半導体産業における炭化ホウ素の応用

半導体産業における炭化ホウ素の応用

炭化ホウ素(B₄C)は、耐熱性、優れた化学的不活性、耐プラズマ侵食性、低アウトガス性、高硬度、耐放射線性といった特性を備えています。そのため、ウェハ製造における高温、真空、腐食といった過酷な作業環境にも適しており、シリコンチップや第三世代半導体の主要セラミック材料として用いられています。

1. 真空プロセス用ウェハ搬送部品

  1. 高温アニーリング、酸化、拡散炉用の炭化ホウ素製ウェーハトレイ、キャリア、ベース。熱膨張率が低いため、高温下でも変形せず、ウェーハの均一な加熱を保証します。アルカリ金属不純物が極めて少ないため、チップ回路の汚染を防ぎます。シリコンウェーハ、SiC、GaN基板に対応しています。
  2. 位置決めバッフルとガイド部品は、輸送中のウェハーの端を傷から保護します。
  3. LPCVD(低圧CVD)および拡散炉用の炉内固定具、ブラケット、ライナー。HCl、塩素、シランなどの腐食性プロセスガスに耐性があり、ドーピング精度を安定させます。

2. エッチングおよびPVD/CVDコーティング装置部品

  1. ドライプラズマエッチング用のフォーカスリング、エッジリング、チャンバーライナー。ハロゲンプラズマの衝撃や腐食に強く、安定したエッチング均一性を維持し、耐用年数を延ばします。
  2. 炭化ホウ素スパッタリングターゲット:回路、MEMSデバイス、ハードディスク磁気ヘッドに保護膜をコーティングすることで、耐摩耗性と耐腐食性を向上させます。

3. 精密ラッピングおよび研磨用研磨材

高純度炭化ホウ素微粉末(800番~5000番)は、炭化ケイ素、サファイア、AlN、GaN基板の鏡面仕上げに使用されます。重金属汚染がなく、高い研削効率を実現し、エピタキシャル成長の歩留まりを向上させます。

半導体産業における炭化ホウ素の応用

炭化ホウ素結合研磨材は、ダイヤモンド研削砥石の研磨や包装治具の研削に使用されます。

4. イオン注入および耐放射線コンポーネント

イオン注入装置用のビームバッフル、開口部、遮蔽板は、高エネルギーイオンの衝撃に耐え、二次的なウェハ汚染を防ぎます。

耐放射線チップの試験には、炭化ホウ素製の治具が採用されている。

5. 半導体パッケージングアクセサリ

耐摩耗性に優れた金型インサート、ダイシング治具、および接合治具により、高速パッケージング中の寸法安定性が維持され、ウェハの欠けやずれが低減されます。

6. 高温センサーおよび熱電対スリーブ

炭化ホウ素製サーモウェルスリーブは、2000℃を超える高温に耐え、腐食性のプロセスガスにも耐性があるため、炉内温度測定に使用されます。また、高温圧力/温度センサーの基板としても使用されます。

7. 中性子放射線遮蔽

炭化ホウ素のシートやブロックは、半導体放射線研究所やウェーハ照射作業場における中性子遮蔽材として使用され、放射性副生成物を発生させることなく、ウェーハや精密機器を中性子による損傷から保護します。

主な利点

  1. フッ化水素酸、ハロゲンプラズマ、およびほとんどのプロセス化学薬品に対して耐性があります。
  2. 不純物含有量が低いため、イオン汚染によるチップの電気的故障を防ぐことができる。
  3. 熱膨張率が低いため、極端な温度条件下でも安定した加工寸法が保証されます。
  4. 高硬度により、ウェーハ上の研磨材の剥離や粒子欠陥が低減される。

共通グレード

焼結用高純度炭化ホウ素粉末、研磨用粒度分布狭小微粉末(1500番~5000番)、放射線遮蔽用ホウ素10濃縮粉末。
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