών, των βασικών εξαρτημάτων των μηχανών λιθογραφίας, και χρησιμοποιούν κεραμικά καρβιδίου του πυριτίου για την παρασκευή άλλων δομικών εξαρτημάτων υψηλής απόδοσης με απλά σχήματα. Ωστόσο, ειδικοί από το Ινστιτούτο Έρευνας Δομικών Υλικών της Κίνας έχουν χρησιμοποιήσει ιδιόκτητη τεχνολογία παρασκευής για να επιτύχουν την παρασκευή μεγάλου μεγέθους, σύνθετου σχήματος, εξαιρετικά ελαφριών, πλήρως κλειστών κεραμικών καθρεφτών από καρβίδιο του πυριτίου και άλλων δομικών και λειτουργικών οπτικών εξαρτημάτων για μηχανές λιθογραφίας.