Τα κεραμικά ακριβείας, ειδικά τα προηγμένα δομικά κεραμικά, είναι απαραίτητα υλικά στην κατασκευή ημιαγωγών υψηλών προδιαγραφών, διαπερνώντας ολόκληρη την αλυσίδα της βιομηχανίας από την κατασκευή τσιπ, τη δοκιμή και τη συσκευασία. Κεραμικά ακριβείας όπως αλουμίνα, νιτρίδιο πυριτίου, νιτρίδιο αλουμινίου και καρβίδιο του πυριτίου, που πληρούν πλήρως τις αυστηρές απαιτήσεις των διεργασιών ημιαγωγών για υψηλή καθαρότητα, υψηλή αντοχή στη θερμότητα, υψηλή αντοχή στη φθορά, στιβαρή αντίσταση στη διάβρωση και ανώτερη ηλεκτρική μόνωση. Στον εξοπλισμό ημιαγωγών, τα κεραμικά ακριβείας αντιπροσωπεύουν περίπου το 16% της συνολικής αξίας και εφαρμόζονται ευρέως στην κατασκευή εξαρτημάτων για εξοπλισμό, συμπεριλαμβανομένων μηχανών στίλβωσης πλακιδίων, εξοπλισμού θερμικής επεξεργασίας, μηχανών λιθογραφίας, εξοπλισμού εναπόθεσης, εξοπλισμού χάραξης και μηχανημάτων εμφύτευσης ιόντων.

Διαδικασία Αίτησης	Κεραμικά εξαρτήματα
ΔΕΑ	Τραπέζι γυαλίσματος, πλάκα γυαλίσματος, βραχίονας χειρισμού
Φωτολιθογραφία	Τσοκ κενού, τσοκ γκοφρέτας, τραπέζι εργασίας, βραχίονας χειρισμού
Επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας (RTP / Επιτάξια / Οξείδωση / Διάχυση)	Μονωτής, υποδοχέας βάσης, βάρκα γκοφρέτας, σωλήνας φούρνου, κουπί προβόλου
Κατάθεση	Καπάκι θαλάμου, επένδυση θαλάμου, δακτύλιος εναπόθεσης, ηλεκτροστατικό τσοκ, θερμαντήρας, μονωτής ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, φίλτρο θραύσης κενού
Χαράσσω με οξύ	Κορυφή θόλου, σώμα θαλάμου, δακτύλιος εστίασης, ακροφύσιο, ηλεκτροστατικό τσοκ, βραχίονας χειρισμού
Εμφύτευση ιόντων	Ρουλεμάν, τσοκ κενού, ηλεκτροστατικό τσοκ

---

I. Κατασκευή Chip: Core Components

1. Επεξεργασία γκοφρέτας

Α. Ηλεκτροστατικά Τσοκ

Τα ηλεκτροστατικά τσοκ κατασκευάζονται συνήθως από υψηλής καθαρότηταςαλουμίνακαινιτρίδιο αλουμινίουκεραμικά. Η κύρια λειτουργία τους είναι να προσροφούν και να στερεώνουν πλακίδια ημιαγωγών κατά τη διάρκεια διεργασιών όπως η χάραξη, η χημική εναπόθεση ατμών και η φυσική εναπόθεση ατμών. Σε αυτές τις διαδικασίες, τα ηλεκτροστατικά τσοκ πρέπει να έχουν εξαιρετική συνολική επιπεδότητα, ηλεκτρική μόνωση, αντίσταση στη διάβρωση πλάσματος και ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας μέσω ενός εσωτερικού συστήματος θέρμανσης και ψύξης.

Β. Στοιχεία διαδικασίας χάραξης

Εξαρτήματα όπως κεραμικές επενδύσεις, δακτύλιοι εστίασης και δίσκοι διανομής αερίου που χρησιμοποιούνται στους θαλάμους αντίδρασης χάραξης συνήθως εκτίθενται απευθείας σε συνθήκες χάραξης υψηλής θερμοκρασίας και σοβαρής διάβρωσης. Η βιομηχανία χρησιμοποιεί συνήθως οξείδιο του υττρίου, νιτρίδιο αλουμινίου και οξείδιο αλουμινίου για την κατασκευή αυτών των εξαρτημάτων, διασφαλίζοντας ότι έχουν εξαιρετικά ισχυρή αντοχή στη διάβρωση για να αποτρέψουν τη μόλυνση της γκοφρέτας. Το οξείδιο του υττρίου παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε πλάσματα αλογόνου (όπως Cl2 και CF4), καθιστώντας το την προτιμώμενη επιλογή για μηχανές χάραξης υψηλής ποιότητας. Τα κεραμικά νιτριδίου αλουμινίου υψηλής καθαρότητας διαθέτουν εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα, αντοχή στη θερμότητα και μόνωση, με συντελεστή θερμικής διαστολής κοντά σε αυτόν του πυριτίου και παρουσιάζουν εξαιρετική αντίσταση στο πλάσμα, με αποτέλεσμα ομοιόμορφη κατανομή θερμότητας, καθιστώντας τα ιδανική επιλογή για χάραξη εξαρτημάτων.

