탄탄한 실리콘 카바이드의 사용

고체 실리콘 카바이드 SIC는 실리콘 (SI) 및 탄소 (C)로 구성된 고급 세라믹 재료입니다. 그것은 자연에서 널리 발견되는 물질이 아니며 일반적으로 고온 합성이 필요합니다. 물리적 및 화학적 특성의 독특한 조합은 극한 환경, 특히 반도체 제조에서 잘 수행되는 핵심 재료입니다.

Ⅰ. 고체 실리콘 탄화물의 주요 물리적 특성 (고체 SIC)

▶ 높은 경도 및 내마모성 :

SIC의 MOHS 경도는 약 9-9.5이며, 이는 다이아몬드에 이어 두 번째입니다. 이것은 흠집과 내마모성을 제공하며 기계적 스트레스 또는 입자 침식을 견딜 필요가있는 환경에서 잘 작동합니다.

▶ 우수한 고온 강도 및 안정성

1.

2. 열 팽창 계수가 낮 으면 차원 안정성이 우수하고 온도가 크게 변할 때 변형 또는 균열이 발생하지 않음을 의미합니다.

▶ 높은 열전도율 :

다른 많은 세라믹 재료와 달리 SIC는 비교적 높은 열전도율을 가지고 있습니다. 이를 통해 열 효율적으로 열을 수행하고 소산 할 수 있으며, 이는 정확한 온도 제어 및 균일 성이 필요한 응용 분야에 중요합니다.

우수한 화학적 불활성 및 부식 저항 :

SIC는 고온에서도 반도체 공정 (플라즈마 환경에서 불소 기반 및 염소 기반 가스와 같은)에 일반적으로 사용되는 대부분의 강산, 강한 염기 및 부식성 가스에 대해 매우 강한 내성을 나타냅니다. 이는 공정 챔버 성분이 부식 또는 오염되는 것을 방지하는 데 중요합니다.

▶ 고순도의 잠재력 :

매우 높은 순도 SIC 코팅 또는 고체 SIC 부품은 특정 제조 공정 (예 : 화학 증기 증착 -CVD)을 통해 생산 될 수 있습니다. 반도체 제조에서, 재료 순도는 웨이퍼의 오염 수준과 최종 제품의 수율에 직접 영향을 미칩니다.

▶ 높은 강성 (Young 's Modulus) :

SIC에는 높은 젊은 모듈러스가 있습니다. 즉, 부하에서 변형하기 쉽지 않습니다. 이것은 정확한 모양과 크기 (예 : 웨이퍼 캐리어)를 유지 해야하는 구성 요소에 매우 중요합니다.

▶ 조정 가능한 전기 특성 :

그것은 종종 절연체 또는 반도체 (결정 형태 및 도핑에 따라 다름)로 사용되지만 높은 저항력은 일부 구성 요소 응용 분야에서 혈장 행동을 관리하거나 불필요한 아크 방전을 방지하는 데 도움이됩니다.

Ⅱ. 반도체 제조에서 고체 실리콘 카바이드 (고체 SIC) 완제품의 특정 응용 및 장점

상기 물리적 특성에 기초하여, Solid SIC는 다양한 정밀 구성 요소로 제조되며 반도체 프론트 엔드 프로세스의 여러 주요 링크에서 널리 사용됩니다.

1) 솔리드 SIC 웨이퍼 캐리어 (고체 SIC 웨이퍼 캐리어 / 보트) :

애플리케이션:

고온 공정 (예 : 확산, 산화, LPCVD- 저압 화학 증기 증착)에서 실리콘 웨이퍼를 운반하고 전달하는 데 사용됩니다.

장점 분석 :

1. 고온 안정성 : 1000 ° C를 초과하는 공정 온도에서, SIC 캐리어는 석영만큼 쉽게 연화, 변형 또는 처진을하지 않으며, 웨이퍼 간격을 정확하게 유지하여 공정 균일 성을 보장 할 수 있습니다.

2. 긴 수명과 낮은 입자 생성 : SIC의 경도와 내마모성은 석영을 훨씬 능가하며, 웨이퍼를 오염시키기 위해 작은 입자를 생산하는 것은 쉽지 않습니다. 서비스 수명은 일반적으로 쿼츠 캐리어의 서비스 수명 또는 수십 배에 따라 교체 빈도 및 유지 보수 비용이 줄어 듭니다.

3. 화학적 불활성 : 공정 분위기에서 화학적 침식에 저항하고 자체 재료의 강수량으로 인한 웨이퍼의 오염을 줄일 수 있습니다.

4. 열전도도 : 우수한 열전도율은 캐리어와 웨이퍼의 빠르고 균일 한 가열 및 냉각을 달성하여 공정 효율과 온도 균일 성을 향상시킵니다.

