Với các đặc tính đặc biệt như-chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn plasma, độ tinh khiết cao và cách điện cao, gốm sứ tiên tiến đóng vai trò là nguyên liệu thô quan trọng cho các bộ phận chính trong thiết bị bán dẫn trong toàn bộ quy trình-bao gồm khắc axit, lắng đọng màng mỏng-, in thạch bản, CMP, làm sạch và đóng gói/thử nghiệm. Những thành phần này tác động trực tiếp đến hiệu suất chip và độ ổn định của thiết bị. Bài viết này, được cấu trúc xoay quanh quy trình sản xuất chip, xem xét các ứng dụng của linh kiện gốm sứ trong các nhà sản xuất thiết bị trong nước, tiến bộ công nghiệp và hiện trạng thay thế nhập khẩu, theo từng quy trình.
I. Sản xuất wafer
Các thành phần và vật liệu chính: khay gốm, lò sưởi gốm, van bán dẫn, bộ phận buồng chân không (Al₂O₃, Si₃N₄, SiC, v.v.)
Yêu cầu về hiệu suất chính: độ tinh khiết cao,-khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chống sốc nhiệt, độ phẳng cao – để hỗ trợ việc chuẩn bị chất nền cho tấm bán dẫn silicon.
II. Xử lý nhiệt (oxy hóa/khuếch tán/ủ)
Các thành phần và vật liệu chính: Thuyền SiC, bộ phận gốm ống lò, lò sưởi gốm, vòi phun gốm, van gốm
Yêu cầu chính về hiệu suất: khả năng chịu nhiệt độ-cao ( Lớn hơn hoặc bằng 1200 độ ), khả năng chống sốc nhiệt, thoát khí thấp, độ tinh khiết cao – thích hợp cho các quá trình oxy hóa/khuếch tán/ủ ở nhiệt độ cao.
III. Lắng đọng màng mỏng-
Các thành phần và vật liệu chính: lò sưởi gốm (AlN, Al₂O₃, Si₃N₄); vòng lắng đọng, lớp lót buồng, bộ phận phân phối khí (SiC, Al₂O₃)
Yêu cầu chính về hiệu suất: độ đồng đều nhiệt độ có độ chính xác cao-trong khoảng ±1 độ, độ ổn định nhiệt tuyệt vời, lượng khí thoát ra thấp, khả năng chống biến dạng nhiệt độ-cao – thích hợp cho quá trình lắng đọng liên tục trong thời gian dài-.
IV. In thạch bản và lớp phủ/Phát triển
Các thành phần và vật liệu chính: bệ đỡ chính xác, mâm cặp chân không bằng gốm, giá đỡ mặt nạ, đế giảm rung-(cordierite, SiC, gốm sứ-kính giãn nở thấp{2}}chẳng hạn như Zerodur); cho thiết bị phủ/phát triển: cánh tay gốm, mâm cặp gốm vi xốp, ngón tay chân không
Yêu cầu chính về hiệu suất:-hệ số giãn nở nhiệt cực thấp, độ phẳng-cực cao ở cấp độ nano, độ cứng cao, giảm rung – để đảm bảo độ phơi sáng-có độ chính xác cao trong kỹ thuật in thạch bản; các bộ phận phủ/đang phát triển cũng yêu cầu khả năng chống ăn mòn hóa học và tạo ra hạt thấp.
V. Khắc
Linh kiện và vật liệu chính: mâm cặp tĩnh điện (Al₂O₃, AlN); vòng lấy nét, vòi hoa sen, tấm phân phối khí, ống lót buồng (SiC, Y₂O₃ làm vật liệu phủ)
Yêu cầu chính về hiệu suất: khả năng chống ăn mòn plasma, độ tinh khiết cực cao, độ rơi hạt thấp, khả năng cách điện cao – thích hợp cho quá trình ăn mòn tần số cao, cường độ- cao.
VI. Cấy ion
Các thành phần và vật liệu chính: van vít bằng gốm, các bộ phận kết cấu bằng gốm cách điện, các bộ phận bằng gốm có khả năng chống-ăn mòn ở nhiệt độ-cao
Yêu cầu chính về hiệu suất: độ tinh khiết cao, điện trở-cao, lượng khí thoát ra thấp, độ ổn định kích thước – thích hợp cho việc truyền và cách ly chùm ion.
VII. CMP (Làm phẳng cơ học hóa học)
Các thành phần và vật liệu chính: mâm cặp gốm, bàn làm việc bằng gốm, tấm gốm xốp
Yêu cầu hiệu suất chính: độ phẳng cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn hóa học – để hỗ trợ quá trình làm phẳng tấm wafer.
VIII. Vệ sinh
Các thành phần và vật liệu chính: vòi phun bằng gốm, van gốm,-các bộ phận cấu trúc bằng gốm chống ăn mòn
Yêu cầu hiệu suất chính: khả năng chống axit/kiềm mạnh, độ tinh khiết cao, phát tán hạt thấp – thích hợp cho môi trường làm sạch ướt.