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集成电路制造装备用精密陶瓷结构件制备难点

文章出处:粉体圈网责任编辑:作者:小吉人气:-发表时间:2022-08-17 14:46:00【

在IC产业中,集成电路制造装备具有极其重要的战略地位,以光刻机为代表的集成电路关键装备是现代技术高度集成的产物,其设计和制造过程均能体现出包括材料科学与工程、机械加工等在内的诸多相关科学领域的最高水平。集成电路制造关键装备要求零部件材料具有轻质高强、高导热系数和低热膨胀系数等特点,且致密均匀无缺陷,还要求零部件具有极高的尺寸精度和尺寸稳定性,以保证设备实现超精密运动和控制,因此对材料性能以及制造水平要求非常苛刻。

碳化硅陶瓷具有高的弹性模量和比刚度,不易变形,并且具有较高的导热系数和低的热膨胀系数,热稳定性高,是一种优良的结构材料,目前已经广泛应用于航空、航天、石油化工、机械制造、核工业、微电子工业等领域。但是,由于碳化硅是Si-C键很强的共价键化合物,具有极高的硬度和显著的脆性,精密加工难度大;此外,碳化硅熔点高,难以实现致密、近净尺寸烧结。因此,大尺寸、复杂异形中空结构的精密碳化硅结构件的制备难度较高,限制了碳化硅陶瓷在诸如集成电路这类的高端装备制造领域中的广泛应用。

目前只有日本、美国等少数几个发达国家的少数企业(如日本京瓷、美国CoorsTek等)成功地将碳化硅陶瓷材料应用于集成电路制造关键装备中,如光刻机用碳化硅工件台、导轨、反射镜、陶瓷吸盘、手臂等。

我国集成电路关键装备用精密陶瓷结构件的自主研究和国产化应用推广才刚刚起步,随着我国半导体工业的蓬勃发展,市场对该类高端陶瓷结构件的需求会越来越大,碳化硅以其优异的物理化学性能,在集成电路关键装备用结构件领域具有广阔的应用前景,目前仍然存在碳化硅结构件材料品种单一、大尺寸复杂结构制品成品率低、市场化应用推广慢等问题,还需要进一步研究和推广。

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