Если редкоземельные магниты - это "мышцы" оборудования для производства полупроводников, то редкоземельные соединения - это "скальпели" на этапе обработки. В "преобразовании" пластины от грубой кремниевой заготовки до чипа каждый этап "резки" зависит от "точной работы" редкоземельных элементов. Химико-механическая полировка (CMP) - наиболее типичный пример. Когда поверхность пластины должна достичь атомной плоскостности, традиционные абразивы (такие как диоксид кремния) полагаются на "грубое шлифование", что чревато царапинами на пластине; в то время как полировальные агенты на основе диоксида церия (CeO₂) используют двойной эффект "химической реакции + физического шлифования", как "умный ластик" для точного удаления примесей. В щелочной среде ионы церия (Ce³⁺/Ce⁴⁺) на поверхности CeO₂ вступают в реакцию с диоксидом кремния (SiO₂) с образованием растворимого силиката церия, достигая "избирательного удаления" - скорость удаления SiO₂ в три раза выше, чем у традиционных абразивов, при этом практически не повреждая окружающие материалы, такие как нитрид кремния. В настоящее время более 90% процессов полировки изоляции мелких траншей (STI) во всем мире используют полировальные агенты CeO₂ , и один процесс полировки 12-дюймовой пластины требует потребления около 10 граммов CeO₂ высокой чистоты (99,99% чистоты).
"Защитный щит" травильных машин также зависит от редкоземельных элементов. Во время процесса травления плазма фтора столь же коррозионна, как "царская водка", и обычные кварцевые компоненты быстро будут разъедены с образованием отверстий. Однако покрытие оксидом иттрия (Y₂O₃) может образовывать "химический барьер" на поверхности компонента: оксид иттрия (Y) обладает чрезвычайно высокой химической стабильностью и образует плотный защитный слой фторида иттрия (YF₃) в плазме фтора, увеличивая срок службы компонента с 3 месяцев до более 1 года. Внутренняя облицовка передовых травильных машин от TSMC и Samsung почти полностью покрыта Y₂O₃ - этот "редкоземельный антикоррозионный" подход в настоящее время не имеет альтернативы.
Даже этап инспекции не может обойтись без редкоземельных элементов. Основным материалом лазера, используемого для выравнивания пластин, является кристалл граната иттрия-алюминия, легированный неодимом (Nd:YAG). Ионы неодима (Nd³⁺) могут генерировать лазер с длиной волны 1,064μм, который преобразуется в ультрафиолетовый свет с длиной волны 355 нм для достижения выравнивания на нанометровом уровне. Без этого лазера пластина не может быть точно "выровнена" с маской, и выход чипов резко упадет более чем на 90%.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
