碳化硅轴套
  • 光刻机用精密碳化硅陶瓷部件制备有哪些难点
来源:bob手机app    发布时间:2024-02-23 20:53:34
产品详情

  在IC产业中,集成电路制造装备具有非常非常重要的战略地位,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,其设计和制作的完整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顶配水平。集成电路制造关键装备要求零部件材料具备轻质高强、高导热系数和低热线胀系数等特点,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,耐热性高,是一种优良的结构材料,目前已经大范围的应用于航空、航天、石油化学工业、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。

  集成电路制造关键技术及装备主要有包括光刻技术及光刻装备、薄膜生长技术及装备、化学机械抛光技术及装备、高密度后封装技术及装备等,均涉及高效率、高精度、高稳定性的运动控制技术和驱动技术,对结构件的精度和结构材料的性能提出了极高的要求。

  以光刻机中工件台为例,该工件台主要负责完成曝光运动,要求实现高速、大行程、六自由度的纳米级超精密运动,如对于100nm分辨率、套刻精度为33nm和线nm的光刻机,其工件台定位精度要求达到10nm,掩模硅片同时步进和扫描速度分别达到150nm/s和120nm/s,掩模扫描速度接近500nm/s,并且要求工件台有很高的运动精度和平稳性。

  总结下来,就是需要满足以下条件:高度轻量化、高形位精度、高尺寸稳定性、清洁无污染,通常该类结构件具有“大、厚、空、薄、轻、精”的特点。碳化硅陶瓷精密结构部件制备工艺

  目前在制备光刻机等集成电路关键装备用碳化硅陶瓷精密结构件时,还存在着诸多的技术难点和挑战,比如怎么来实现中空、闭孔结构,以达到高度轻量化、高模态的目标;如何获得显微结构均匀、稳定性很高的材料;怎么来实现大尺寸、复杂形状结构的陶瓷部件的快速制备等。碳化硅陶瓷硬度高,材料的脆性较大,加工时有可能会出现崩边、碎裂等情况。通常加工陶瓷件都是使用专用的陶瓷精雕机加工,可以轻松又有效的减少成本,达到高精密加工。鑫腾辉数控自研了一款陶瓷加工专用的陶瓷雕铣机,陶瓷雕铣机是一款防护性能好、加工精度高的陶瓷专用高速雕铣机。陶瓷雕铣机加强了机床的刚性,加工时产生的振动可降至最小,保证精度的同时也能提高加工效率,而且防护性能针对陶瓷粉末进行了加强,可以完全杜绝粉末对机床的损伤。鑫腾辉数控也能够给大家提供陶瓷加工技术,拥有一支技术非常精湛的CNC加工、磨削团队,精密零部件研发定制加工等。