Khi ngành sản xuất chất bán dẫn phát triển theo hướng kích thước thiết bị nhỏ hơn, năng suất wafer cao hơn và các tiêu chuẩn kiểm soát ô nhiễm ngày càng nghiêm ngặt, thiết bị xử lý nhiệt đang phải đối mặt với những thách thức kỹ thuật chưa từng có. Các quy trình như LPCVD, oxy hóa nhiệt, khuếch tán chất pha tạp và ủ ở nhiệt độ cao hiện nay không chỉ đòi hỏi độ đồng nhất nhiệt độ cao hơn mà còn cần thời gian hoạt động của thiết bị lâu hơn, lượng hạt phát sinh thấp hơn và khả năng lặp lại quy trình được cải thiện.
Mặc dù thường bị bỏ qua so với khí xử lý, ống lò nung hoặc hóa chất lắng đọng, nhưng cần gạt đỡ (cantilever paddle) đóng vai trò then chốt trong việc quyết định cách các tấm bán dẫn hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao. Tại nhiều nhà máy sản xuất chất bán dẫn tiên tiến, nó không còn được coi là một linh kiện tiêu hao đơn giản, mà là một vật liệu quan trọng giúp đảm bảo quá trình xử lý chất bán dẫn ổn định và lặp lại.
Cần gạt SiC là gì?
Thanh đỡ SiC dạng mái chèo là một linh kiện cấu trúc silicon carbide có độ tinh khiết cao, được sử dụng chủ yếu trong các lò khuếch tán bán dẫn và hệ thống LPCVD. Nó thường được thiết kế như một cấu trúc dầm консоль dài có khả năng đỡ các khay đựng tấm wafer thạch anh hoặc SiC trong quá trình xử lý ở nhiệt độ cao.
Linh kiện này thường được sản xuất bằng cách sử dụng:
● Cacbua silic tái kết tinh (RSiC)
● Cacbua silic lắng đọng bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD SiC)
● Vật liệu SiC liên kết phản ứng mật độ cao
Theo dữ liệu vật liệu được công bố bởi CoorsTek và Saint-Gobain Performance Ceramics, vật liệu SiC có độ tinh khiết cao thường thể hiện các đặc tính sau:
● Độ dẫn nhiệt: khoảng 120–200 W/m·K ở nhiệt độ phòng
● Nhiệt độ hoạt động tối đa trong môi trường khí trơ: trên 1600°C.
● Hệ số giãn nở nhiệt (CTE): xấp xỉ 4,0–4,5×10⁻⁶/K.
● Khả năng chống chịu tuyệt vời với HCl, NH₃, O₂ và các hóa chất clo hóa trong quy trình sản xuất.
Vai trò của thanh đỡ SiC trong quy trình LPCVD
Trong tất cả các ứng dụng, hệ thống LPCVD là một trong những trường hợp sử dụng quan trọng nhất đối với các thanh đỡ SiC.
Các quy trình như sau:
● Quá trình lắng đọng polysilicon.
● silicon nitrit (Si₃N₄).
● Phương pháp lắng đọng oxit ở áp suất thấp.
Thông thường, thiết bị hoạt động ở nhiệt độ từ 500°C đến 900°C, thường trong các chu kỳ vận hành dài và môi trường hóa chất có tính phản ứng cao.
Bên trong các hệ thống này, cần gạt thực hiện đồng thời một số chức năng thiết yếu.
Thứ nhất, nó cung cấp khả năng vận chuyển cơ học ổn định cho các khay đựng wafer khi đi vào và ra khỏi ống lò nung. Vì các lò nung thẳng đứng hiện đại có thể chứa hàng trăm wafer mỗi mẻ, ngay cả sự biến dạng nhỏ của cánh khuấy cũng có thể dẫn đến sai lệch wafer, khoảng cách không ổn định hoặc tích tụ ứng suất cơ học.
Thứ hai, cánh khuấy đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính đồng nhất nhiệt. Độ dẫn nhiệt cao của SiC cho phép nhiệt phân bố đều hơn dọc theo cấu trúc đỡ, giảm thiểu sự chênh lệch nhiệt độ cục bộ có thể ảnh hưởng đến tính đồng nhất của quá trình lắng đọng.
Thứ ba, việc giảm thiểu phát sinh hạt là rất quan trọng. Các hạt bán dẫn là nguyên nhân trực tiếp làm giảm năng suất, đặc biệt trong sản xuất bán dẫn logic và công suất tiên tiến. Nhờ cấu trúc gốm đặc và khả năng chống ăn mòn mạnh, SiC có độ tinh khiết cao giúp giảm đáng kể nguy cơ phát sinh hạt so với các vật liệu truyền thống.
Trong các dây chuyền sản xuất LPCVD tiên tiến, độ ổn định kích thước lâu dài của cánh khuấy ảnh hưởng trực tiếp đến:
● Độ dày màng phim không đồng đều.
● Độ lặp lại giữa các tấm wafer.
● Thời gian hoạt động của lò nung.
Ningbo VET Energy chuyên sản xuất các linh kiện bán dẫn tiên tiến như than chì, gốm silicon carbide và các linh kiện phủ CVD được thiết kế cho môi trường sản xuất bán dẫn đòi hỏi khắt khe.
Các sản phẩm bán dẫn cốt lõi bao gồm:
● Mái chèo dạng đòn bẩy SiC
● Chất nhạy cảm than chì được phủ SiC
● Khay đựng wafer phủ SiC
● Các linh kiện hình bán nguyệt phủ SiC
● Nồi nung composite cacbon-cacbon
● Nỉ than chì mềm & Nỉ than chì cứng
Các sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong:
● Hệ thống epitaxy
● Lò phản ứng LPCVD
● Lò khuếch tán
● Hệ thống nuôi cấy tinh thể SiC
● Thiết bị xử lý nhiệt độ cao.
Với sự phát triển nhanh chóng của SiC và sản xuất chất bán dẫn công suất cao, nhu cầu về các linh kiện lò nung có độ tinh khiết và độ ổn định cao sẽ tiếp tục tăng. Trong bối cảnh này, công nghệ cánh khuấy SiC dạng đòn bẩy sẽ vẫn là một trong những yếu tố nền tảng hỗ trợ quá trình xử lý chất bán dẫn thế hệ tiếp theo.
Thời gian đăng bài: 14 tháng 5 năm 2026