Aplicación de la cerámica de carburo de silicio en el campo de los semiconductores

El material preferido para piezas de precisión de máquinas de fotolitografía.

En el campo de los semiconductores,cerámica de carburo de silicioLos materiales se utilizan principalmente en equipos clave para la fabricación de circuitos integrados, como mesas de trabajo de carburo de silicio, rieles guía,reflectores, mandril de succión de cerámica, brazos, discos de rectificar, utillajes, etc. para máquinas de litografía.

Piezas cerámicas de carburo de siliciopara semiconductores y equipos ópticos

Disco de desbaste cerámico de carburo de silicio. Si el disco de desbaste está hecho de hierro fundido o acero al carbono, su vida útil es corta y su coeficiente de expansión térmica es alto. Durante el procesamiento de obleas de silicio, especialmente durante el desbaste o pulido a alta velocidad, el desgaste y la deformación térmica del disco dificultan asegurar la planitud y el paralelismo de la oblea. El disco de desbaste cerámico de carburo de silicio presenta alta dureza y bajo desgaste, y su coeficiente de expansión térmica es prácticamente el mismo que el de las obleas de silicio, por lo que puede desbastarse y pulirse a alta velocidad.
● Fijación cerámica de carburo de silicio. Además, durante la producción de obleas de silicio, estas deben someterse a un tratamiento térmico de alta temperatura y, a menudo, se transportan utilizando fijaciones de carburo de silicio. Son resistentes al calor y no destructivas. Se pueden aplicar recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC) y otros recubrimientos en la superficie para mejorar el rendimiento, reducir los daños en las obleas y evitar la propagación de la contaminación.
Mesa de trabajo de carburo de silicio. Por ejemplo, la mesa de trabajo de una máquina de litografía es la principal responsable de completar el movimiento de exposición, lo que requiere un movimiento ultrapreciso de alta velocidad, gran recorrido y seis grados de libertad a escala nanométrica. Por ejemplo, para una máquina de litografía con una resolución de 100 nm, una precisión de superposición de 33 nm y un ancho de línea de 10 nm, la precisión de posicionamiento de la mesa de trabajo debe alcanzar los 10 nm, las velocidades de paso y escaneo simultáneos de la máscara y la oblea de silicio son de 150 nm/s y 120 nm/s respectivamente, y la velocidad de escaneo de la máscara es cercana a los 500 nm/s. La mesa de trabajo debe tener una alta precisión y estabilidad de movimiento.

Diagrama esquemático de la mesa de trabajo y de la mesa de micromovimiento (sección parcial)

Espejo cuadrado de cerámica de carburo de silicio. Los componentes clave de los equipos de circuitos integrados, como las máquinas de litografía, presentan formas y dimensiones complejas, así como estructuras huecas y ligeras, lo que dificulta la preparación de estos componentes de cerámica de carburo de silicio. Actualmente, los principales fabricantes internacionales de equipos de circuitos integrados, como ASML en los Países Bajos, NIKON y CANON en Japón, utilizan una gran cantidad de materiales como el vidrio microcristalino y la cordierita para preparar espejos cuadrados, los componentes principales de las máquinas de litografía, y utilizan cerámica de carburo de silicio para preparar otros componentes estructurales de alto rendimiento con formas simples. Sin embargo, expertos del Instituto de Investigación de Materiales de Construcción de China han utilizado tecnología de preparación patentada para lograr la preparación de espejos cuadrados de cerámica de carburo de silicio de gran tamaño, formas complejas, muy ligeros y completamente cerrados, y otros componentes ópticos estructurales y funcionales para máquinas de litografía.