Kerneanvendelser af aluminiumoxid keramiske komponenter i halvlederen

På baggrund af kontinuerlig udvidelse af den globale halvlederproduktionskapacitet og ubarmhjertige fremskridt inden for fremstillingsprocesser, kræver halvlederfremstillingsudstyr nu hidtil uset ydeevne fra dets kernekomponenter. Under waferbehandling udsættes det indre af udstyrskamrene for flere barske driftsforhold, herunder højenergiplasmabombardement, ætsende gaserosion, ekstreme temperatursvingninger og stringent renhedskontrol. Traditionelle metalliske og organiske materialer kan ikke længere levere et kombineret sæt af egenskaber såsom korrosionsbestandighed, høj temperaturbestandighed, overlegen isolering og lav forurening.

Som en førende avanceret keramik til halvlederapplikationer skaber aluminiumoxidkeramik en optimal balance mellem omkostninger, bearbejdelighed og overordnet ydeevne. Med høj hårdhed, fremragende isolering, enestående korrosionsbestandighed og lav termisk ekspansion opfylder de fuldt ud de strenge krav til komponenter i stor størrelse og høj styrke i halvlederemballage og fremstillingsudstyr og er blevet uerstattelige strukturelle materialer i industrien.

Kerneanvendelser af aluminiumoxid keramiske komponenter i halvlederen

1. Anvendelser i litografisk udstyr

Litografi er en af ​​de mest sofistikerede processer inden for halvlederfremstilling, som stiller ekstremt strenge standarder for bevægelsespositioneringsnøjagtighed og renhed. Alumina keramik er meget udbredt til wafer patroner, keramiske stadier, præcisionhåndtere armeog andre nøgledele.

Til wafertransport er aluminiumoxidkeramik brugt til at fremstille robotarme. Mens siliciumcarbidkeramik teoretisk er ideelle til sådanne komponenter, leverer keramiske arme af aluminiumoxid overlegen omkostningseffektivitet takket være lavere materialeomkostninger og lettere bearbejdning. I waferpoleringsprocesser anvendes alumina-keramik i vid udstrækning på poleringsplader, balsamplatforme ogvakuumpatrons.

Positioneringsnøjagtigheden af ​​litografiske stadier og wafer-overførselssystemer påvirker direkte overlejringsnøjagtigheden og produktionsudbyttet. Takket være dens høje stivhed, lave termiske ekspansion og fremragende vibrationsmodstand hjælper aluminiumoxidkeramik bevægelsessystemerne med at opretholde langsigtet højpræcisionsdrift ved høje hastigheder. I mellemtiden opfylder materialet strenge renrumskrav, herunder partikelfri ydeevne, ikke-magnetisme og lav udgasning.

2. Anvendelser i ætsningsudstyr

Ætsning er en kernefremstillingsproces for halvledere, hvor højenergiplasma selektivt fjerner materiale fra udpegede områder på waferoverflader. Genereret af ioniseret halogen og inerte gasser virker plasmaet ikke kun på wafers, men forårsager også kontinuerlig fysisk og kemisk erosion af kammervægge og kritiske komponenter. Dette fører til to store problemer: eroderede dele producerer luftbårne partikler, der kan klæbe til wafere og forårsage chipkortslutninger; desuden fremskynder komponentslid udstyrets ældning og forkorter levetiden.

Aluminiumoxid (Al₂O₃) kan prale af høj dielektrisk styrke og overlegen kemisk resistens, der opretholder en stabil ydeevne under intens plasmaeksponering. Det er et af de mest udbredte materialer til beskyttelse mod plasmaætsning. Aluminabelægninger med høj renhed og solid aluminiumoxidkeramik bruges almindeligvis til at beskytte ætsningskamre og interne komponenter. Ud over kammerstrukturer anvendes aluminiumoxidkeramik også til gasdyser, gasfordelingsplader og wafer-retentionsringe i plasmabehandlingsudstyr.

3. Anvendelser i CMP-udstyr

Ved kemisk mekanisk polering (CMP) forårsager slibende partikler i gyllen konstant friktion og slid påpolere pladerog etaper. På grund af dens exceptionelle hårdhed og slidstyrke er aluminiumoxidkeramik i vid udstrækning brugt til keramiske poleringsborde, poleringsplader, lapplader og sluteffektorer.

Den enestående overfladehårdhed af aluminiumoxidpoleringsborde sikrer ensartet fladhed efter behandling af store partier af wafers, hvilket er afgørende for præcis kontrol af spånoverfladeplanariteten.

4. Anvendelser i Semiconductor Packaging

I halvlederemballage fremstilles aluminiumoxidkeramik i vid udstrækning til emballagesubstrater, køleplader og bundplader til elektroniske enheder med høj effekt. Alumina-kredsløbssubstrater tilbyder fremragende isolering, anstændig varmeledningsevne, lav termisk udvidelseskoefficient og høj mekanisk styrke, hvilket gør dem til et almindeligt valg til elektronisk emballage. Aluminiumoxidkomponenter til bar-chip-emballage har fremragende lufttæthed selv ved høje temperaturer og er meget udbredt i vakuum elektroniske miljøer.

Desuden fungerer keramiske dele af aluminiumoxid som nøglekomponenter i halvleder-backend-udstyr, såsom keramiske kapillærer til wire bonding-maskiner, keramiske dyser og probekort til testbehandlere, som alle kræver ultrahøj præcision, stor slidstyrke og pålidelig elektrisk isolering.