Графитовое кольцо для полупроводниковой промышленности

Графитовые кольца являются важнейшими компонентами в полупроводниковой промышленности и используются в различных областях благодаря уникальным свойствам графита:

Основные свойства графита для использования в полупроводниках

Высокая чистота: полупроводниковые процессы чрезвычайно чувствительны к загрязнению. Используемый графит должен быть исключительно чистым (часто более 99,999% чистоты), чтобы избежать попадания нежелательных элементов в кремниевые пластины или другие материалы.

Высокая теплопроводность: графит эффективно проводит тепло, что жизненно важно для контроля температуры во время таких процессов, как химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и быстрая термическая обработка (RTP).

Отличная химическая стойкость: графит устойчив к воздействию многих едких химикатов, используемых в производстве полупроводников, включая кислоты, щелочи и травители.

Высокая температурная стабильность: многие полупроводниковые процессы происходят при повышенных температурах, и графит хорошо сохраняет свою прочность и свойства при этих температурах.

Низкое тепловое расширение: минимизация теплового расширения имеет решающее значение для поддержания точных размеров и выравнивания в оборудовании при изменении температуры.

Смазывающая способность: графит является самосмазывающимся материалом. В некоторых приложениях это снижает трение и износ.

Механическая обработка: Графит можно обрабатывать, придавая ему сложные формы с жесткими допусками, что позволяет адаптировать его к конкретным конструкциям оборудования.

Распространенные области применения графитовых колец в производстве полупроводников:

Токоприемники в реакторах эпитаксии (CVD, MBE):

Функция: Графитовые кольца или платформы (токоприемники) удерживают кремниевые пластины во время эпитаксиального роста. Они нагреваются до очень высоких температур, и тепловая однородность токоприемника имеет решающее значение для достижения равномерного осаждения пленки на пластине.

Требования: Высокая чистота, отличная теплопроводность, равномерный нагрев, устойчивость к технологическим газам (например, силану, аммиаку). Их часто покрывают карбидом кремния (SiC) для улучшения их поверхностных свойств и снижения загрязнения частицами.

Носители/держатели/опоры для пластин:

Функция: Графитовые кольца могут выступать в качестве носителей или опор для пластин во время различных этапов обработки (например, травления, имплантации, очистки).

Требования: Высокая чистота, размерная стабильность, минимальное выделение газа для предотвращения загрязнения. Конструкция должна обеспечивать надежное удержание пластины без повреждения деликатной поверхности.

Тигли для выращивания кристаллов:

Функция: В методах Чохральского (CZ) или плавающей зоне для выращивания слитков монокристаллического кремния графитовые тигли удерживают расплавленный кремний.

Требования: Высокая чистота, устойчивость к расплавленному кремнию, способность выдерживать высокие температуры в течение длительного времени. Форма тигля и его тепловые свойства влияют на качество кристалла.

Нагревательные элементы:

Функция: Графит может использоваться в качестве нагревательного элемента сопротивления в печах и другом оборудовании благодаря своей электропроводности и стойкости к высоким температурам. Кольца или другие формы могут быть частью конструкции нагревателя.

Требования: Контролируемое электрическое сопротивление, устойчивость к высоким температурам, стойкость к окислению (на воздухе графит окисляется при высоких температурах, поэтому часто требуется защитная атмосфера).

Уплотнения и подшипники:

Функция: В вакуумных системах и другом оборудовании графит может использоваться в качестве уплотнительного материала или подшипника благодаря своим самосмазывающимся свойствам и стойкости к химикатам.

Требования: Точность размеров, низкая дегазация, химическая совместимость с технологическими газами или жидкостями.

Насадки:

Функция: Используется в некоторых процессах, включающих подачу газа, в частности травление.

Требования: Точная геометрия, высокая чистота, хорошая коррозионная стойкость.

Особенности производства графитовых колец:

Выбор сырья: тип графита (например, изостатически формованный, экструдированный) и его чистота имеют решающее значение. Поставщики часто предоставляют сорта, специально разработанные для полупроводниковых применений.

Обработка: графит обычно обрабатывается с помощью оборудования с ЧПУ для достижения требуемой точности и чистоты поверхности. Контроль пыли важен во время обработки для предотвращения загрязнения.

Очистка: графитовые детали могут проходить дополнительные этапы очистки (например, высокотемпературную галогенную очистку) для удаления следов примесей.

Покрытие: покрытия, такие как SiC (карбид кремния), пиролитический графит или другие материалы, часто применяются для улучшения свойств поверхности, повышения химической стойкости или снижения образования частиц. Покрытия наносятся с помощью химического осаждения из газовой фазы или других методов.

Контроль качества: строгие меры контроля качества имеют важное значение, включая проверку размеров, анализ чистоты (например, GDMS - масс-спектрометрия тлеющего разряда) и обнаружение дефектов поверхности.

Очистка и упаковка: Окончательная очистка и упаковка выполняются в условиях чистого помещения, чтобы гарантировать отсутствие загрязнений в графитовых кольцах перед их использованием в полупроводниковом оборудовании.

Ключевые соображения при выборе поставщика графитовых колец:

Опыт: Имеет ли поставщик проверенную историю поставок графитовых компонентов для полупроводниковой промышленности?

Чистота и качество материала: Может ли поставщик предоставить документацию и гарантии относительно чистоты и свойств используемого графита?

Возможности обработки: Может ли поставщик соблюдать требуемые допуски размеров и спецификации отделки поверхности?

Возможности покрытия: Если требуется покрытие, есть ли у поставщика опыт и оборудование для его надежного нанесения?

Контроль качества: Какие процедуры контроля качества применяются для обеспечения соответствия графитовых колец требуемым спецификациям?

Чистота: Какие меры принимаются для обеспечения отсутствия загрязнений в графитовых кольцах?

Стоимость: Какова стоимость графитовых колец и как она соотносится с другими поставщиками?

Сроки поставки: Сколько времени потребуется, чтобы получить графитовые кольца после размещения заказа?