Основні застосування глиноземних керамічних компонентів у напівпровідниках

На тлі постійного розширення глобальних потужностей виробництва напівпровідників і невпинного вдосконалення виробничих процесів обладнання для виробництва напівпровідників вимагає безпрецедентної продуктивності від своїх основних компонентів. Під час обробки пластин внутрішня частина камер обладнання піддається численним суворим умовам експлуатації, включаючи високоенергетичне плазмове бомбардування, корозійну газову ерозію, екстремальні коливання температури та суворий контроль чистоти. Традиційні металеві та органічні матеріали більше не можуть забезпечити комбінований набір властивостей, таких як стійкість до корозії, стійкість до високих температур, чудову ізоляцію та низький рівень забруднення.

Як провідна передова кераміка для напівпровідникових застосувань, глиноземна кераміка забезпечує оптимальний баланс між вартістю, оброблюваністю та загальною продуктивністю. Завдяки високій твердості, відмінній ізоляції, видатній стійкості до корозії та низькому тепловому розширенню, вони повністю відповідають суворим вимогам до великих розмірів і високоміцних компонентів у напівпровідниковій упаковці та обладнанні для виготовлення, і стали незамінними конструкційними матеріалами в промисловості.

Основні застосування глиноземних керамічних компонентів у напівпровідниках

1. Застосування в літографічному обладнанні

Літографія є одним із найскладніших процесів у виробництві напівпровідників, який накладає надзвичайно суворі стандарти щодо точності позиціонування руху та чистоти. Глиноземна кераміка широко використовується для пластинчастих патронів, керамічних столиків, точностіповодження зі зброєюта інші ключові частини.

Для транспортування пластин глиноземна кераміка використовується для виготовлення роботизованих рук. У той час як кераміка з карбіду кремнію теоретично ідеально підходить для таких компонентів, керамічні кронштейни з оксиду алюмінію забезпечують виняткову економічну ефективність завдяки меншій вартості матеріалів і простішій обробці. У процесах полірування пластин глиноземна кераміка широко застосовується для полірувальних пластин, платформ кондиціонера тавакуумний патронс.

Точність позиціонування столиків для літографії та систем перенесення пластин безпосередньо впливає на точність накладання та продуктивність виробництва. Завдяки високій жорсткості, низькому тепловому розширенню та чудовій стійкості до вібрації глиноземна кераміка допомагає системам руху підтримувати тривалу високоточну роботу на високих швидкостях. Водночас матеріал відповідає строгим вимогам до чистих приміщень, включаючи характеристики без частинок, відсутність магнетизму та низьке виділення газів.

2. Застосування в травильному обладнанні

Травлення — це процес виробництва серцевини напівпровідника, під час якого високоенергетична плазма вибірково видаляє матеріал із визначених ділянок на поверхні пластини. Створена іонізованим галогеном та інертними газами, плазма не тільки діє на пластини, але також викликає постійну фізичну та хімічну ерозію стінок камери та критичних компонентів. Це призводить до двох основних проблем: ерозійні частини виробляють частинки в повітрі, які можуть прилипати до пластин і спричиняти коротке замикання мікросхеми; крім того, знос компонентів прискорює старіння обладнання та скорочує термін служби.

Оксид алюмінію (Al₂O₃) має високу діелектричну міцність і чудову хімічну стійкість, зберігаючи стабільну роботу під час інтенсивного впливу плазми. Це один із найпоширеніших матеріалів для захисту від плазмового травлення. Для захисту камер травлення та внутрішніх компонентів зазвичай використовуються високочисті покриття з оксиду алюмінію та тверда кераміка з оксиду алюмінію. Окрім камерних структур, глиноземна кераміка також використовується для газунасадки, газорозподільні пластини та утримувальні кільця пластин в обладнанні для плазмової обробки.

3. Застосування в обладнанні CMP

Під час хімічного механічного полірування (CMP) абразивні частинки в суспензії викликають постійне тертя та зношуванняполірувальні пластиниі етапи. Враховуючи виняткову твердість і зносостійкість, глиноземна кераміка широко використовується для керамічних полірувальних столів, полірувальних пластин, притирочних пластин і кінцевих ефекторів.

Надзвичайна твердість поверхні полірувальних столів із оксиду алюмінію забезпечує стабільну площинність після обробки великих партій пластин, що є критичним для точного контролю площинності поверхні стружки.

4. Застосування в упаковці напівпровідників

У напівпровідниковій упаковці глиноземна кераміка широко виготовляється в пакувальні підкладки, радіатори та базові пластини для потужних електронних пристроїв. Підкладки з оксиду алюмінію пропонують відмінну ізоляцію, хорошу теплопровідність, низький коефіцієнт теплового розширення та високу механічну міцність, що робить їх основним вибором для електронної упаковки. Компоненти з оксиду алюмінію для упаковки чистих мікросхем мають чудову герметичність навіть при підвищених температурах і широко використовуються у вакуумних електронних середовищах.

Крім того, керамічні деталі з оксиду алюмінію служать ключовими компонентами в напівпровідниковому базовому обладнанні, такому як керамічні капіляри для машин для склеювання дротів, керамічні насадки та карти зондів для випробувальних обробників, для всіх яких потрібна надвисока точність, висока зносостійкість і надійна електрична ізоляція.