Halbleiterfertigungskeramik für Prozesskammern

Die SEMICON Europa, die vom 10. bis 13. November 2026 in München stattfindet, vernetzt die europäische Halbleiterdesign- und Fertigungslieferkette. Während der Fachmesse werden technische Keramikkomponenten für Abscheidung, Plasmaätzen, Wafertransport und Hochvakuum-Metrologie vorgestellt, die Ausbeuteverlusten durch chemische Korrosion und thermische Belastung entgegenwirken.

Kerntechnologie und Systemarchitektur
Die vorgestellten Komponenten basieren auf Siliciumcarbid-, Siliciumnitrid-, Aluminiumnitrid- und Aluminiumoxid-Formulierungen, die auf Prozessstabilität im Submikrometerbereich ausgelegt sind. Wafer-Chucks, Endeffektoren und Roboter-Greifarme aus Siliciumcarbid weisen Oberflächenrauheiten von unter Ra 0,35 Mikrometern auf und verhindern mechanische Mikrokratzer sowie Partikelbildung beim Substrattransfer. Für Anlagen zur chemischen Gasphasenabscheidung, physikalischen Gasphasenabscheidung und Plasmaätzanlagen nutzen Prozesskammerauskleidungen, Gasverteilerplatten und Fokusringe dichtes Aluminiumoxid und Siliciumcarbid, um kontinuierlicher fluor- und chlorbasierter Plasmaerosion standzuhalten. Präzisionsgasdüsen und -injektoren halten Ebenheitstoleranzen von unter 2 Mikrometern ein, um eine gleichmäßige laminare Gasverteilung über Waferoberflächen zu gewährleisten. Für komplexe, masseoptimierte Geometrien bieten additiv gefertigte ROCAR-3D-Keramikstrukturen eine hohe dimensionale Steifigkeit ohne zusätzliche Strukturmasse für bewegliche Achsensysteme.

Industrielle Anwendungsbereiche
Diese Keramiklösungen richten sich an Front-End-Halbleiterfabriken, Advanced-Packaging-Einrichtungen und Hersteller von Messtechnikgeräten. Zu den konkreten betrieblichen Anwendungen gehören elektrostatische Chuck-Spannsysteme, Hochtemperatur-CVD-Kammern, Hochfrequenz-Elektrodenisolierungen sowie Hochvakuum-Metrologietische. Der Einsatz chemisch inerter Keramikbaugruppen eliminiert metallische Ionenverunreinigungen in kritischen Prozesszonen, sichert die Wiederholgenauigkeit von Charge zu Charge und verlängert die Wartungsintervalle an automatisierten Waferlinien.

Betriebliche Auswirkungen und Leistungskennzahlen
Komponenten für das Wärmemanagement minimieren räumliche Temperaturgradienten, die thermische Spannungen und Dotierungsdiffusionsabweichungen verursachen. Keramische Heizplatten aus Aluminiumnitrid erzielen eine homogene Oberflächentemperaturverteilung von plus/minus 0,5 Grad Celsius, während Aluminiumnitrid-Kühlkörper und Keramiksubstrate Wärmeströme von der Leistungselektronik in Anlagensteuerungen ableiten. Hermetisch dichte Keramikdurchführungen gewährleisten die elektrische Isolation unter Hochspannungsbedingungen in Vakuumkammern bis in den Ultrahochvakuum-Bereich. Diese Materialeigenschaften verhindern mechanische Drift, strukturellen Verzug und Ausgasungen unter hohen thermischen Belastungen.

„In der Halbleiterfertigung sind Präzision, Reinheit und Prozessstabilität keine Option – sie sind essenziell“, erklärt Dieter Soukup, Sales Director Semiconductors bei CeramTec. „Unsere keramischen Werkstoffe helfen Herstellern, extreme thermische Belastungen, aggressive Chemikalien und Plasmaumgebungen sicher zu beherrschen.“

Einsatz und Integration
Die Keramikbaugruppen lassen sich direkt in standardmäßige OEM-Anlagenarchitekturen integrieren und ersetzen Metall- sowie Quarzkomponenten, die unter Fluorchemikalien degradieren. Die Systemintegration wird auf der SEMICON Europa 2026 in München an Stand 335 in Halle C2 thematisiert, wo Ingenieure Materialspezifikationen und anwendungsspezifische geometrische Integrationsparameter für Hochtemperatur- und Hochvakuumanwendungen prüfen können.

Herausgegeben von Evgeny Churilov, Induportals Media – Angepasst durch KI.

www.ceramtec-group.com