5. 고순도 : 불순물 제어를위한 고급 노드의 엄격한 요구 사항을 충족시키기 위해 고순도 SIC 캐리어를 제조 할 수 있습니다.

사용자 가치 :

공정 안정성을 향상시키고, 제품 수율을 높이고, 구성 요소 고장 또는 오염으로 인한 다운 타임을 줄이고, 장기적으로 전체 소유권 비용을 줄입니다.

2) 단단한 SIC 디스크 형 / 가스 샤워 헤드 :

애플리케이션:

플라즈마 에칭, 화학 증기 증착 (CVD), 원자 층 증착 (ALD) 등과 같은 장비의 반응 챔버 상단에 설치되어 공정 가스를 아래의 웨이퍼 표면에 골고루 분배하는 것을 담당합니다.

우위 분석 :

1. 혈장 내성 : 고 에너지, 화학적으로 활성 혈장 환경에서 SIC 샤워 헤드는 석영 또는 알루미나보다 훨씬 우수한 혈장 폭격 및 화학 부식에 매우 강한 저항성을 나타냅니다.

2. 균일 성 및 안정성 : 정밀 상급 SIC 샤워 헤드는 가스 흐름이 전체 웨이퍼 표면에 균등하게 분포되도록 할 수 있으며, 이는 필름 두께, 조성 균일 성 또는 에칭 속도의 균일성에 중요합니다. 장기 안정성이 우수하며 변형되거나 막기가 쉽지 않습니다.

3. 열 관리 : 우수한 열전도율은 샤워 헤드 표면의 온도 균일 성을 유지하는 데 도움이되며, 이는 많은 열에 민감한 증착 또는 에칭 프로세스에 중요합니다.

4. 낮은 오염 : 고순도와 화학적 불활성은 샤워 헤드 자체 재료의 오염을 공정으로 줄입니다.

사용자 가치 :

공정 결과의 균일 성과 반복성을 크게 향상시키고, 샤워 헤드의 서비스 수명을 연장하고, 유지 보수 시간과 입자 문제를 줄이며,보다 진보되고보다 엄격한 프로세스 조건을 지원합니다.

3) 솔리드 SIC 에칭 포커싱 링 (Solid Sic Etching 포커싱 링 / 에지 링) :

애플리케이션:

혈장 에칭 장비 (예 : 용량 커플 링 플라즈마 CCP 또는 유도 결합 플라즈마 ICP Etcher)에 주로 사용되며, 일반적으로 웨이퍼를 둘러싼 웨이퍼 캐리어 (척)의 가장자리에 배치됩니다. 그 기능은 혈장의 다른 성분을 보호하면서 웨이퍼 표면에서 더 고르게 작용하도록 혈장을 제한하고 안내하는 것입니다.

우위 분석 :

1. 혈장 침식에 대한 강한 저항 : 이것은 SIC 포커싱 링의 가장 두드러진 이점입니다. 극도로 공격적인 에칭 플라즈마 (예 : 불소 또는 염소 함유 화학 물질)에서, SIC는 석영, 알루미나 또는 yttria (yttrium 산화물)보다 훨씬 느리게 착용하며 매우 긴 수명을 가지고 있습니다.

2. 중요한 치수 유지 : 높은 경도와 강성성은 SIC 포커싱 링이 오랜 사용 기간 동안 정확한 모양과 크기를 더 잘 유지할 수있게 해주므로 플라즈마 형태를 안정화시키고 균일 성을 에칭하는 데 중요합니다.

3. 낮은 입자 생성 : 내마모성으로 인해 성분 노화에 의해 생성 된 입자를 크게 감소시켜 수율을 향상시킵니다.

4. 고순도 : 금속 또는 기타 불순물의 도입을 피하십시오.

사용자 가치 :

구성 요소 교체주기를 크게 연장하고 유지 보수 비용 및 장비 다운 타임을 크게 줄입니다. 에칭 프로세스의 안정성과 반복성을 향상시킵니다. 결함을 줄이고 고급 칩 제조의 수율을 향상시킵니다.

ⅲ.요약

솔리드 실리콘 카바이드는 높은 경도, 높은 융점, 높은 열전도율, 우수한 화학적 안정성 및 부식 저항의 고유 한 물리적 특성 조합으로 인해 현대 반도체 제조에서 필수적인 주요 재료 중 하나가되었습니다. 웨이퍼를 운반하는 캐리어이든, 가스 분포 제어를위한 샤워 헤드 또는 플라즈마 안내를위한 초점 링이든, 솔리드 SIC 제품은 칩 제조업체가 탁월한 성능과 신뢰성으로 점점 엄격한 프로세스 문제에 대처하고 생산 효율성 및 제품 수율을 향상시켜 전체 반도체 산업의 지속 가능한 개발을 촉진합니다.

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