Základní aplikace keramických komponent z oxidu hlinitého v polovodičích

Na pozadí neustálého rozšiřování globální výrobní kapacity polovodičů a neúnavného zdokonalování výrobních procesů nyní vyžaduje zařízení pro výrobu polovodičů od svých hlavních součástí bezprecedentní výkon. Během zpracování plátků je vnitřek komor zařízení vystaven mnoha drsným provozním podmínkám, včetně vysokoenergetického plazmového bombardování, eroze korozívních plynů, extrémních teplotních výkyvů a přísné kontroly čistoty. Tradiční kovové a organické materiály již nemohou poskytovat kombinovanou sadu vlastností, jako je odolnost proti korozi, odolnost proti vysokým teplotám, vynikající izolace a nízká kontaminace.

Jako přední pokročilá keramika pro polovodičové aplikace dosahuje keramika z oxidu hlinitého optimální rovnováhu mezi cenou, obrobitelností a celkovým výkonem. Vyznačují se vysokou tvrdostí, vynikající izolací, vynikající odolností proti korozi a nízkou tepelnou roztažností, plně splňují přísné požadavky na velkorozměrové a vysoce pevné součástky v polovodičových baleních a výrobních zařízeních a staly se nenahraditelnými konstrukčními materiály v průmyslu.

Základní aplikace keramických komponent z oxidu hlinitého v polovodičích

1. Aplikace v litografických zařízeních

Litografie je jedním z nejsofistikovanějších procesů ve výrobě polovodičů, který ukládá extrémně přísné standardy pro přesnost polohování pohybu a čistotu. Keramika z oxidu hlinitého se široce používá pro sklíčidla destiček, keramické stupně, přesnostmanipulační pažea další klíčové části.

Pro přepravu plátků se k výrobě robotických ramen používá keramika z oxidu hlinitého. Zatímco keramika z karbidu křemíku je teoreticky ideální pro takové součásti, keramická ramena z oxidu hlinitého poskytují vynikající nákladovou efektivitu díky nižším nákladům na materiál a snadnějšímu obrábění. V procesech leštění plátků se keramika z oxidu hlinitého široce používá na leštící desky, kondicionéry avakuové sklíčidlos.

Přesnost polohování litografických stupňů a systémů přenosu plátků přímo ovlivňuje přesnost překrývání a výnos výroby. Díky vysoké tuhosti, nízké tepelné roztažnosti a vynikající odolnosti vůči vibracím pomáhá keramika z oxidu hlinitého pohybovým systémům udržovat dlouhodobý vysoce přesný provoz při vysokých rychlostech. Mezitím tento materiál splňuje přísné požadavky na čisté prostory včetně výkonu bez částic, nemagnetismu a nízkého odplyňování.

2. Aplikace v leptacím zařízení

Leptání je základní proces výroby polovodičů, kde vysokoenergetické plazma selektivně odstraňuje materiál z určených oblastí na površích destiček. Plazma, generované ionizovaným halogenem a inertními plyny, působí nejen na destičky, ale také způsobuje nepřetržitou fyzikální a chemickou erozi stěn komory a kritických součástí. To vede ke dvěma hlavním problémům: erodované části produkují částice přenášené vzduchem, které mohou přilnout k plátkům a způsobit zkrat čipu; opotřebení součástí navíc urychluje stárnutí zařízení a zkracuje životnost.

Oxid hlinitý (Al₂O₃) se může pochlubit vysokou dielektrickou pevností a vynikající chemickou odolností, přičemž si udržuje stabilní výkon při intenzivním vystavení plazmě. Je to jeden z nejpoužívanějších materiálů pro ochranu proti plazmovému leptání. Povlaky z vysoce čistého oxidu hlinitého a pevná keramika z oxidu hlinitého se běžně používají k ochraně leptacích komor a vnitřních součástí. Kromě komorových struktur se pro plyn používá také keramika z oxidu hlinitéhotrysky, desky pro distribuci plynu a zádržné kroužky plátků v zařízeních pro plazmové zpracování.

3. Aplikace v zařízení CMP

Při chemickém mechanickém leštění (CMP) způsobují abrazivní částice v kalu konstantní tření a opotřebeníleštící deskya etapy. Vzhledem ke své výjimečné tvrdosti a odolnosti proti opotřebení se keramika z oxidu hlinitého široce používá pro keramické leštící stoly, leštící desky, lapovací desky a koncové efektory.

Vynikající povrchová tvrdost leštících stolů z oxidu hlinitého zajišťuje konzistentní rovinnost po zpracování velkých dávek destiček, což je rozhodující pro přesnou kontrolu rovinnosti povrchu třísek.

4. Aplikace v balení polovodičů

V balení polovodičů se keramika z oxidu hlinitého široce vyrábí jako obalové substráty, chladiče a základní desky pro vysoce výkonná elektronická zařízení. Okruhové substráty z oxidu hlinitého nabízejí vynikající izolaci, slušnou tepelnou vodivost, nízký koeficient tepelné roztažnosti a vysokou mechanickou pevnost, díky čemuž jsou hlavní volbou pro elektronické obaly. Komponenty z oxidu hlinitého pro balení holých čipů se vyznačují vynikající vzduchotěsností i při zvýšených teplotách a jsou široce používány ve vakuových elektronických prostředích.

Kromě toho keramické díly z oxidu hlinitého slouží jako klíčové komponenty v polovodičových koncových zařízeních, jako jsou keramické kapiláry pro stroje na spojování drátů, keramické trysky a karty sond pro testovací manipulátory, které všechny vyžadují ultra vysokou přesnost, velkou odolnost proti opotřebení a spolehlivou elektrickou izolaci.