Anwendung von Siliziumkarbidkeramik im Halbleiterbereich

Das bevorzugte Material für Präzisionsteile von Fotolithografiemaschinen

Im HalbleiterbereichSiliziumkarbidkeramikMaterialien werden hauptsächlich in Schlüsselgeräten für die Herstellung integrierter Schaltkreise verwendet, wie z. B. Siliziumkarbid-Arbeitstischen, Führungsschienen,Reflektoren, Keramik-Saugfutter, Arme, Schleifscheiben, Vorrichtungen usw. für Lithographiemaschinen.

Teile aus Siliziumkarbid-Keramikfür Halbleiter- und optische Geräte

● Schleifscheibe aus Siliziumkarbid-Keramik. Wenn die Schleifscheibe aus Gusseisen oder Kohlenstoffstahl besteht, ist ihre Lebensdauer kurz und ihr Wärmeausdehnungskoeffizient groß. Bei der Bearbeitung von Siliziumwafern, insbesondere beim Hochgeschwindigkeitsschleifen oder -polieren, erschweren der Verschleiß und die thermische Verformung der Schleifscheibe die Gewährleistung der Ebenheit und Parallelität des Siliziumwafers. Die Schleifscheibe aus Siliziumkarbidkeramik weist eine hohe Härte und einen geringen Verschleiß auf. Der Wärmeausdehnungskoeffizient entspricht im Wesentlichen dem von Siliziumwafern, sodass sie mit hoher Geschwindigkeit geschliffen und poliert werden kann.
● Halterung aus Siliziumkarbid-Keramik. Darüber hinaus müssen Siliziumwafer bei der Herstellung einer Hochtemperatur-Wärmebehandlung unterzogen werden und werden häufig mithilfe von Vorrichtungen aus Siliziumkarbid transportiert. Sie sind hitzebeständig und zerstörungsfrei. Diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC) und andere Beschichtungen können auf die Oberfläche aufgetragen werden, um die Leistung zu verbessern, Waferschäden zu lindern und die Ausbreitung von Verunreinigungen zu verhindern.
● Arbeitstisch aus Siliziumkarbid. Am Beispiel des Arbeitstisches in der Lithographiemaschine ist der Arbeitstisch hauptsächlich für den Abschluss der Belichtungsbewegung verantwortlich und erfordert eine Hochgeschwindigkeitsbewegung mit großem Hub und sechs Freiheitsgraden auf Nanoebene und ultrapräziser Bewegung. Beispielsweise muss für eine Lithographiemaschine mit einer Auflösung von 100 nm, einer Überlagerungsgenauigkeit von 33 nm und einer Linienbreite von 10 nm die Positionierungsgenauigkeit des Arbeitstisches 10 nm erreichen, die gleichzeitige Schritt- und Scangeschwindigkeit von Maske und Siliziumwafer beträgt 150 nm/s bzw. 120 nm/s, und die Maskenscangeschwindigkeit liegt nahe bei 500 nm/s, und der Arbeitstisch muss eine sehr hohe Bewegungsgenauigkeit und Stabilität aufweisen.

Schematische Darstellung des Arbeitstisches und Mikrobewegungstisches (Teilschnitt)

● Quadratischer Spiegel aus Siliziumkarbid-Keramik. Schlüsselkomponenten in wichtigen integrierten Schaltkreisgeräten wie Lithographiemaschinen haben komplexe Formen, komplexe Abmessungen und hohle, leichte Strukturen, was die Herstellung solcher Siliziumkarbid-Keramikkomponenten erschwert. Derzeit verwenden gängige internationale Hersteller von integrierten Schaltkreisen wie ASML in den Niederlanden, NIKON und CANON in Japan eine große Menge an Materialien wie mikrokristallines Glas und Cordierit, um quadratische Spiegel, die Kernkomponenten von Lithographiemaschinen, herzustellen, und verwenden Siliziumkarbid Keramik zur Herstellung anderer leistungsstarker Strukturbauteile mit einfachen Formen. Experten des China Building Materials Research Institute haben jedoch proprietäre Vorbereitungstechnologien eingesetzt, um die Herstellung großer, komplex geformter, äußerst leichter, vollständig geschlossener quadratischer Siliziumkarbid-Keramikspiegel und anderer struktureller und funktioneller optischer Komponenten für Lithographiemaschinen zu erreichen.