Ứng dụng của gốm silicon carbide trong lĩnh vực bán dẫn

Vật liệu được ưa chuộng cho các bộ phận chính xác của máy quang khắc

Trong lĩnh vực bán dẫn,gốm silicon carbidevật liệu chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị chính để sản xuất mạch tích hợp, chẳng hạn như bàn làm việc silicon carbide, thanh dẫn hướng,phản xạ, đầu hút gốm, cánh tay, đĩa mài, đồ gá, v.v. cho máy in thạch bản.

Linh kiện gốm silicon carbidecho thiết bị bán dẫn và quang học

● Đĩa mài gốm silicon carbide. Nếu đĩa mài được làm bằng gang hoặc thép cacbon, tuổi thọ sử dụng của nó ngắn và hệ số giãn nở nhiệt của nó lớn. Trong quá trình xử lý các tấm silicon, đặc biệt là trong quá trình mài hoặc đánh bóng tốc độ cao, sự mài mòn và biến dạng nhiệt của đĩa mài khiến khó đảm bảo độ phẳng và độ song song của tấm silicon. Đĩa mài làm bằng gốm silicon carbide có độ cứng cao và độ mài mòn thấp, và hệ số giãn nở nhiệt về cơ bản giống với tấm silicon, vì vậy nó có thể được mài và đánh bóng ở tốc độ cao.
● Đồ gá gốm silicon carbide. Ngoài ra, khi sản xuất wafer silicon, chúng cần phải trải qua quá trình xử lý nhiệt độ cao và thường được vận chuyển bằng đồ gá silicon carbide. Chúng có khả năng chịu nhiệt và không phá hủy. Carbon giống kim cương (DLC) và các lớp phủ khác có thể được áp dụng trên bề mặt để tăng cường hiệu suất, giảm thiểu hư hỏng wafer và ngăn ngừa ô nhiễm lan rộng.
● Bàn làm việc silicon carbide. Lấy bàn làm việc trong máy in thạch bản làm ví dụ, bàn làm việc chủ yếu chịu trách nhiệm hoàn thành chuyển động phơi sáng, đòi hỏi chuyển động siêu chính xác ở cấp độ nano sáu bậc tự do, hành trình lớn, tốc độ cao. Ví dụ, đối với máy in thạch bản có độ phân giải 100nm, độ chính xác phủ là 33nm và chiều rộng đường là 10nm, độ chính xác định vị bàn làm việc phải đạt 10nm, tốc độ quét và bước đồng thời của mặt nạ-silicon wafer lần lượt là 150nm/giây và 120nm/giây, tốc độ quét mặt nạ gần 500nm/giây, bàn làm việc phải có độ chính xác và độ ổn định chuyển động rất cao.

Sơ đồ của bàn làm việc và bàn chuyển động vi mô (một phần)

● Gương vuông gốm silicon carbide. Các thành phần chính trong thiết bị mạch tích hợp chính như máy in thạch bản có hình dạng phức tạp, kích thước phức tạp và cấu trúc rỗng nhẹ, khiến việc chế tạo các thành phần gốm silicon carbide như vậy trở nên khó khăn. Hiện nay, các nhà sản xuất thiết bị mạch tích hợp quốc tế chính thống, chẳng hạn như ASML ở Hà Lan, NIKON và CANON ở Nhật Bản, sử dụng một lượng lớn vật liệu như thủy tinh vi tinh thể và cordierite để chế tạo gương vuông, các thành phần cốt lõi của máy in thạch bản và sử dụng gốm silicon carbide để chế tạo các thành phần cấu trúc hiệu suất cao khác có hình dạng đơn giản. Tuy nhiên, các chuyên gia từ Viện nghiên cứu vật liệu xây dựng Trung Quốc đã sử dụng công nghệ chế tạo độc quyền để đạt được mục tiêu chế tạo gương vuông gốm silicon carbide kích thước lớn, hình dạng phức tạp, trọng lượng nhẹ, hoàn toàn khép kín và các thành phần quang học cấu trúc và chức năng khác cho máy in thạch bản.