Application des céramiques de carbure de silicium dans le domaine des semi-conducteurs

Le matériau privilégié pour les pièces de précision des machines de photolithographie

Dans le domaine des semi-conducteurs,céramique de carbure de siliciumles matériaux sont principalement utilisés dans les équipements clés pour la fabrication de circuits intégrés, tels que la table de travail en carbure de silicium, les rails de guidage,réflecteurs, mandrin d'aspiration en céramique, bras, disques de meulage, fixations, etc. pour machines de lithographie.

Pièces en céramique de carbure de siliciumpour équipements semi-conducteurs et optiques

● Disque abrasif en céramique de carbure de silicium. Si le disque abrasif est en fonte ou en acier au carbone, sa durée de vie est courte et son coefficient de dilatation thermique est élevé. Lors du traitement des plaquettes de silicium, en particulier lors du meulage ou du polissage à grande vitesse, l'usure et la déformation thermique du disque de meulage rendent difficile la garantie de la planéité et du parallélisme de la plaquette de silicium. Le disque de meulage en céramique de carbure de silicium a une dureté élevée et une faible usure, et le coefficient de dilatation thermique est fondamentalement le même que celui des plaquettes de silicium, il peut donc être meulé et poli à grande vitesse.
● Fixation en céramique de carbure de silicium. De plus, lors de la production de plaquettes de silicium, elles doivent subir un traitement thermique à haute température et sont souvent transportées à l'aide de supports en carbure de silicium. Ils sont résistants à la chaleur et non destructifs. Du carbone de type diamant (DLC) et d'autres revêtements peuvent être appliqués sur la surface pour améliorer les performances, atténuer les dommages aux plaquettes et empêcher la propagation de la contamination.
● Table de travail en carbure de silicium. En prenant comme exemple la table de travail de la machine de lithographie, la table de travail est principalement responsable de l'achèvement du mouvement d'exposition, nécessitant un mouvement d'ultra-précision de niveau nanométrique à grande vitesse, à grande course et à six degrés de liberté. Par exemple, pour une machine de lithographie avec une résolution de 100 nm, une précision de superposition de 33 nm et une largeur de ligne de 10 nm, la précision de positionnement de la table de travail doit atteindre 10 nm, les vitesses de pas et de balayage simultanées du masque et de la plaquette de silicium sont de 150 nm/s. et 120 nm/s respectivement, et la vitesse de balayage du masque est proche de 500 nm/s, et la table de travail doit avoir une très grande précision de mouvement et stabilité.

Schéma de principe de la table de travail et de la table micro-motion (coupe partielle)

● Miroir carré en céramique de carbure de silicium. Les composants clés des équipements de circuits intégrés clés tels que les machines de lithographie ont des formes complexes, des dimensions complexes et des structures légères creuses, ce qui rend difficile la préparation de tels composants céramiques en carbure de silicium. Actuellement, les principaux fabricants internationaux d'équipements de circuits intégrés, tels que ASML aux Pays-Bas, NIKON et CANON au Japon, utilisent une grande quantité de matériaux tels que le verre microcristallin et la cordiérite pour préparer des miroirs carrés, composants essentiels des machines de lithographie, et utilisent du carbure de silicium. céramiques pour préparer d’autres composants structurels performants et de formes simples. Cependant, les experts de l'Institut chinois de recherche sur les matériaux de construction ont utilisé une technologie de préparation exclusive pour réaliser la préparation de miroirs carrés en céramique de carbure de silicium de grande taille, de forme complexe, très légers et entièrement fermés, ainsi que d'autres composants optiques structurels et fonctionnels pour les machines de lithographie.