Hlavné aplikácie keramických komponentov z oxidu hlinitého v polovodičoch

Na pozadí neustáleho rozširovania globálnych výrobných kapacít polovodičov a neúnavného napredovania výrobných procesov teraz zariadenia na výrobu polovodičov vyžadujú od svojich základných komponentov bezprecedentný výkon. Počas spracovania plátkov je vnútro komôr zariadenia vystavené viacerým drsným prevádzkovým podmienkam, vrátane vysokoenergetického plazmového bombardovania, erózie korozívnych plynov, extrémnych teplotných výkyvov a prísnej kontroly čistoty. Tradičné kovové a organické materiály už nedokážu poskytnúť kombinovaný súbor vlastností, ako je odolnosť proti korózii, odolnosť voči vysokej teplote, vynikajúca izolácia a nízka kontaminácia.

Ako popredná pokročilá keramika pre polovodičové aplikácie dosahuje keramika z oxidu hlinitého optimálnu rovnováhu medzi cenou, opracovateľnosťou a celkovým výkonom. Vyznačujú sa vysokou tvrdosťou, vynikajúcou izoláciou, vynikajúcou odolnosťou proti korózii a nízkou tepelnou rozťažnosťou, plne spĺňajú prísne požiadavky na veľké a vysokopevnostné komponenty v polovodičových obaloch a výrobných zariadeniach a stali sa nenahraditeľnými konštrukčnými materiálmi v priemysle.

Hlavné aplikácie keramických komponentov z oxidu hlinitého v polovodičoch

1. Aplikácie v litografickom zariadení

Litografia je jedným z najsofistikovanejších procesov vo výrobe polovodičov, ktorý kladie mimoriadne prísne normy na presnosť a čistotu polohovania pohybu. Keramika z oxidu hlinitého sa široko používa na doštičkové skľučovadlá, keramické stupne, presnosťmanipulačné ramenáa ďalšie kľúčové časti.

Na prepravu plátkov sa na výrobu robotických ramien používa keramika z oxidu hlinitého. Zatiaľ čo keramika z karbidu kremíka je teoreticky ideálna pre takéto komponenty, keramické ramená z oxidu hlinitého poskytujú vynikajúcu nákladovú efektívnosť vďaka nižším nákladom na materiál a ľahšiemu obrábaniu. Pri procesoch leštenia plátkov sa keramika z oxidu hlinitého vo veľkej miere používa na leštiace platne, kondicionérové ​​platformy avákuové skľučovadlos.

Presnosť polohovania litografických stupňov a systémov prenosu plátkov priamo ovplyvňuje presnosť prekrytia a výnos výroby. Vďaka svojej vysokej tuhosti, nízkej tepelnej rozťažnosti a vynikajúcej odolnosti voči vibráciám pomáha aluminová keramika pohybovým systémom udržiavať dlhodobú vysoko presnú prevádzku pri vysokých rýchlostiach. Medzitým materiál spĺňa prísne požiadavky na čisté priestory vrátane výkonu bez častíc, nemagnetizmu a nízkeho uvoľňovania plynov.

2. Aplikácie v leptacom zariadení

Leptanie je základný proces výroby polovodičov, pri ktorom vysokoenergetická plazma selektívne odstraňuje materiál z určených oblastí na povrchoch doštičiek. Plazma, generovaná ionizovaným halogénom a inertnými plynmi, pôsobí nielen na doštičky, ale spôsobuje aj nepretržitú fyzikálnu a chemickú eróziu stien komory a kritických komponentov. To vedie k dvom hlavným problémom: erodované časti produkujú častice prenášané vzduchom, ktoré môžu priľnúť k plátkom a spôsobiť skrat čipu; okrem toho opotrebovanie komponentov urýchľuje starnutie zariadenia a skracuje životnosť.

Oxid hlinitý (Al₂O₃) sa môže pochváliť vysokou dielektrickou pevnosťou a vynikajúcou chemickou odolnosťou, pričom si zachováva stabilný výkon pri intenzívnom vystavení plazme. Je to jeden z najpoužívanejších materiálov na ochranu proti plazmovému leptaniu. Na ochranu leptacích komôr a vnútorných komponentov sa bežne používajú povlaky z oxidu hlinitého s vysokou čistotou a pevná keramika z oxidu hlinitého. Okrem štruktúr komôr sa pre plyn používa aj keramika z oxidu hlinitéhotrysky, plynové distribučné dosky a doštičkové retenčné krúžky v zariadeniach na plazmové spracovanie.

3. Aplikácie v zariadeniach CMP

Pri chemickom mechanickom leštení (CMP) spôsobujú abrazívne častice v kaši konštantné trenie a opotrebovanieleštiace doskya etapách. Vzhľadom na svoju výnimočnú tvrdosť a odolnosť voči opotrebovaniu sa keramika z oxidu hlinitého široko používa na keramické leštiace stoly, leštiace dosky, lapovacie dosky a koncové efektory.

Vynikajúca tvrdosť povrchu stolov na leštenie oxidu hlinitého zaisťuje konzistentnú rovinnosť po spracovaní veľkých sérií plátkov, čo je rozhodujúce pre presnú kontrolu rovinnosti povrchu triesok.

4. Aplikácie v balení polovodičov

V obaloch polovodičov sa keramika z oxidu hlinitého vo veľkej miere vyrába na obalové substráty, chladiče a základné dosky pre vysokovýkonné elektronické zariadenia. Okruhové substráty z oxidu hlinitého ponúkajú vynikajúcu izoláciu, slušnú tepelnú vodivosť, nízky koeficient tepelnej rozťažnosti a vysokú mechanickú pevnosť, vďaka čomu sú hlavnou voľbou pre elektronické obaly. Komponenty z oxidu hlinitého na balenie holých čipov sa vyznačujú vynikajúcou vzduchotesnosťou aj pri zvýšených teplotách a sú široko používané vo vákuových elektronických prostrediach.

Okrem toho keramické diely z oxidu hlinitého slúžia ako kľúčové komponenty v polovodičových koncových zariadeniach, ako sú keramické kapiláry pre stroje na spájanie drôtov, keramické dýzy a karty sond pre testovacie manipulátory, z ktorých všetky vyžadujú mimoriadne vysokú presnosť, veľkú odolnosť proti opotrebovaniu a spoľahlivú elektrickú izoláciu.