Основные применения керамических компонентов из глинозема в полупроводниках

На фоне постоянного расширения мировых мощностей по производству полупроводников и неустанного совершенствования производственных процессов оборудование для производства полупроводников теперь требует беспрецедентной производительности от своих основных компонентов. Во время обработки пластин внутренняя часть камер оборудования подвергается множеству суровых условий эксплуатации, включая высокоэнергетическую плазменную бомбардировку, коррозионную газовую эрозию, экстремальные колебания температуры и строгий контроль чистоты. Традиционные металлические и органические материалы больше не могут обеспечивать совокупный набор свойств, таких как устойчивость к коррозии, устойчивость к высоким температурам, превосходная изоляция и низкий уровень загрязнения.

Являясь ведущей современной керамикой для полупроводниковых применений, глиноземная керамика обеспечивает оптимальный баланс между стоимостью, обрабатываемостью и общими эксплуатационными характеристиками. Обладая высокой твердостью, отличной изоляцией, выдающейся коррозионной стойкостью и низким тепловым расширением, они полностью отвечают строгим требованиям, предъявляемым к крупногабаритным и высокопрочным компонентам в полупроводниковой упаковке и производственном оборудовании, и стали незаменимыми конструкционными материалами в отрасли.

Основные применения керамических компонентов из глинозема в полупроводниках

1. Применение в литографическом оборудовании.

Литография — один из самых сложных процессов в производстве полупроводников, который предъявляет чрезвычайно строгие стандарты точности и чистоты позиционирования движения. Керамика из глинозема широко используется для изготовления пластин, керамических столиков, прецизионныхобращение с оружиеми другие ключевые детали.

Для транспортировки пластин используется глиноземная керамика для изготовления роботизированных манипуляторов. Хотя карбидокремниевая керамика теоретически идеальна для таких компонентов, керамические рычаги из оксида алюминия обеспечивают превосходную экономическую эффективность благодаря меньшим затратам на материалы и упрощению механической обработки. В процессах полировки пластин глиноземная керамика широко применяется для полировки пластин, платформ кондиционирования ивакуумный патронс.

Точность позиционирования этапов литографии и систем переноса пластин напрямую влияет на точность наложения и производительность производства. Благодаря своей высокой жесткости, низкому тепловому расширению и превосходной виброустойчивости глиноземная керамика помогает системам перемещения поддерживать длительную высокоточную работу на высоких скоростях. Между тем, материал удовлетворяет строгим требованиям для чистых помещений, включая отсутствие частиц, немагнетичность и низкое выделение газа.

2. Применение в травильном оборудовании.

Травление — это основной процесс производства полупроводников, при котором высокоэнергетическая плазма избирательно удаляет материал из определенных участков на поверхности пластин. Генерируемая ионизированным галогеном и инертными газами плазма не только воздействует на пластины, но и вызывает непрерывную физическую и химическую эрозию стенок камеры и критических компонентов. Это приводит к двум основным проблемам: эродированные детали образуют частицы в воздухе, которые могут прилипать к пластинам и вызывать короткое замыкание чипа; кроме того, износ компонентов ускоряет старение оборудования и сокращает срок его службы.

Оксид алюминия (Al₂O₃) обладает высокой диэлектрической прочностью и превосходной химической стойкостью, сохраняя стабильные характеристики при интенсивном воздействии плазмы. Это один из наиболее широко используемых материалов для защиты от плазменного травления. Покрытия из оксида алюминия высокой чистоты и твердая глиноземная керамика обычно используются для защиты камер травления и внутренних компонентов. Помимо камерных конструкций, глиноземная керамика также применяется для газовыхнасадки, газораспределительные пластины и удерживающие кольца пластин в оборудовании плазменной обработки.

3. Применение в оборудовании CMP

При химико-механической полировке (CMP) абразивные частицы в суспензии вызывают постоянное трение и износполировальные пластиныи этапы. Благодаря своей исключительной твердости и износостойкости глиноземная керамика широко используется для изготовления керамических полировальных столов, полировальных пластин, притирочных пластин и рабочих органов.

Выдающаяся твердость поверхности полировальных столов из оксида алюминия обеспечивает постоянную плоскостность после обработки больших партий пластин, что имеет решающее значение для точного контроля плоскостности поверхности стружки.

4. Применение в полупроводниковой упаковке

В полупроводниковой упаковке глиноземная керамика широко используется в качестве подложек корпусов, радиаторов и базовых пластин для мощных электронных устройств. Подложки из оксида алюминия обеспечивают отличную изоляцию, хорошую теплопроводность, низкий коэффициент теплового расширения и высокую механическую прочность, что делает их основным выбором для электронных корпусов. Компоненты из оксида алюминия для корпусов чипов обладают превосходной воздухонепроницаемостью даже при повышенных температурах и широко используются в вакуумной электронной среде.

Кроме того, детали из глиноземной керамики служат ключевыми компонентами полупроводникового оборудования, например, керамических капилляров для машин для сварки проводов, керамических сопел и плат датчиков для испытательных манипуляторов, все из которых требуют сверхвысокой точности, высокой износостойкости и надежной электрической изоляции.