Industrie nieuws

Hoogzuivere kwartsmaterialen spelen een cruciale rol in de halfgeleiderindustrie. Hun superieure weerstand tegen hoge temperaturen, corrosieweerstand, thermische stabiliteit en lichttransmissie-eigenschappen maken ze tot kritische verbruiksartikelen. Kwartsproducten worden gebruikt voor componenten in zowel hoge- als lagetemperatuurzones van de waferproductie, waardoor de stabiliteit en netheid van het productieproces worden gegarandeerd.

Met de mondiale energietransitie, de AI-revolutie en de golf van informatietechnologieën van de nieuwe generatie is siliciumcarbide (SiC) snel geëvolueerd van een ‘potentieel materiaal’ naar een ‘strategisch basismateriaal’ vanwege zijn uitzonderlijke fysieke eigenschappen.

Bij hoge-temperatuurprocessen in halfgeleiders zijn de hantering, ondersteuning en thermische behandeling van wafers afhankelijk van een speciaal ondersteunend onderdeel: de waferboot. Naarmate de procestemperaturen stijgen en de vereisten voor zuiverheid en deeltjesbeheersing toenemen, brengen traditionele kwartswafelboten geleidelijk problemen aan het licht zoals een korte levensduur, hoge vervormingssnelheden en een slechte corrosieweerstand.

Voor de productie van siliciumcarbidesubstraten op industriële schaal is het succes van een enkele groeirun niet het einddoel. De echte uitdaging ligt in het garanderen dat kristallen die in verschillende batches, gereedschappen en tijdsperioden zijn gekweekt, een hoog niveau van consistentie en herhaalbaarheid in kwaliteit behouden. In deze context gaat de rol van tantaalcarbide (TaC)-coating verder dan alleen basisbescherming: het wordt een sleutelfactor bij het stabiliseren van het procesvenster en het veiligstellen van de productopbrengst.

​De groei van siliciumcarbide (SiC) PVT brengt ernstige thermische cycli met zich mee (kamertemperatuur boven 2200 ℃). De enorme thermische spanning die wordt gegenereerd tussen de coating en het grafietsubstraat als gevolg van de discrepantie in de thermische uitzettingscoëfficiënten (CTE) is de kernuitdaging die de levensduur van de coating en de betrouwbaarheid van de toepassing bepaalt.

Bij het siliciumcarbide (SiC) PVT-kristalgroeiproces bepalen de stabiliteit en uniformiteit van het thermische veld rechtstreeks de kristalgroeisnelheid, defectdichtheid en materiaaluniformiteit. Als systeemgrens vertonen thermische veldcomponenten thermofysische oppervlakte-eigenschappen waarvan de kleine fluctuaties dramatisch worden versterkt onder omstandigheden van hoge temperaturen, wat uiteindelijk leidt tot instabiliteit op het groeigrensvlak.

Bij het groeien van siliciumcarbide (SiC)-kristallen via de Physical Vapor Transport (PVT)-methode is de extreem hoge temperatuur van 2000-2500 °C een “tweesnijdend zwaard” – terwijl het de sublimatie en het transport van bronmaterialen aanstuurt, intensiveert het ook dramatisch de vrijgave van onzuiverheden uit alle materialen binnen het thermische veldsysteem, met name sporen van metaalelementen in conventionele grafiet-hotzone-componenten. Zodra deze onzuiverheden het groeigrensvlak binnendringen, zullen ze direct de kernkwaliteit van het kristal beschadigen. Dit is de fundamentele reden waarom tantaalcarbide (TaC) coatings een “verplichte optie” zijn geworden in plaats van een “optionele keuze” voor PVT-kristalgroei.

Bij Veteksemicon gaan we dagelijks met deze uitdagingen om, gespecialiseerd in het transformeren van geavanceerde aluminiumoxidekeramiek in oplossingen die aan veeleisende specificaties voldoen. Het begrijpen van de juiste bewerkings- en verwerkingsmethoden is van cruciaal belang, omdat een verkeerde aanpak kan leiden tot kostbaar afval en defecten aan componenten. Laten we eens kijken naar de professionele technieken die dit mogelijk maken.

Het introduceren van CO₂ in het snijwater tijdens het snijden van wafels is een effectieve procesmaatregel om de opbouw van statische lading te onderdrukken en het besmettingsrisico te verlagen, waardoor de snijopbrengst en de betrouwbaarheid van de chip op lange termijn worden verbeterd.

Siliciumwafels vormen de basis van geïntegreerde schakelingen en halfgeleiderapparaten. Ze hebben een interessant kenmerk: platte randen of kleine groeven aan de zijkanten. Het is geen defect, maar een opzettelijk ontworpen functionele markering. In feite dient deze inkeping tijdens het hele productieproces als richtingsreferentie en identiteitsmarkering.

Chemisch-mechanisch polijsten (CMP) verwijdert overtollig materiaal en oppervlaktedefecten door de gecombineerde werking van chemische reacties en mechanische slijtage. Het is een sleutelproces voor het bereiken van een globale vlakmaking van het waferoppervlak en is onmisbaar voor meerlaagse koperverbindingen en diëlektrische structuren met een lage k. In praktische productie

Siliciumwafel CMP-polijstslurry (Chemical Mechanical Planarization) is een cruciaal onderdeel in het productieproces van halfgeleiders. Het speelt een cruciale rol bij het garanderen dat siliciumwafels, die worden gebruikt om geïntegreerde schakelingen (IC's) en microchips te maken, worden gepolijst tot het exacte niveau van gladheid dat nodig is voor de volgende productiefasen.

Bij de productie van halfgeleiders speelt chemisch-mechanische planarisatie (CMP) een cruciale rol. Het CMP-proces combineert chemische en mechanische acties om het oppervlak van siliciumwafels glad te maken, waardoor een uniforme basis ontstaat voor daaropvolgende stappen zoals depositie van dunne films en etsen. CMP-polijstslurry, als kerncomponent van dit proces, heeft een aanzienlijke invloed op de polijstefficiëntie, oppervlaktekwaliteit en de uiteindelijke prestaties van het product

Wafer CMP-polijstslurry is een speciaal samengesteld vloeibaar materiaal dat wordt gebruikt in het CMP-proces van de productie van halfgeleiders. Het bestaat uit water, chemische etsmiddelen, schuurmiddelen en oppervlakteactieve stoffen, waardoor zowel chemisch etsen als mechanisch polijsten mogelijk is.

Siliciumcarbide schuurmiddelen worden doorgaans geproduceerd met behulp van kwarts en petroleumcokes als primaire grondstoffen. In de voorbereidende fase ondergaan deze materialen een mechanische verwerking om de gewenste deeltjesgrootte te bereiken voordat ze chemisch in de ovenlading worden gebracht.

De afgelopen jaren is het middelpunt van de verpakkingstechnologie geleidelijk overgedragen aan een ogenschijnlijk ‘oude technologie’: CMP (Chemical Mechanical Polishing). Wanneer Hybrid Bonding de leidende rol wordt van de nieuwe generatie geavanceerde verpakkingen, verschuift CMP geleidelijk van achter de schermen naar de schijnwerpers.