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集成電路制造裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件制備難點

文章出處:粉體圈網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:小吉人氣:-發(fā)表時間:2022-08-17 14:46:00【

在IC產(chǎn)業(yè)中,集成電路制造裝備具有極其重要的戰(zhàn)略地位,以光刻機(jī)為代表的集成電路關(guān)鍵裝備是現(xiàn)代技術(shù)高度集成的產(chǎn)物,其設(shè)計和制造過程均能體現(xiàn)出包括材料科學(xué)與工程、機(jī)械加工等在內(nèi)的諸多相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域的最高水平。集成電路制造關(guān)鍵裝備要求零部件材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、高導(dǎo)熱系數(shù)和低熱膨脹系數(shù)等特點,且致密均勻無缺陷,還要求零部件具有極高的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性,以保證設(shè)備實現(xiàn)超精密運動和控制,因此對材料性能以及制造水平要求非??量獭?br />
碳化硅陶瓷具有高的彈性模量和比剛度,不易變形,并且具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和低的熱膨脹系數(shù),熱穩(wěn)定性高,是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油化工、機(jī)械制造、核工業(yè)、微電子工業(yè)等領(lǐng)域。但是,由于碳化硅是Si-C鍵很強(qiáng)的共價鍵化合物,具有極高的硬度和顯著的脆性,精密加工難度大;此外,碳化硅熔點高,難以實現(xiàn)致密、近凈尺寸燒結(jié)。因此,大尺寸、復(fù)雜異形中空結(jié)構(gòu)的精密碳化硅結(jié)構(gòu)件的制備難度較高,限制了碳化硅陶瓷在諸如集成電路這類的高端裝備制造領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。

目前只有日本、美國等少數(shù)幾個發(fā)達(dá)國家的少數(shù)企業(yè)(如日本京瓷、美國CoorsTek等)成功地將碳化硅陶瓷材料應(yīng)用于集成電路制造關(guān)鍵裝備中,如光刻機(jī)用碳化硅工件臺、導(dǎo)軌、反射鏡、陶瓷吸盤、手臂等。

我國集成電路關(guān)鍵裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件的自主研究和國產(chǎn)化應(yīng)用推廣才剛剛起步,隨著我國半導(dǎo)體工業(yè)的蓬勃發(fā)展,市場對該類高端陶瓷結(jié)構(gòu)件的需求會越來越大,碳化硅以其優(yōu)異的物理化學(xué)性能,在集成電路關(guān)鍵裝備用結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,目前仍然存在碳化硅結(jié)構(gòu)件材料品種單一、大尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)制品成品率低、市場化應(yīng)用推廣慢等問題,還需要進(jìn)一步研究和推廣。

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