Primena silicijum karbidne keramike u oblasti poluprovodnika

Preferirani materijal za precizne dijelove fotolitografskih strojeva

U polju poluprovodnika,silicijum karbidna keramikamaterijali se uglavnom koriste u ključnoj opremi za proizvodnju integrisanih kola, kao što su radni sto od silicijum karbida, vodilice,reflektori, keramička usisna stezna glava, krakovi, brusni diskovi, pribor, itd. za litografske mašine.

Keramički dijelovi od silicijum karbidaza poluvodičku i optičku opremu

● Keramički disk za brušenje od silicijum karbida. Ako je brusni disk izrađen od lijevanog željeza ili ugljičnog čelika, njegov vijek trajanja je kratak, a koeficijent toplinskog širenja je velik. Tokom obrade silikonskih pločica, posebno prilikom brušenja ili poliranja velikom brzinom, habanje i termička deformacija brusne ploče otežava osiguravanje ravnosti i paralelnosti silikonske pločice. Brusni disk napravljen od silicijum karbidne keramike ima visoku tvrdoću i malo habanje, a koeficijent termičkog širenja je u osnovi isti kao kod silicijumskih pločica, tako da se može brusiti i polirati velikom brzinom.
● Keramički učvršćivač od silicijum karbida. Osim toga, kada se proizvode silicijumske pločice, one moraju proći visokotemperaturnu termičku obradu i često se transportuju pomoću silicijum karbida. Otporne su na toplotu i nerazorne su. Ugljik nalik dijamantu (DLC) i drugi premazi mogu se nanijeti na površinu radi poboljšanja performansi, ublažavanja oštećenja pločice i sprječavanja širenja kontaminacije.
● Radni sto od silicijum karbida. Uzimajući za primjer radni sto u litografskoj mašini, radni sto je uglavnom odgovoran za dovršenje pokreta ekspozicije, što zahtijeva ultra-precizno kretanje velike brzine, velikog hoda, šest stupnjeva slobode na nano-nivou. Na primjer, za litografsku mašinu sa rezolucijom od 100 nm, preciznošću preklapanja od 33 nm i širinom linije od 10 nm, potrebna je tačnost pozicioniranja radnog stola da dostigne 10 nm, a istovremene brzine koraka i skeniranja maske i silikonske pločice su 150 nm/s. i 120nm/s respektivno, a brzina skeniranja maske je bliska do 500nm/s, a radni sto mora imati vrlo visoku preciznost i stabilnost kretanja.

Šematski dijagram radnog stola i stola za mikropokrete (djelimični presjek)

● Keramičko kvadratno ogledalo od silicijum karbida. Ključne komponente u ključnoj opremi za integrisana kola, kao što su mašine za litografiju, imaju složene oblike, složene dimenzije i šuplje lagane strukture, što otežava pripremu takvih keramičkih komponenti od silicijum karbida. Trenutno, mejnstrim međunarodni proizvođači opreme za integrisana kola, kao što su ASML u Holandiji, NIKON i CANON u Japanu, koriste veliku količinu materijala kao što su mikrokristalno staklo i kordierit za pripremu kvadratnih ogledala, osnovnih komponenti litografskih mašina, i koriste silicijum karbid keramike za pripremu drugih strukturnih komponenti visokih performansi jednostavnih oblika. Međutim, stručnjaci iz Kineskog instituta za istraživanje građevinskih materijala koristili su vlasničku tehnologiju pripreme kako bi postigli pripremu velikih, složenih, vrlo laganih, potpuno zatvorenih keramičkih kvadratnih ogledala od silicijum karbida i drugih strukturalnih i funkcionalnih optičkih komponenti za litografske mašine.