碳化硅陶瓷：半导体制程中越来越离不开的精密零部件材料

时间：2024-11-26

碳化硅（SiC）作为一种性能优异的结构陶瓷材料具备：

（1）密度高

（2）热传导率高

（3）弯曲强度大

（4）弹性模数大

（5）抗腐蚀性强

（6）耐高温等特性

（7）不易产生弯曲应力变形和热应变，能够适应晶圆外延

（8）刻蚀等制造环节的强腐蚀性

（9）超高温的恶劣反应环境，因此在研磨抛光

（10）外延/氧化/扩散等热处理、光刻、沉积、刻蚀，离子注入等半导体制程中得到了广泛应用。

碳化硅研磨盘晶

碳化硅夹具、反应腔内的零部件等

·陶瓷臂

在硅晶片生产时，需要经过高温热处理，常使用机械臂搬送、运输以及定位半导体晶圆。

·反应腔内的零部件

热处理工艺所使用到的半导体设备有氧化炉（又分为卧式炉和立式炉）、快速热处理（RTP，RapidThermalProcessing）设备等。

碳化硅工件台、陶瓷方镜、光罩薄膜

光刻主要是利用光学系统将光源发出的光束聚焦并投射到硅片上，以实现电路图形的曝光，方便后续刻蚀，其精度直接决定集成电路的性能和良率。作为芯片制造最为顶级的设备之一，光刻机内部包含高达上十万个零部件，且为了确保电路的性能、精度，无论对光刻机系统中的光学元件还是零部件的精度都有着极高的要求。碳化硅陶瓷在其中的应用主要包括：工件台、陶瓷方镜等。

·工件台

光刻机工件台主要起承载晶圆并完成曝光运动的作用。

·光罩薄膜

光罩又称光掩膜主要作用是通过遮罩传输光并在光敏材料上形成图案。不过当EUV 光照射到光罩上时会散发热量，温度可能升至600 至1,000摄氏度之间，可能会使收到热损坏。因此，通常需要在光照上沉积一层碳化硅薄膜。

·陶瓷方镜

光刻机的关键技术之一是工件台与掩模台的同步运动控制，其精度直接影响光刻机的光刻精度与良率，而工件台方镜就是工件台扫描定位反馈测量系统的重要组成部分。

聚焦环等

目前刻蚀设备中CVD碳化硅零部件包含聚焦环、气体喷淋头、托盘、边缘环等。而沉积设备中则有室盖、腔内衬、SiC涂层石墨基座等。

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