Aplicación de cerámicas de carburo de silicio en el campo de los semiconductores.

El material preferido para las piezas de precisión de las 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 cerámicabrazos, discos de pulido, accesorios, etc. para máquinas de litografía.

piezas cerámicas de carburo de siliciopara equipos semiconductores y ópticos

● Disco de rectificado de cerámica de carburo de silicio. Si el disco de rectificado es de hierro fundido o acero al carbono, su vida útil es corta y su coeficiente de dilatación térmica es elevado. Durante el procesamiento de obleas de silicio, especialmente durante el rectificado o pulido a alta velocidad, el desgaste y la deformación térmica del disco dificultan garantizar la planitud y el paralelismo de la oblea. El disco de rectificado de cerámica de carburo de silicio posee una alta dureza y un bajo desgaste, y su coeficiente de dilatación térmica es prácticamente el mismo que el de las obleas de silicio, por lo que puede rectificarse y pulirse a alta velocidad.
● Soporte de cerámica de carburo de silicio. Además, durante la producción de obleas de silicio, estas deben someterse a un tratamiento térmico a alta temperatura y, a menudo, se transportan utilizando soportes de carburo de silicio. Estos son resistentes al calor y no se dañan. Se pueden aplicar recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC) y otros recubrimientos en la superficie para mejorar el rendimiento, minimizar los daños en las obleas y evitar la propagación de la contaminación.
● Mesa de trabajo de carburo de silicio. Tomando como ejemplo la mesa de trabajo de la máquina de litografía, esta es la principal responsable de completar el movimiento de exposición, lo que requiere un movimiento de ultraprecisión a nivel nanométrico, de alta velocidad, gran recorrido y seis grados de libertad. 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, se requiere que la precisión de posicionamiento de la mesa de trabajo alcance 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, por lo que se requiere que la mesa de trabajo tenga una precisión y estabilidad de movimiento muy altas.

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

● Espejo cuadrado de cerámica de carburo de silicio. Los componentes clave en equipos de circuitos integrados, como las máquinas de litografía, tienen formas y dimensiones complejas, además de estructuras huecas y ligeras, lo que dificulta la fabricación de dichos 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 vidrio microcristalino y cordierita para fabricar espejos cuadrados, componentes esenciales de las máquinas de litografía, y cerámica de carburo de silicio para otros componentes estructurales de alto rendimiento con formas sencillas. Sin embargo, expertos del Instituto de Investigación de Materiales de Construcción de China han utilizado una tecnología de preparación propia para lograr la fabricación de espejos cuadrados de cerámica de carburo de silicio de gran tamaño, forma compleja, peso ligero y totalmente encapsulados, así como otros componentes ópticos estructurales y funcionales para máquinas de litografía.