半導体製造装置に使用される先進セラミックスの包括的な概要
精密セラミック部品は、フォトリソグラフィ、エッチング、薄膜堆積、イオン注入、CMPなどの主要な半導体製造プロセスの中核装置に不可欠な要素です。これらの部品（ベアリング、ガイドレール、チャンバーライナー、静電チャック、ロボットアームなど）は、特にプロセスチャンバー内で重要であり、支持、保護、流量制御などの機能を果たします。
この記事では、主要な半導体製造装置における精密セラミックスの応用について体系的に概説します。
高度なフォトリソグラフィシステムで高いプロセス精度を確保するために、優れた多機能性、構造安定性、耐熱性、寸法精度を備えた幅広いセラミック部品が使用されています。これらには、静電チャック、真空チャック、ブロック、水冷マグネットベース、リフレクター、ガイドレール、ステージ、マスクホルダーが含まれます。
高周波テストフィクスチャ： 静電チャック、モーションステージ
ヒーター：静電チャック： アルミナ（Al₂O₃）、窒化ケイ素（Si₃N₄）、 モーションステージ： コーディエライトセラミックス、炭化ケイ素（SiC）
技術的な課題： 複雑な構造設計、原材料の管理と焼結、温度管理、超精密加工。
リソグラフィモーションステージの材料システムは、高い精度とスキャン速度を達成するために不可欠です。材料は、高速度での動きに最小限の歪みで耐えるために、高い比剛性と低い熱膨張率を備えている必要があり、それによってスループットを向上させ、精度を維持します。
エッチングは、回路パターンをマスクからウェーハに転写するために不可欠です。エッチングツールで使用される主なセラミック部品には、チャンバー、ビューポートウィンドウ、ガス分配板、ノズル、絶縁リング、カバープレート、フォーカスリング、静電チャックが含まれます。
高周波テストフィクスチャ： 静電チャック、フォーカスリング、ガス分配板
主なセラミック材料： 石英、SiC、AlN、Al₂O₃、Si₃N₄、Y₂O₃
デバイスの微細化に伴い、より厳格な汚染管理が求められています。セラミックスは、粒子や金属イオンの汚染を防ぐために金属よりも好まれます。
高純度、最小限の金属汚染
化学的に不活性、特にハロゲン系エッチングガスに対して
高密度、最小限の気孔率
微細な粒子、低い粒界含有量
優れた機械加工性
必要に応じて特定の電気的または熱的特性
数百または数千の精密に穴あけされたマイクロホールを備え、これらのプレートはプロセスガスを均一に分配し、一貫した堆積/エッチングを保証します。
ホール径の均一性とバリのない内壁に対する要求が非常に高くなっています。わずかな偏差でも、膜厚のばらつきや歩留まりの低下を引き起こす可能性があります。
プラズマの均一性を調整し、シリコンウェーハの導電率に合わせるように設計されています。従来の導電性シリコン（フッ素プラズマと反応して揮発性SiF₄を生成）と比較して、SiCは同様の導電性と優れたプラズマ耐性を提供し、長寿命を可能にします。
1. CMP（化学的機械的平坦化）
主なセラミック部品：
高周波テストフィクスチャ：主な材料：
ヒーター： 窒化アルミニウム（AlN）、アルミナ（Al₂O₃）セラミックヒーター：
後工程：パッケージングおよびテスト装置における精密セラミックス
1. CMP（化学的機械的平坦化）
主なセラミック部品：
高周波テストフィクスチャ：
- 熱圧着ボンディングヘッド： 熱伝導率220 W/m·KのAlNセラミックス; 温度均一性±2℃LTCC基板：
- 線幅精度最大10 μm; 5G mmWave伝送をサポートセラミックキャピラリーチップ：
- ワイヤボンディングに使用され、一般的にAl₂O₃またはジルコニア強化アルミナで作られています3. プローブステーション
- 主なセラミック部品：インターポーザ基板：
高周波テストフィクスチャ：
- 安定したRF性能のためのAlNセラミックス当社の製品
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