"Pangkalan teras keras" untuk peralatan semikonduktor

2026-04-21

Hari ini, apabila proses pembuatan semikonduktor terus menurun kepada 3nm dan 2nm, had prestasi peralatan semikonduktor sebahagian besarnya bergantung pada sempadan fizikal bahan. Di bawah keadaan kerja yang melampau seperti vakum, suhu tinggi, kakisan kuat, dan getaran frekuensi tinggi, komponen seramik ketepatan telah menjadi "asas teras tegar" untuk menyokong pengeluaran cip kerana kestabilan yang sangat baik. Menurut statistik industri, nilai seramik ketepatan dalam peralatan semikonduktor telah mencapai kira-kira 16%. Daripada goresan bahagian hadapan, pemendapan filem nipis, fotolitografi, kepada pembungkusan dan ujian bahagian belakang, keluasan dan kedalaman aplikasi seramik ketepatan sentiasa berkembang dengan evolusi proses.

1. Serbaguna daripada perlindungan rongga kepada galas beban ketepatan

Alumina kini merupakan seramik oksida yang paling banyak digunakan dan matang secara teknikal dalam peralatan semikonduktor. Kelebihan terasnya ialah kekerasan tinggi, rintangan suhu tinggi dan kestabilan kimia yang sangat baik.

Semasa proses etsa plasma, komponen dalam rongga menghadapi hakisan teruk oleh gas halogen. Seramik alumina ketulenan tinggi mempamerkan rintangan kakisan yang sangat kuat. Aplikasi biasa termasuk pelapik ruang gores, plat pengedaran gas plasma, muncung gas, dan gelang penahan untuk memegang wafer. Untuk meningkatkan lagi prestasi, proses pensinteran isostatik sejuk dan tekanan panas sering digunakan dalam industri untuk memastikan keseragaman struktur mikro dalaman bahan dan mengelakkan pencemaran wafer yang disebabkan oleh limpahan bendasing.

Di samping itu, dengan pembangunan aplikasi optik, seramik alumina telus juga berfungsi dengan baik dalam bidang tingkap cerapan semikonduktor. Berbanding dengan bahan kuarza tradisional, seramik YAG atau seramik alumina ketulenan tinggi menunjukkan hayat yang lebih lama dari segi ketahanan terhadap hakisan plasma, dengan berkesan menyelesaikan titik sakit mengaburkan tingkap cerapan akibat hakisan, sekali gus menjejaskan pemantauan proses.

2. Prestasi puncak pengurusan haba dan penjerapan elektrostatik

Jika alumina ialah pemain "sejagat", maka aluminium nitrida ialah "kuasa khas" untuk senario kuasa tinggi dan fluks haba tinggi.

Pembuatan semikonduktor sangat sensitif terhadap kawalan "haba". Kekonduksian terma seramik aluminium nitrida biasanya 170-230 W/(m·K), yang jauh lebih tinggi daripada alumina. Lebih penting lagi, pekali pengembangan habanya sangat dipadankan dengan bahan silikon kristal tunggal. Sifat ini menjadikan aluminium nitrida sebagai bahan pilihan untuk chuck elektrostatik dan pad pemanas. Semasa pemprosesan wafer 12 inci, chuck elektrostatik perlu menjerap wafer dengan kuat melalui daya Coulomb atau kesan Johnson-Laback, sambil melakukan kawalan suhu yang tepat. Seramik nitrida aluminium bukan sahaja dapat menahan medan elektrik frekuensi tinggi dan voltan tinggi, tetapi juga mengekalkan kestabilan dimensi yang sangat tinggi semasa kenaikan suhu dan penyejukan yang cepat, memastikan wafer tidak beralih atau meledingkan.

Dalam bidang komunikasi optik, dengan permintaan yang tinggi untuk modul optik berkelajuan tinggi 800G malah 1.6T dalam AI dan pusat data, substrat filem nipis dan tebal berbilang lapisan aluminium nitrida juga telah membawa kepada pertumbuhan yang meletup. Ia memberikan pelesapan haba yang sangat baik dan perlindungan kedap udara dalam penghantaran isyarat frekuensi tinggi dan berkelajuan tinggi, dan merupakan sokongan fizikal yang sangat diperlukan untuk proses pembungkusan.

3. Sokongan berdaya tahan terhadap dunia mikro

Seramik ketepatan sering dikritik kerana "rapuh", tetapi dalam proses bahagian belakang semikonduktor, zirkonia menyelesaikan masalah ini dengan keliatan "keluli seramik".

