炭化ケイ素ウェーハボート: 半導体における「ウェーハの目に見えない守護者」

半導体製造における酸化では、酸素がウェーハ表面全体に流れて酸化層を形成する高温環境にウェーハを置きます。これにより、化学的不純物からウェーハを保護し、回路内に漏れ電流が入るのを防ぎ、イオン注入中の拡散を防ぎ、エッチング中のウェーハの滑りを防ぎ、ウェーハ表面に保護膜を形成します。この工程で使用する装置は酸化炉です。反応チャンバー内の主なコンポーネントには、ウェーハ ボート、ベース、炉ライナー チューブ、炉内チューブ、断熱バッフルが含まれます。動作温度が高いため、反応チャンバー内のコンポーネントの性能要件も高くなります。

ウエハボートは、ウエハの搬送および処理のためのキャリアとして使用される。高集積化、高信頼性、帯電防止特性、高温耐性、耐摩耗性、変形耐性、優れた安定性、長寿命などの利点を備えていなければなりません。ウェーハの酸化温度は約800℃～1300℃であり、環境中の金属不純物の含有量に対する要件が非常に厳しいため、ウェーハボートなどの主要コンポーネントは、優れた熱的、機械的、化学的特性を備えているだけでなく、金属不純物の含有量が極めて低いことが求められます。

基板に基づいて、ウェーハボートは水晶ボートに分類できます。炭化ケイ素セラミックしかし、7nm以下のプロセスノードの進歩と高温プロセスウィンドウの拡大に伴い、従来の石英ボートでは熱安定性、パーティクル制御、寿命管理の点で徐々に不十分になってきています。炭化ケイ素ボート (SiC ボート) は、従来の石英ソリューションに徐々に置き換えられています。

なぜ炭化ケイ素?

1. 高温安定性

高温安定性は SiC ボートの最も顕著な利点です。非常に高い温度（>1300°C）でも変形やたわみがほとんどなく、長期間にわたって正確なウェーハスロットの位置を維持します。

2. 超長寿命

1 つのボートで数十から数百枚の 12 インチ ウェーハを同時にサポートできる高い耐荷重能力を誇ります。従来の石英ボートと比較して、SiC ボートは平均寿命が 5 ～ 10 倍長く、機器の切り替え頻度と総所有コストが削減されます。

3. きれいな表面と極めて低い汚染

材料純度が高く、金属不純物含有量が極めて低いため、シリコンウェーハの二次汚染を防止します。 Ra 0.1μm 以下の優れた表面粗さ制御により、粒子の脱落を抑制し、高度なプロセスの清浄度要件を満たします。

4.超高温プロセスに最適

1200°C を超える温度を必要とするプロセス (特定の特殊な厚膜酸化プロセス、SiC デバイス製造、深いトレンチ充填プロセスなど) では、SiC ボートはかけがえのない選択肢です。

の応用炭化ケイ素ボート

半導体製造

酸化、拡散、化学蒸着（CVD）、イオン注入などのチップ製造の高温プロセスでは、炭化ケイ素ボートを使用してシリコンウェーハを支持し、高温での平坦性を確保し、熱応力による格子のずれや変形を防ぎ、チップの精度と性能を保証します。

太陽光発電産業

炭化ケイ素セラミックス機械的強度、熱安定性、耐高温性、耐酸化性、耐熱衝撃性、耐化学腐食性に優れており、冶金、機械、新エネルギー、建材化学などの人気分野で広く使用されています。その性能は、TOPcon セルの拡散、LPCVD (低圧化学気相成長)、PECVD (プラズマ化学気相成長) など、太陽光発電製造における熱プロセスにも十分です。従来の石英材料と比較して、ボートサポート、小型ボート、および管状製品の製造に使用される炭化ケイ素セラミック材料は、より高い強度、より優れた熱安定性を備え、高温下でも変形しません。また、寿命はクォーツの 5 倍以上で、メンテナンスのダウンタイムによる運用コストとエネルギー損失が大幅に削減されます。これにより、明らかなコスト上の利点が得られ、原材料は広く入手可能です。

第三世代半導体

有機金属化学気相成長 (MOCVD) 反応チャンバーでは、炭化ケイ素ボートを使用してサファイア基板をサポートし、アンモニア (NH3) などの腐食性ガス環境に耐え、窒化ガリウム (GaN) などの第 3 世代半導体材料のエピタキシャル成長をサポートし、LED チップの発光効率と性能を向上させます。炭化珪素単結晶の成長において、炭化珪素ボートは炭化珪素単結晶成長炉の種結晶支持体として機能し、溶融シリコンの高温腐食環境に耐え、炭化珪素単結晶の成長を安定的にサポートし、高品質の炭化珪素単結晶の製造を促進します。

炭化ケイ素ウェーハボートの開発動向

市場に関しては、SEMIのデータによると、世界のウェーハボート市場規模は2025年に約14億米ドルで、2028年までに18億米ドルに達すると予測されています。中国での炭化ケイ素の普及率が20%、市場シェアが3分の1であると仮定すると（中国半導体工業協会のデータ）、中国の市場規模はそれぞれ6億7,200万米ドルと8億6,400万米ドルとなります。

技術的には、炭化ケイ素は石英よりも熱膨張係数が高いため、用途で亀裂が発生しやすくなります。したがって、継ぎ目を減らし、粒子が落ちるリスクを下げるために、製造においては一体成形技術が推進されています。さらに、ウェーハボートの歯溝設計を最適化し、5 軸加工およびワイヤカット技術と組み合わせることで、ウェーハハンドリングの正確さとスムーズさを保証します。

セミコレックスは高品質を提供します炭化ケイ素ウェーハボート。ご質問がある場合、または詳細が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。

連絡先電話番号 +86-13567891907

電子メール: sales@semicorex.com