Com propriedades excepcionais, como resistência a altas-temperaturas, resistência à corrosão por plasma, alta pureza e alto isolamento elétrico, as cerâmicas avançadas servem como matérias-primas essenciais para componentes-chave em equipamentos semicondutores em todo o fluxo do processo-incluindo gravação, deposição-de filme fino, litografia, CMP, limpeza e embalagem/teste. Esses componentes impactam diretamente o rendimento dos cavacos e a estabilidade do equipamento. Este artigo, estruturado em torno do fluxo do processo de fabricação de chips, analisa as aplicações de componentes cerâmicos em fabricantes de equipamentos nacionais, o progresso industrial e o estado atual da substituição de importações, processo por processo.
I. Fabricação de wafer
Principais componentes e materiais: bandejas de cerâmica, aquecedores de cerâmica, válvulas semicondutoras, peças de câmara de vácuo (Al₂O₃, Si₃N₄, SiC, etc.)
Principais requisitos de desempenho: alta pureza, resistência a altas-temperaturas, resistência a choques térmicos, alta planicidade – para dar suporte à preparação de substrato para wafers de silício.
II. Processamento Térmico (Oxidação/Difusão/Recozimento)
Principais componentes e materiais: barcos de SiC, peças cerâmicas de tubos de forno, aquecedores cerâmicos, bicos cerâmicos, válvulas cerâmicas
Principais requisitos de desempenho: resistência-a altas temperaturas (maior ou igual a 1.200 graus), resistência ao choque térmico, baixa emissão de gases, alta pureza – adequado para processos de oxidação/difusão/recozimento em altas-temperaturas.
III. Deposição de-filme fino
Principais componentes e materiais: aquecedores cerâmicos (AlN, Al₂O₃, Si₃N₄); anéis de deposição, revestimentos de câmara, peças de distribuição de gás (SiC, Al₂O₃)
Principais requisitos de desempenho: uniformidade de temperatura de alta-precisão dentro de ±1 grau, excelente estabilidade térmica, baixa emissão de gases, resistência à deformação-de alta temperatura – adequado para deposição contínua-de longa duração.
4. Litografia e Revestimento/Desenvolvimento
Principais componentes e materiais: estágios de precisão, mandris de vácuo de cerâmica, suportes de máscara, bases de amortecimento de-vibração (cordierita, SiC, cerâmica de vidro-de baixa{1}expansão, como Zerodur); para equipamentos de revestimento/revelação: braços cerâmicos, mandris cerâmicos microporosos, dedos a vácuo
Principais requisitos de desempenho: coeficiente de expansão térmica ultra-baixo, planicidade ultra-de nível nano-alta, alta rigidez, amortecimento de vibração – para garantir exposição de alta-precisão em litografia; peças de revestimento/revelação também exigem resistência à corrosão química e baixa geração de partículas.
V. Gravura
Principais componentes e materiais: mandris eletrostáticos (Al₂O₃, AlN); anéis de foco, chuveiros, placas de distribuição de gás, revestimentos de câmara (SiC, Y₂O₃ como material de revestimento)
Principais requisitos de desempenho: resistência à corrosão por plasma, pureza ultra-alta, baixo desprendimento de partículas, alto isolamento elétrico – adequado para gravação de alta-frequência e alta-intensidade.
VI. Implantação Iônica
Principais componentes e materiais: válvulas de parafuso de cerâmica, peças estruturais de cerâmica isolantes, componentes cerâmicos resistentes à-corrosão-de alta temperatura
Principais requisitos de desempenho: alta pureza, alta resistência-de tensão, baixa liberação de gases, estabilidade dimensional – adequado para transporte e isolamento de feixe de íons.
VII. CMP (Planarização Químico-Mecânica)
Principais componentes e materiais: mandris cerâmicos, mesas de trabalho cerâmicas, placas cerâmicas porosas
Principais requisitos de desempenho: alta planicidade, alta rigidez, resistência ao desgaste, resistência à corrosão química – para suportar a planarização do wafer.
VIII. Limpeza
Principais componentes e materiais: bicos de cerâmica, válvulas de cerâmica, peças estruturais de cerâmica-resistentes à corrosão
Principais requisitos de desempenho: resistência a ácidos/álcalis fortes, alta pureza, baixa liberação de partículas – adequado para ambientes de limpeza úmida.