Kesan mengeras yang dihasilkan oleh proses transformasi fasa seramik zirkonia memberikan kekuatan lenturan dan rintangan haus yang sangat tinggi. Ciri ini dilambangkan dalam pisau seramik. Pisau riving seramik adalah teras yang boleh digunakan dalam proses ikatan wayar. Di bawah hentakan salingan beberapa kali sesaat, bahan biasa mudah terkelupas atau haus. Alumina dipertingkatkan dengan doping zirkonium

Bahan ini mempunyai ketumpatan sehingga 4.3g/cm³, yang sangat meningkatkan hayat hujung pisau riving dan memastikan kebolehpercayaan ikatan dawai emas atau tembaga.

4. Peralihan antara penggantian domestik dan penulenan tinggi

Dari perspektif global, pasaran mewah untuk seramik ketepatan telah lama dikuasai oleh syarikat Jepun, Amerika dan Eropah. Pengumpulan syarikat Jepun dalam serbuk seramik elektronik dan proses pengacuan membolehkan mereka mengekalkan kelebihan dalam substrat seramik dan bahagian struktur halus, manakala Amerika Syarikat menduduki kedudukan penting dalam bidang seramik struktur suhu tinggi seperti silikon karbida dan silikon nitrida.

Sungguh membanggakan bahawa industri seramik ketepatan domestik melalui peringkat kritikal daripada "mengejar" kepada "berjalan selari". Dari segi teknologi pengacuan, proses seperti tuangan pita, pengacuan suntikan, dan pengacuan suntikan gel telah menjadi matang. Dalam bidang teknologi pensinteran, seramik silikon nitrida silikon pensinteran (GPS) domestik bersaiz besar telah menembusi sekatan teknikal dan mencapai penggantian domestik.

Bagi jurutera peralatan dan kakitangan perolehan, kebimbangan teknikal masa hadapan akan tertumpu pada tiga dimensi berikut: Yang pertama ialah penulenan ultra tinggi , penyediaan tempatan serbuk gred 5N (99.999%) akan menjadi kunci untuk mengurangkan risiko rantaian bekalan; Yang kedua ialah Penyepaduan fungsi , seperti bahagian seramik bersepadu yang kompleks dengan saluran penderia dan gelung pemanasan, akan mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk teknologi seramik pembuatan aditif (cetakan 3D); Yang ketiga ialah Saiz besar , dengan populariti penuh proses 12-inci, bagaimana untuk memastikan kawalan ubah bentuk bahagian seramik bersaiz besar (seperti cawan sedutan melebihi 450mm) semasa proses pensinteran adalah ekspresi muktamad keupayaan proses.

Kesimpulan

Seramik ketepatan lanjutan bukan sahaja bahagian struktur peralatan semikonduktor, tetapi juga pembolehubah teras yang menentukan hasil proses. Daripada perlindungan rongga etsa, kepada kawalan suhu chuck elektrostatik, kepada pelesapan haba substrat pembungkusan, ketulenan setiap zarah seramik dan turun naik setiap lengkung pensinteran berkait rapat dengan prestasi cip.

Dalam konteks rantaian industri semikonduktor "selamat dan terkawal", ia telah menjadi konsensus bagi pengeluar peralatan untuk meningkatkan daya saing teras mereka dengan memilih rakan kongsi dengan latar belakang penyelidikan dan pembangunan bahan mendalam serta keupayaan pemprosesan ketepatan.

Perundingan perniagaan dan sokongan teknikal

Kami telah terlibat secara mendalam dalam bidang seramik ketepatan selama bertahun-tahun dan komited untuk menyediakan pengeluar peralatan semikonduktor dengan penyelesaian sehenti untuk seramik alumina ketulenan tinggi, aluminium nitrida, zirkonia dan silikon karbida.

Jika anda menghadapi:

Masalah hayat komponen pendek dalam persekitaran plasma yang melampau

Kesesakan terma dalam pembungkusan berkuasa tinggi

Pengesahan penggantian domestik bahagian seramik ketepatan

Selamat datang untuk mengimbas kod QR di bawah untuk menyerahkan keperluan anda dalam talian. Jurutera aplikasi kanan kami akan memberikan anda nasihat teknikal dan penyelesaian penilaian bahan dalam masa 24 jam.