Γ. Χημική μηχανική στίλβωση

Οι κεραμικές κεφαλές στίλβωσης που χρησιμοποιούνται στον εξοπλισμό χημικής μηχανικής στίλβωσης κατασκευάζονται συνήθως από νιτρίδιο αλουμινίου, επειδή το νιτρίδιο αλουμινίου έχει ανώτερη σκληρότητα, αντοχή στη φθορά και χημική σταθερότητα. Αυτές οι ιδιότητες υλικού επιτρέπουν στις κεραμικές κεφαλές στίλβωσης να λειτουργούν σταθερά σε μακροπρόθεσμα περιβάλλοντα χημικής μηχανικής στίλβωσης για να διατηρούν τη σταθερή πίεση επιπεδότητας στην επιφάνεια του πλακιδίου.

Δ. Εμφύτευση ιόντων

Τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται ως μονωτές, εξαρτήματα και διαφράγματα στις γραμμές δέσμης των διεργασιών εμφύτευσης ιόντων απαιτούν υψηλή μόνωση για την πρόληψη της συσσώρευσης φορτίου και την αντοχή του βομβαρδισμού από δέσμες ιόντων υψηλής ενέργειας. Αλουμίνα καινιτρίδιο πυριτίουδιαθέτουν αξιόπιστες ιδιότητες υλικού, καθιστώντας τα ιδανικά για την κατασκευή εξαρτημάτων σε αυτά τα εξαρτήματα.

2. Εναπόθεση λεπτής μεμβράνης

Τα κεραμικά ακριβείας, όπως το νιτρίδιο του αλουμινίου και η αλουμίνα, μπορούν να παραχθούν ως θερμαντικές πλάκες, υποδοχείς και επενδύσεις θαλάμων σε εξοπλισμό εναπόθεσης χημικών ατμών. Οι ανώτερες ιδιότητες υλικού τους επιτρέπουν να διατηρούν σταθερή απόδοση και να αποτρέπουν την απελευθέρωση ανεπιθύμητων ακαθαρσιών σε δύσκολα περιβάλλοντα λειτουργίας που περιλαμβάνουν υψηλές θερμοκρασίες εργασίας (έως και αρκετές εκατοντάδες βαθμούς Κελσίου) και διαβρωτικά αντιδραστικά αέρια.

3. Θερμική επεξεργασία (διάχυση, οξείδωση)

Υψηλής καθαρότηταςγυαλί χαλαζία(αν και δεν είναι τυπικό κεραμικό, εμπίπτει στην κατηγορία των πυριτικών κεραμικών) καικαρβίδιο του πυριτίουΤα κεραμικά χρησιμοποιούνται συνήθως στην κατασκευή σωλήνων κλιβάνων διάχυσης και σκαφών γκοφρέτας. Το καρβίδιο του πυριτίου έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, μηχανική αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, υψηλή ακαμψία, χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, καλή θερμική ομοιομορφία, αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στη φθορά. Εκτός από τη χρήση του στην παραγωγή σωλήνων φούρνου και σκαφών γκοφρέτας, μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στην παραγωγή και επεξεργασία πλατφορμών XY, βάσεων,δαχτυλίδι εστίασηςs, πλάκες στίλβωσης,τσοκ γκοφρέτας, τσοκ κενού,όπλα μεταφοράς, καικουπιά προβόλου.

---

II. Δοκιμή τσιπ και συσκευασία

1. Κάρτες δοκιμαστικού ανιχνευτή

Τα κεραμικά ακριβείας όπως η αλουμίνα και το νιτρίδιο του αλουμινίου χρησιμοποιούνται συνήθως ως υποστρώματα για κάρτες ανιχνευτών. Αυτά τα κεραμικά υποστρώματα προσφέρουν εξαιρετική μόνωση, επιπεδότητα και σταθερότητα διαστάσεων για να εξασφαλίσουν ότι χιλιάδες μικροανιχνευτές μπορούν να ευθυγραμμιστούν με ακρίβεια με μικροσκοπικά μαξιλαράκια στο τσιπ για δοκιμή ηλεκτρικής απόδοσης.

2. Υπόστρωμα συσκευασίας και περίβλημα

Το νιτρίδιο του αργιλίου και το οξείδιο του βηρυλλίου είναι συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά για την κατασκευή υποστρωμάτων συσκευασίας και περιβλημάτων. Προσφέρουν εξαιρετική ερμητικότητα, υψηλή θερμική αγωγιμότητα και συντελεστή θερμικής διαστολής που ταιριάζει με το πυρίτιο για την αποτελεσματική προστασία του τσιπ και τη διάχυση της θερμότητας κατά τη διάρκεια των κεραμικών συσκευασιών, όπως το CERDIP και το CQFP. Στις μονάδες ισχύος, το υπόστρωμα νιτριδίου αλουμινίου ως μονωτικό στρώμα μπορεί να μεταφέρει αποτελεσματικά τη θερμότητα που παράγεται από το τσιπ σε μεταλλική ψύκτρα, ενώ παράλληλα εξασφαλίζει ηλεκτρική μόνωση μεταξύ των κυκλωμάτων.

---

Τα κεραμικά ακριβείας είναι οι «αφανείς ήρωες» της βιομηχανίας ημιαγωγών. Αν και δεν αποτελούν άμεσα το κύκλωμα του τσιπ, αποτελούν τον ακρογωνιαίο λίθο και τον θεματοφύλακα από τον οποίο εξαρτάται η κατασκευή τσιπ αιχμής. Τα κεραμικά ακριβείας, με τις αξιόπιστες και σταθερές ιδιότητες των υλικών τους, υποστηρίζουν τη βιομηχανία ημιαγωγών να κατασκευάσει μικρότερες, ταχύτερες και πιο στιβαρές συσκευές.