Præcisionskeramik, især avanceret strukturel keramik, er uundværlige materialer i high-end halvlederfremstilling, der gennemsyrer hele industrikæden fra spånfremstilling, test og pakning. Præcisionskeramik som aluminiumoxid, siliciumnitrid, aluminiumnitrid og siliciumcarbid, som fuldt ud opfylder de strenge krav fra halvlederprocesser til høj renhed, høj varmebestandighed, høj slidstyrke, robust korrosionsbestandighed og overlegen elektrisk isolering. I halvlederudstyr udgør præcisionskeramik cirka 16 % af den samlede værdi, og de anvendes i vid udstrækning til fremstilling af komponenter til udstyr, herunder waferpoleringsmaskiner, varmebehandlingsudstyr, litografimaskiner, aflejringsudstyr, ætseudstyr og ionimplantationsmaskiner.

Ansøgningsproces	Keramiske komponenter
CMP	Polerbord, polerplade, håndteringsarm
Fotolitografi	Vakuumpatron, waferpatron, arbejdsbord, håndteringsarm
Højtemperaturbehandling (RTP / Epitaksi / Oxidation / Diffusion)	Isolator, base susceptor, wafer båd, ovnrør, cantilever pagaj
Deponering	Kammerlåg, kammerforing, aflejringsring, elektrostatisk spændepatron, varmelegeme, galvaniseringsisolator, vakuumbrudfilter
Etch	Kuppeltop, kammerhus, fokusring, dyse, elektrostatisk chuck, håndteringsarm
Ionimplantation	Leje, vakuumpatron, elektrostatisk patron

---

I. Chipfremstilling: Kernekomponenter

1. Waferbehandling

A. Elektrostatiske patroner

Elektrostatiske patroner er almindeligvis lavet af høj renhedaluminiumoxidogaluminiumnitridkeramik. Deres hovedfunktion er at adsorbere og fiksere halvlederwafere under processer som ætsning, kemisk dampaflejring og fysisk dampaflejring. I disse processer skal elektrostatiske patroner have fremragende generel planhed, elektrisk isolering, plasmaerosionsmodstand og præcis temperaturkontrol gennem et internt varme- og kølesystem.

B. Ætseproceskomponenter

Komponenter som keramiske foringer, fokusringe og gasfordelingsskiver, der anvendes i ætsningsreaktionskamre, er typisk direkte udsat for høje temperaturer og alvorlige korrosionsætsningsforhold. Industrien bruger typisk yttriumoxid, aluminiumnitrid og aluminiumoxid til at fremstille disse komponenter, hvilket sikrer, at de har ekstrem stærk korrosionsbestandighed for at forhindre dem i at forurene waferen. Yttriumoxid udviser fremragende korrosionsbestandighed i halogenplasmaer (såsom Cl₂ og CF4), hvilket gør det til det foretrukne valg til avancerede ætsemaskiner. Aluminiumnitridkeramik med høj renhed har fremragende termisk ledningsevne, varmebestandighed og isolering med en termisk udvidelseskoefficient tæt på siliciums og udviser fremragende plasmamodstand, hvilket resulterer i ensartet varmefordeling, hvilket gør det til et ideelt valg til ætsning af komponenter.

C. Kemisk mekanisk polering

Keramiske polerhoveder, der bruges i kemisk mekanisk poleringsudstyr, er normalt fremstillet af aluminiumnitrid, fordi aluminiumnitrid har overlegen hårdhed, slidstyrke og kemisk stabilitet. Disse materialeegenskaber gør det muligt for keramiske polerhoveder at fungere stabilt i langsigtede kemisk-mekaniske poleringsmiljøer for at opretholde det konsekvente fladhedstryk på waferoverfladen.

D. Ionimplantation

Komponenter, der bruges som isolatorer, armaturer og bafler i strålelinjerne i ionimplantationsprocesser, kræver høj isolering for at forhindre ladningsakkumulering og modstå bombardement af højenergi-ionstråler. Alumina ogsiliciumnitridhar pålidelige materialeegenskaber, hvilket gør dem ideelle til fremstilling af komponenter i disse komponenter.

2. Tyndfilmsaflejring

Præcisionskeramik, såsom aluminiumnitrid og aluminiumoxid, kan fremstilles som varmeplader, susceptorer og kammerforinger i kemisk dampaflejringsudstyr. Deres overlegne materialeegenskaber giver dem mulighed for at opretholde en stabil ydeevne og forhindre frigivelse af uønskede urenheder under udfordrende driftsmiljøer, der involverer høje arbejdstemperaturer (op til flere hundrede grader Celsius) og ætsende reaktive gasser.

3. Varmebehandling (diffusion, oxidation)

Høj renhedkvarts glas(selvom det ikke er en typisk keramik, falder den ind under kategorien silikatkeramik) ogsiliciumcarbidkeramik er almindeligt anvendt til fremstilling af diffusionsovnsrør og waferbåde. Siliciumcarbid har høj termisk ledningsevne, høj temperatur mekanisk styrke, høj stivhed, lav termisk udvidelseskoefficient, god termisk ensartethed, korrosionsbestandighed og slidstyrke. Udover dets anvendelse i produktionen af ​​ovnrør og waferbåde, kan det også anvendes i produktion og forarbejdning af XY platforme, baser,fokusrings, polere plader,wafer patroner, vakuum patroner,transportarme, ogcantilever pagajer.

---

II. Chiptest og emballering

1. Test sondekort

Præcisions keramik såsom aluminiumoxid og aluminiumnitrid bruges almindeligvis som substrater til probekort. Disse keramiske substrater leverer fremragende isolering, fladhed og dimensionsstabilitet for at sikre, at tusindvis af mikroprober nøjagtigt kan justeres med små puder på chippen til test af elektrisk ydeevne.

2. Pakning af underlag og hus

Aluminiumnitrid og berylliumoxid er almindeligt anvendte materialer til fremstilling af emballagesubstrater og huse. De tilbyder enestående hermeticitet, høj termisk ledningsevne og en termisk ekspansionskoefficient, der matcher silicium for effektivt at beskytte chippen og aflede varme under keramiske pakker, såsom CERDIP og CQFP. I strømmoduler kan aluminiumnitridsubstratet som det isolerende lag effektivt lede den varme, der genereres af chippen, til metalkøleplade, samtidig med at det sikres elektrisk isolation mellem kredsløb.

---

Præcisionskeramik er halvlederindustriens "ubehørte helte". Selvom de ikke direkte udgør chippens kredsløb, er de hjørnestenen og vogteren, som fremstillingen af ​​banebrydende chips afhænger af. Præcisionskeramik, med deres pålidelige og ensartede materialeegenskaber, understøtter halvlederindustrien til at bygge mindre, hurtigere og mere robuste enheder.