실리콘카바이드(SiC)세라믹 웨이퍼보트란?

반도체 고온 공정에서 웨이퍼의 취급, 지지 및 열처리는 특수 지지 부품인 웨이퍼 보트에 의존합니다. 공정 온도가 상승하고 청결도 및 입자 제어 요구 사항이 증가함에 따라 기존 석영 웨이퍼 보트는 짧은 서비스 수명, 높은 변형률, 열악한 내식성과 같은 문제가 점차 드러납니다.실리콘 카바이드(SiC) 세라믹 웨이퍼 보트이러한 맥락에서 등장하여 고급 열처리 장비의 핵심 캐리어가 되었습니다.

탄화규소(SiC)는 높은 경도, 높은 열전도율, 우수한 화학적 안정성을 결합한 엔지니어링 세라믹 소재입니다. 고온 소결을 통해 형성된 SiC 세라믹은 우수한 열충격 저항성을 나타낼 뿐만 아니라 산화 및 부식 환경에서도 안정적인 구조와 크기를 유지합니다. 결과적으로 웨이퍼 보트 형태로 제작할 경우 확산, 어닐링, 산화 등의 고온 공정을 안정적으로 지원할 수 있어 1100°C 이상의 온도에서 작동하는 열 공정에 특히 적합합니다.

웨이퍼 보트의 구조는 일반적으로 수십 또는 수백 개의 웨이퍼를 동시에 수용할 수 있는 다층 평행 그리드 구성으로 설계됩니다. 열팽창 계수를 제어하는 ​​데 있어 SiC 세라믹의 장점은 고온 램프업 및 램프다운 공정 중에 열 변형이나 미세 균열이 발생할 가능성을 줄여줍니다. 또한 금속 불순물 함량을 엄격하게 제어할 수 있어 고온에서의 오염 위험을 크게 줄일 수 있습니다. 따라서 전력 장치, SiC MOSFET, MEMS 및 기타 제품 제조와 같이 청결도에 극도로 민감한 공정에 매우 적합합니다.

기존의 석영 웨이퍼 보트에 비해 탄화규소 세라믹 웨이퍼 보트는 일반적으로 고온, 잦은 열 순환 조건에서 서비스 수명이 3~5배 더 깁니다. 더 높은 강성과 변형 저항성을 통해 보다 안정적인 웨이퍼 정렬이 가능해 수율 향상에 도움이 됩니다. 더 중요한 것은 SiC 소재가 빈번한 가열 및 냉각 주기 동안 치수 변화를 최소화하여 웨이퍼 보트 변형으로 인한 웨이퍼 가장자리 치핑 또는 입자 이탈을 줄인다는 점입니다.

제조 측면에서 탄화규소 웨이퍼 보트는 일반적으로 반응 소결(RBSiC), 조밀 소결(SSiC) 또는 압력 보조 소결을 통해 생산됩니다. 일부 고급 제품은 웨이퍼 수준의 정밀도 요구 사항을 충족하기 위해 정밀 CNC 가공 및 표면 연마를 사용합니다. 다양한 제조업체 간의 포뮬러 제어, 불순물 관리 및 소결 공정의 기술적 차이는 웨이퍼 보트의 최종 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

산업 응용 분야에서 탄화규소 세라믹 웨이퍼 보트는 전통적인 실리콘 장치부터 3세대 반도체 재료에 이르기까지 열 처리 공정의 고급 장비 제조업체가 점차 선호하는 선택이 되고 있습니다. 이 제품은 수직형 관상로 및 수평형 산화로와 같은 다양한 열처리 장비에 적합할 뿐만 아니라 고온, 부식성이 높은 환경에서 안정적인 성능을 제공하여 공정 일관성과 장비 용량을 더욱 강력하게 보장합니다.

탄화규소 세라믹 웨이퍼 보트의 점진적인 대중화는 반도체 장비의 핵심 지원 부품에 침투하는 첨단 세라믹 소재의 가속화를 나타냅니다. 기존 석영 소재와 비교하여 고온 안정성, 구조적 강성 및 열 피로 저항성이라는 이점은 더 높은 온도와 더 엄격한 프로세스 창의 지속적인 발전을 위한 신뢰할 수 있는 소재 기반을 제공합니다. 현재 6인치 및 8인치 탄화규소 세라믹 웨이퍼 보트는 반도체 산업의 전력소자 대량생산 열처리 공정에 널리 사용되고 있다. 12인치 사양은 점차 고급 공정과 첨단 생산 라인에 도입되고 있으며, 장비 및 재료 협력의 다음 단계를 위한 중요한 방향이 되고 있습니다. 동시에 2~4인치 웨이퍼 보트는 LED 기판 처리 및 프로세스 검증과 같은 연구 플랫폼 및 특정 프로세스 시나리오에서 계속해서 역할을 수행합니다. 실리콘 카바이드 세라믹 웨이퍼 보트는 안정성, 크기 제어 및 웨이퍼 용량 측면에서 더 큰 이점을 보여주며 관련 세라믹 재료 기술의 지속적인 발전을 주도할 것입니다.