คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับตัวรองรับกราไฟต์ความบริสุทธิ์สูง

ในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบบผสมรุ่นที่สาม (เช่น ซิลิคอนคาร์ไบด์ [SiC] และแกลเลียมไนไตรด์ [GaN]) การอภิปรายในอุตสาหกรรมมักจะมุ่งเน้นไปที่เครื่องพิมพ์ลิโทกราฟี EUV ขั้นสูง เครื่องกัดพลาสมา หรือความบริสุทธิ์ของก๊าซตั้งต้น อย่างไรก็ตาม ภายในสภาพแวดล้อมที่สะอาดมาก มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และมีอุณหภูมิสูงของห้องปฏิกิริยา มีฮีโร่ที่สำคัญแต่ไม่ค่อยได้รับการกล่าวถึงอยู่ นั่นก็คือ ตัวรองรับกราไฟต์

1. ตัวรับกราไฟท์คืออะไร

A ตัวรองรับกราไฟต์เป็นชิ้นส่วนตัวนำฟังก์ชันที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำ ผลิตจากกราไฟต์บริสุทธิ์สูงที่ขึ้นรูปด้วยกระบวนการไอโซโมลด์หรืออัดรีด มักมีรูปทรงเป็นแผ่นกลม มีช่อง หรือรูปทรงที่กำหนดเองรูปทรงเรขาคณิตสามมิติที่ออกแบบมาให้เหมาะสมกับห้องปฏิกิริยาเฉพาะ

ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องปฏิกรณ์การตกตะกอนไอสารเคมี (CVD), การตกตะกอนไอสารเคมีโลหะอินทรีย์ (MOCVD) และเครื่องปฏิกรณ์การประมวลผลความร้อนอย่างรวดเร็ว (RTP) หน้าที่หลักของแท่นวางคือการยึดแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ให้แน่นหนาพร้อมทั้งทำหน้าที่เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนหลัก โดยใช้กลไกการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วยกราไฟต์ ส่วนประกอบนี้จะดูดซับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่วิทยุ (RF) หรือไมโครเวฟอย่างรวดเร็วและแปลงเป็นพลังงานความร้อนที่สม่ำเสมอ ทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำในระดับมิลลิวินาทีทั่วพื้นผิวเวเฟอร์

2. ส่วนประกอบของวัสดุและโครงสร้างจุลภาค: เหตุใดจึงใช้กราไฟต์ไอโซสแตติก + การเคลือบ SiC แบบ CVD?

กราไฟต์ดิบที่ไม่มีการเคลือบผิวไม่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรงและข้อกำหนดด้านความสะอาดที่เข้มงวดของการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ได้ ตัวรองรับกราไฟต์ประสิทธิภาพสูงในปัจจุบันใช้ระบบคอมโพสิตสองชั้นแบบพิเศษ:

(1) ซับสเตรตกราไฟต์ไอโซสแตติกความบริสุทธิ์สูง

วัสดุพื้นฐานหลักผลิตขึ้นโดยใช้กราไฟต์ที่อัดด้วยแรงดันไอโซสแตติก การปรับการจัดเรียงผลึกขนาดเล็กของกราไฟต์ให้เหมาะสม ทำให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นเนื้อเดียวกัน มีรูพรุนต่ำ และมีความแข็งแรงดัดงอเชิงกลสูง ซึ่งเป็นรากฐานที่เหมาะสมสำหรับการขึ้นรูปด้วยไมโครแมชชีนนิ่งสำหรับรูปทรงเรขาคณิตของช่องใส่เวเฟอร์ที่ซับซ้อน

(2) การเคลือบป้องกันซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) CVD

การใช้กระบวนการ Chemical Vapor Deposition (CVD) จะสร้างชั้นของ B-SiC ผลึกหลายเหลี่ยมที่มีความหนาแน่นสูง (โดยทั่วไปมีความหนา 10 ถึง 100 ไมโครเมตร และมีความบริสุทธิ์ 99.999%) บนพื้นผิวของกราไฟต์ การเคลือบนี้จะปิดผนึกรูพรุนขนาดเล็กบนพื้นผิวกราไฟต์ได้อย่างสมบูรณ์ ป้องกันการหลุดร่วงของอนุภาค และเป็นเกราะป้องกันก๊าซกัดกร่อน เช่น HCl, NH₃ และสารประกอบฟลูออริเนตได้อย่างดีเยี่ยม

3. คุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญและข้อกำหนดของวัสดุ

จากผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการอย่างเข้มงวดและมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ได้รับการรับรอง ตัวรองรับรังสีแกรไฟต์เคลือบความบริสุทธิ์สูงแสดงพารามิเตอร์ทางกายภาพที่สำคัญดังต่อไปนี้:

ข้อได้เปรียบด้านวิศวกรรมหลัก:

1. ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีเยี่ยมสามารถทนต่อวัฏจักรการให้ความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วต่อเนื่อง (สูงกว่า 1500°C) โดยไม่เกิดการแต cracking หรือการแยกชั้น

2. ความเฉื่อยทางเคมีทนทานต่อการเสื่อมสภาพจาก H2, NH3, ก๊าซซิเลน และสารเคมีทำความสะอาดที่มีฤทธิ์รุนแรงได้อย่างสมบูรณ์

3. การจับคู่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE)กระบวนการเคลือบ SiC ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ VET Energy ช่วยให้พฤติกรรมการขยายตัวทางความร้อนของชั้นเคลือบ SiC สอดคล้องกับแกนกราไฟต์ ซึ่งช่วยป้องกันการแตกร้าวของชั้นเคลือบที่อุณหภูมิสูงมาก

4. บทบาทและการประยุกต์ใช้ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

ตัวรองรับกราไฟต์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่สำคัญในขั้นตอนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์หลายขั้นตอน:

(1) การเจริญเติบโตของเอพิแท็กเซียล (Epi) ของ CVD และ MOCVD

ในกระบวนการผลิต GaN LED, การปลูกผลึก SiC บนแผ่นเวเฟอร์กำลัง และการปลูกผลึกบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ความหนาของฟิล์มและความสม่ำเสมอของการเจือสารขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอของสนามความร้อนเป็นอย่างมาก ตัวรองรับความร้อนกราไฟต์จะกระจายความร้อนอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งแผ่นเวเฟอร์เดี่ยวหรือหลายแผ่นในระหว่างการหมุน ช่วยลดการโก่งงอหรือรอยเลื่อนของแผ่นเวเฟอร์ที่เกิดจากความเครียดทางความร้อน

(2) การเติบโตของผลึกเดี่ยว (วิธี PVT)

ในระหว่างการเจริญเติบโตของผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) และแซฟไฟร์โดยวิธีการขนส่งไอระเหยทางกายภาพ (PVT) ตัวรองรับจะกำหนดการไล่ระดับของโซนความร้อน ซึ่งจะช่วยชี้นำการก่อตัวของแท่งผลึกเดี่ยวโดยตรงและลดความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อน

(3) การประมวลผลความร้อนอย่างรวดเร็ว (RTP) และการอบอ่อน

ด้วยการใช้ประโยชน์จากความร้อนเหนี่ยวนำของตัวรองรับกราไฟต์ที่มีประสิทธิภาพสูง แพลตฟอร์มนี้จึงสามารถตอบสนองความร้อนได้อย่างรวดเร็วเป็นพิเศษ ซึ่งจำเป็นสำหรับการอบอ่อนโครงสร้างผลึกและการสร้างรอยต่อหลังการฝังไอออน

5. เหตุใดจึงควรเลือก VET Energy?

ด้วยข้อกำหนดที่เข้มงวดด้านความยืดหยุ่นของห่วงโซ่อุปทาน ความบริสุทธิ์สูง และอายุการใช้งานที่ยาวนานวีที เอนเนอร์จีโดดเด่นในฐานะพันธมิตรด้านวิศวกรรมระดับโลกที่น่าเชื่อถือ:

1. การขึ้นรูปไมโครด้วยความแม่นยำสูงเครื่องจักร CNC แบบหลายแกนช่วยให้สามารถสร้างช่องเวเฟอร์ที่ซับซ้อน ร่องขนาดเล็ก และช่องก๊าซตามหลักอากาศพลศาสตร์แบบกำหนดเองได้ด้วยความคลาดเคลื่อนระดับไมโครเมตร

2. การตกตะกอน SiC แบบ CVD ความหนาแน่นสูงขั้นสูงกระบวนการ CVD ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของเราสามารถสร้างสารเคลือบ SiC ที่มีความหนาแน่นสูง ขัดเงาได้เหมือนกระจก และยืดอายุการใช้งานภายใต้สภาวะความร้อนได้มากกว่า 30%

3. สภาพแวดล้อมการประมวลผลที่สะอาดเป็นพิเศษกระบวนการทำให้บริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์และการจัดการในห้องปลอดเชื้อรับประกันว่าปริมาณเถ้าทั้งหมดจะต่ำกว่า 5 ppm อย่างสม่ำเสมอ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ (OEM)มาตรฐานเยี่ยมยอด

4. ต้นทุนการเป็นเจ้าของที่เหมาะสมที่สุด (CoO)VET Energy มอบระยะเวลานำส่งที่รวดเร็วขึ้น พร้อมอัตราส่วนราคาต่อประสิทธิภาพที่แข่งขันได้ ช่วยให้ผู้ผลิตชิปลดค่าใช้จ่ายด้านวัสดุสิ้นเปลืองได้