반도체 장비의 "핵심 강점" - 탄화규소 부품
탄화규소(SiC)는 우수한 구조 세라믹 재료입니다. 탄화규소 부품은 주로 탄화규소 및 그 복합 재료로 만들어진 장비 부품으로, 고밀도, 고열 전도성, 고강도, 큰 탄성 계수와 같은 특성을 가지고 있습니다. 웨이퍼 에피택시, 에칭 등과 같은 제조 공정에서 강한 부식성과 초고온의 가혹한 반응 환경에 적응할 수 있습니다. 따라서 에피택셜 성장 장비, 에칭 장비, 산화/확산/어닐링 장비 등 주요 반도체 장비에 널리 사용됩니다.
결정 구조에 따라 탄화규소는 많은 결정 형태를 가지고 있습니다. 현재 일반적인 SiC 유형은 주로 3C, 4H 및 6H입니다. SiC의 서로 다른 결정 형태는 서로 다른 응용 분야를 가지고 있습니다. 그중 3C-SiC는 일반적으로 β-SiC라고도 합니다. β-SiC의 중요한 응용 분야 중 하나는 필름 및 코팅 재료입니다. 따라서 현재 β-SiC는 흑연 기판 코팅에 사용되는 주요 재료입니다.
제조 공정에 따라 탄화규소 부품은 화학 기상 증착 탄화규소(CVD SiC), 반응 소결 탄화규소, 재결정 소결 탄화규소, 대기압 소결 탄화규소, 열간 압착 소결 탄화규소 및 열간 정수압 소결 탄화규소 등으로 분류할 수 있습니다.
탄화규소 재료를 제조하는 다양한 방법 중에서 화학 기상 증착법은 높은 균일성과 순도를 가진 제품을 생산하며, 이 방법은 또한 강력한 공정 제어성을 가지고 있습니다. CVD 탄화규소 재료는 우수한 열적, 전기적 및 화학적 특성의 독특한 조합으로 인해 반도체 산업에 특히 적합합니다.
탄화규소 부품의 시장 규모
01 CVD 탄화규소 부품
CVD 탄화규소 부품은 에칭 장비, MOCVD 장비, SiC 에피택셜 장비 및 급속 열처리 장비 등에 널리 사용됩니다.
에칭 장비:CVD 탄화규소 부품의 가장 큰 시장 부문은 에칭 장비입니다. 에칭 장비의 CVD 탄화규소 부품에는 포커싱 링, 가스 분사 헤드, 트레이, 엣지 링 등이 포함됩니다. CVD 탄화규소는 염소 및 불소를 함유한 에칭 가스에 대한 반응성과 전도성이 낮기 때문에 플라즈마 에칭 장비의 포커싱 링과 같은 부품에 이상적인 재료입니다.
탄화규소 포커싱 링
흑연 기판 코팅:저압 화학 기상 증착(CVD)은 현재 조밀한 SiC 코팅을 제조하는 가장 효과적인 공정입니다. CVD-SiC 코팅은 두께와 균일성을 제어할 수 있다는 장점이 있습니다. SiC 코팅된 흑연 기판은 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD) 장비에서 단결정 기판을 지지하고 가열하는 데 자주 사용되며, MOCVD 장비의 핵심 부품입니다.
02 탄화규소 부품의 반응 소결
반응 소결(반응 용융 침투 또는 반응 접합)을 거친 SiC 재료는 소결 선의 수축률을 1% 미만으로 제어할 수 있습니다. 동시에 소결 온도가 비교적 낮아 변형 제어 및 소결 장비에 대한 요구 사항을 크게 줄입니다. 따라서 이 기술은 부품의 대규모 제작을 용이하게 한다는 장점이 있으며, 광학 및 정밀 구조 제조 분야에서 널리 적용되었습니다.
집적 회로의 주요 제조 장비에 사용되는 특정 고성능 광학 부품의 경우 재료 준비에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다.탄화규소 기판의 반응 소결 방법과 화학 기상 증착 탄화규소(CVDSiC) 필름 층을 결합하여 고성능 반사경을 제작함으로써전구체 유형, 증착 온도, 증착 압력, 반응 가스 비율, 가스 유동장 및 온도장과 같은 주요 공정 매개변수를 최적화하여 대면적 및 균일한 CVD SiC 필름 층을 준비할 수 있으며, 거울 표면 정확도가 해외 유사 제품의 성능 지표에 근접할 수 있습니다.
리소그래피 머신용 탄화규소 광학 거울
중국 건축 재료 과학 기술 아카데미의 전문가들은 독점적인 제조 기술을 성공적으로 개발하여 대형, 복잡한 형상, 고경량, 완전 밀폐형 리소그래피 머신용 탄화규소 세라믹 사각 거울 및 기타 구조 및 기능성 광학 부품의 생산을 가능하게 했습니다.
중국 건축 재료 과학 기술 아카데미에서 개발한 반응 소결 탄화규소의 성능은 해외 기업의 유사 제품과 비교할 만합니다.
현재 집적 회로의 핵심 장비에 대한 정밀 세라믹 부품의 연구 및 응용 분야에서 선두를 달리고 있는 기업으로는 일본의 교세라, 미국의 CoorsTek, 독일의 BERLINER GLAS 등이 있습니다. 그중 교세라와 CoorsTek은 집적 회로 핵심 장비에 사용되는 고급 정밀 세라믹 부품 시장의 70%를 차지합니다. 중국에는 중국 국립 건축 연구소, 닝보 볼커쿤스트 등이 있습니다. 우리나라는 집적 회로 장비용 정밀 탄화규소 부품의 제조 기술 및 응용 촉진에 대한 연구가 비교적 늦게 시작되었으며, 여전히 국제 선도 기업과의 격차가 있습니다.
첨단 탄화규소 부품 제조의 선구자로서 ZMSH는 맞춤형 SiC 기계 부품에서 고성능 기판 및 세라믹 부품에 이르기까지 엔드 투 엔드 기능을 제공하는 정밀 SiC 제품의 종합 솔루션 제공업체로 자리 잡았습니다. 독점적인 무압 소결 및 CNC 가공 기술을 활용하여 뛰어난 열 전도성(170-230 W/m·K)과 기계적 강도(굽힘 강도 ≥400MPa)를 갖춘 맞춤형 SiC 솔루션을 제공하여 반도체 장비, 전기 자동차 전원 시스템 및 항공 우주 열 관리 분야에서 까다로운 응용 분야에 서비스를 제공합니다. 당사의 수직 통합 생산은 고순도 SiC 분말 합성에서 복잡한 넷 셰이프 세라믹 부품 제조에 이르기까지 전체 가치 사슬을 포괄하여 표준 및 응용 분야별 설계 모두에 대해 치수 공차(최대 ±5μm) 및 표면 마감(Ra≤0.1μm)의 정밀한 맞춤화를 가능하게 합니다. 이 회사의 자동차 인증 6인치/8인치 SiC 기판은 동급 최고의 마이크로파이프 밀도(<1 cm⁻²)와 TTV 제어(<10μm)를 특징으로 하며, 당사의 반응 결합 SiC 세라믹 제품은 극한의 화학 환경에서 뛰어난 내식성을 보여줍니다. CVD 코팅, 레이저 가공 및 비파괴 검사를 포함하는 사내 기능을 통해 ZMSH는 프로토타입 개발에서 대량 생산에 이르기까지 완벽한 기술 지원을 제공하여 고온, 고전력 및 고마모 작동 조건에서 고객이 재료 문제를 극복하도록 돕습니다.다음은
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