Glavne uporabe keramičnih komponent iz aluminijevega oksida v polprevodnikih

V ozadju nenehnega širjenja globalne proizvodne zmogljivosti polprevodnikov in neusmiljenega napredka proizvodnih procesov oprema za izdelavo polprevodnikov zdaj od svojih osnovnih komponent zahteva zmogljivost brez primere. Med obdelavo rezin je notranjost komor opreme izpostavljena številnim težkim pogojem delovanja, vključno z bombardiranjem z visoko energijsko plazmo, erozijo korozivnega plina, ekstremnimi temperaturnimi nihanji in strogim nadzorom čistoče. Tradicionalni kovinski in organski materiali ne morejo več zagotoviti kombiniranega nabora lastnosti, kot so odpornost proti koroziji, odpornost na visoke temperature, vrhunska izolacija in nizka kontaminacija.

Keramika iz aluminijevega oksida kot vodilna napredna keramika za uporabo v polprevodnikih dosega optimalno ravnotežje med ceno, obdelovalnostjo in splošno zmogljivostjo. Z visoko trdoto, odlično izolacijo, izjemno odpornostjo proti koroziji in nizkim toplotnim raztezkom v celoti izpolnjujejo stroge zahteve za komponente velikih dimenzij in visoke trdnosti v polprevodniški embalaži in opremi za izdelavo ter so postali nenadomestljivi strukturni materiali v industriji.

Glavne uporabe keramičnih komponent iz aluminijevega oksida v polprevodnikih

1. Aplikacije v litografski opremi

Litografija je eden najbolj sofisticiranih procesov v proizvodnji polprevodnikov, ki nalaga izjemno stroge standarde za natančnost in čistost pozicioniranja gibanja. Keramika iz aluminijevega oksida se pogosto uporablja za vpenjalne glave za rezine, keramične stopnice, natančnostrokovanje z orožjemin druge ključne dele.

Za transport rezin se uporablja keramika iz aluminijevega oksida za izdelavo robotskih rok. Medtem ko je keramika iz silicijevega karbida teoretično idealna za takšne komponente, keramične ročice iz aluminijevega oksida zagotavljajo vrhunsko stroškovno učinkovitost zaradi nižjih stroškov materiala in lažje obdelave. V postopkih poliranja rezin se keramika iz aluminijevega oksida v veliki meri uporablja za polirne plošče, plošče za kondicioniranje invakuumska vpenjalna glavas.

Natančnost pozicioniranja stopnic za litografijo in sistemov za prenos rezin neposredno vpliva na natančnost prekrivanja in izkoristek proizvodnje. Keramika iz aluminijevega oksida zaradi svoje visoke togosti, nizkega toplotnega raztezanja in odlične odpornosti na vibracije pomaga gibalnim sistemom vzdrževati dolgoročno visoko natančno delovanje pri visokih hitrostih. Medtem pa material izpolnjuje stroge zahteve čistih prostorov, vključno z zmogljivostjo brez delcev, nemagnetizmom in nizkim izločanjem plinov.

2. Uporaba v opremi za jedkanje

Jedkanje je glavni postopek izdelave polprevodnikov, pri katerem visokoenergijska plazma selektivno odstrani material z določenih območij na površinah rezin. Plazma, ki jo ustvarjajo ionizirani halogen in inertni plini, ne deluje samo na rezine, ampak povzroča tudi stalno fizično in kemično erozijo sten komore in kritičnih komponent. To vodi do dveh glavnih težav: erodirani deli proizvajajo delce v zraku, ki se lahko oprimejo rezin in povzročijo kratek stik na čipu; poleg tega obraba komponent pospešuje staranje opreme in skrajšuje življenjsko dobo.

Aluminijev oksid (Al₂O₃) se ponaša z visoko dielektrično trdnostjo in vrhunsko kemično odpornostjo ter ohranja stabilno delovanje pri intenzivni izpostavljenosti plazmi. Je eden najbolj razširjenih materialov za zaščito pred jedkanjem s plazmo. Prevleke iz aluminijevega oksida visoke čistosti in trdna keramika iz aluminijevega oksida se običajno uporabljajo za zaščito komor za jedkanje in notranjih komponent. Poleg komornih struktur se za plin uporablja tudi keramika iz aluminijevega oksidašobe, plošče za distribucijo plina in zadrževalni obroči za rezine v opremi za plazemsko obdelavo.

3. Aplikacije v opremi CMP

Pri kemično mehanskem poliranju (CMP) abrazivni delci v gnojevki povzročajo stalno trenje in obrabopolirne ploščein stopnjah. Keramika iz aluminijevega oksida se zaradi svoje izjemne trdote in odpornosti proti obrabi pogosto uporablja za keramične polirne mize, polirne plošče, lepilne plošče in končne efektorje.

Izjemna površinska trdota polirnih miz iz aluminijevega oksida zagotavlja dosledno ravnost po obdelavi velikih serij rezin, kar je ključnega pomena za natančen nadzor ravnine površine odrezkov.

4. Aplikacije v embalaži polprevodnikov

V embalaži za polprevodnike se keramika iz aluminijevega oksida pogosto proizvaja v substrate za embalažo, hladilna telesa in osnovne plošče za visoko zmogljive elektronske naprave. Substrati vezij iz aluminijevega oksida nudijo odlično izolacijo, dobro toplotno prevodnost, nizek koeficient toplotnega raztezanja in visoko mehansko trdnost, zaradi česar so glavna izbira za elektronsko embalažo. Komponente iz aluminijevega oksida za pakiranje čistih čipov imajo odlično zrakotesnost tudi pri povišanih temperaturah in se pogosto uporabljajo v vakuumskih elektronskih okoljih.

Poleg tega keramični deli iz aluminijevega oksida služijo kot ključne komponente v polprevodniški zadnji opremi, kot so keramične kapilare za stroje za spajanje žic, keramične šobe in kartice s sondami za preizkuševalce, ki vse zahtevajo izjemno visoko natančnost, veliko odpornost proti obrabi in zanesljivo električno izolacijo.