עם מאפיינים יוצאי דופן כגון עמידות-בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה בפלזמה, טוהר גבוה ובידוד חשמלי גבוה, קרמיקה מתקדמת משמשת כחומרי גלם קריטיים עבור רכיבי מפתח בציוד מוליכים למחצה לאורך כל זרימת התהליך-כולל תחריט, שקיעת סרט דק-, ליטוגרפיה, אריזה/ניקוי וניקוי. רכיבים אלה משפיעים ישירות על תפוקת השבבים ויציבות הציוד. מאמר זה, בנוי סביב זרימת תהליך ייצור השבבים, סוקר את היישומים של רכיבים קרמיים ביצרני ציוד ביתי, התקדמות תעשייתית, והמצב הנוכחי של החלפת ייבוא, תהליך אחר תהליך.
I. ייצור פרוסות
רכיבים וחומרים עיקריים: מגשים קרמיים, תנורי חימום קרמיים, שסתומים מוליכים למחצה, חלקי תאי ואקום (Al₂O₃, Si₃N₄, SiC וכו')
דרישות ביצועים מרכזיות: טוהר גבוה, עמידות-בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני זעזועים תרמיים, שטוחות גבוהה - לתמיכה בהכנת המצע לפרוסות סיליקון.
II. עיבוד תרמי (חמצון / דיפוזיה / חישול)
רכיבים וחומרים עיקריים: סירות SiC, חלקים קרמיים של צינורות תנור, תנורי חימום קרמיים, חרירי קרמיקה, שסתומים קרמיים
דרישות ביצועים עיקריות: עמידות-בטמפרטורה גבוהה (גדולה מ-1200 מעלות או שווה ל-1200 מעלות), עמידות בפני זעזועים תרמיים, יציאת גז נמוכה, טוהר גבוה - מתאים לתהליכי חמצון/דיפוזיה/חישול בטמפרטורה גבוהה-.
III. תצהיר סרט דק-
רכיבים וחומרים מרכזיים: תנורי חימום קרמיים (AlN, Al₂O₃, Si₃N₄); טבעות שיקוע, ספינות תא, חלקי חלוקת גז (SiC, Al₂O₃)
דרישות ביצועים מרכזיות: אחידות טמפרטורה-בדיוק גבוה בטווח של ±1 מעלה, יציבות תרמית מצוינת, יציאת גז נמוכה, עמידות בפני דפורמציה-בטמפרטורה גבוהה - מתאים לתצהיר רציף-לאורך זמן.
IV. ליטוגרפיה וציפוי/פיתוח
מרכיבים וחומרים עיקריים: שלבי דיוק, מחסניות ואקום קרמיות, מחזיקי מסכות, בסיסים לבלימת רטט (קורדירייט, SiC, קרמיקה -נמוכה-מתפשטת- כגון Zerodur); לציוד למעיל/פיתוח: זרועות קרמיות, צ'אקים קרמיים מיקרו-נקבים, אצבעות ואקום
דרישות ביצועים מרכזיות: מקדם התפשטות תרמית-נמוך במיוחד, שטוחות-ננו-גבוהה במיוחד, קשיחות גבוהה, שיכוך רעידות – כדי להבטיח חשיפה מדויקת-בליטוגרפיה; ציפוי/פיתוח חלקים דורשים גם עמידות בפני קורוזיה כימית ויצירת חלקיקים נמוכה.
V. תחריט
רכיבים וחומרים עיקריים: צ'אקים אלקטרוסטטיים (Al₂O₃, AlN); טבעות מיקוד, ראשי מקלחת, לוחות חלוקת גז, כיסויי תא (SiC, Y₂O₃ כחומר ציפוי)
דרישות ביצועים עיקריות: עמידות בפני קורוזיה בפלזמה, טוהר- גבוה במיוחד, נשירת חלקיקים נמוכה, בידוד חשמלי גבוה - מתאים לחריטה-תדירות גבוהה ובעוצמה גבוהה-.
VI. השתלת יונים
רכיבים וחומרים עיקריים: שסתומי ברגים קרמיים, חלקי מבנה קרמיים מבודדים, רכיבים קרמיים עמידים-בטמפרטורה גבוהה בפני קורוזיה-
דרישות ביצועים מרכזיות: טוהר גבוה, עמידות במתח- גבוהה, יציבות נמוכה בגז, יציבות מימדית - מתאים להובלה ובידוד של אלומת יונים.
VII. CMP (מישור מכני כימי)
רכיבים וחומרים עיקריים: צ'אקים קרמיים, שולחנות עבודה קרמיים, לוחות קרמיקה נקבוביות
דרישות ביצועים מרכזיות: שטוחות גבוהה, קשיחות גבוהה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה כימית - לתמיכה במישור פרוסות.
VIII. ניקוי
רכיבים וחומרים עיקריים: חרירי קרמיקה, שסתומים קרמיים, חלקי מבנה קרמיים עמידים בפני קורוזיה-
דרישות ביצועים מרכזיות: עמידות לחומצות/אלקליות חזקות, טוהר גבוה, שחרור חלקיקים נמוך - מתאים לסביבות ניקוי רטובות.