Kjerneapplikasjoner av aluminiumoksyd keramiske komponenter i halvlederen

På bakgrunn av kontinuerlig utvidelse av global produksjonskapasitet for halvledere og ubøyelig fremgang av produksjonsprosesser, krever halvlederproduksjonsutstyr nå enestående ytelse fra kjernekomponentene. Under waferbehandling utsettes det indre av utstyrskamrene for flere tøffe driftsforhold, inkludert høyenergiplasmabombardement, korrosiv gasserosjon, ekstreme temperatursvingninger og streng renslighetskontroll. Tradisjonelle metalliske og organiske materialer kan ikke lenger levere et kombinert sett med egenskaper som korrosjonsbestandighet, høy temperaturbestandighet, overlegen isolasjon og lav forurensning.

Som en ledende avansert keramikk for halvlederapplikasjoner, oppnår alumina-keramikk en optimal balanse mellom kostnad, bearbeidbarhet og generell ytelse. Med høy hardhet, utmerket isolasjon, enestående korrosjonsmotstand og lav termisk ekspansjon, oppfyller de fullt ut de strenge kravene til komponenter av stor størrelse og høy styrke i halvlederemballasje og fabrikasjonsutstyr, og har blitt uerstattelige strukturelle materialer i industrien.

Kjerneapplikasjoner av aluminiumoksyd keramiske komponenter i halvlederen

1. Applikasjoner i litografiutstyr

Litografi er en av de mest sofistikerte prosessene innen halvlederproduksjon, som pålegger ekstremt strenge standarder for bevegelsesposisjoneringsnøyaktighet og renslighet. Alumina keramikk er mye brukt for wafer chucks, keramiske scener, presisjonhåndtere armerog andre nøkkeldeler.

For wafertransport brukes alumina-keramikk for å fremstille robotarmer. Mens silisiumkarbidkeramikk er teoretisk ideell for slike komponenter, leverer keramiske armer av aluminiumoksyd overlegen kostnadseffektivitet takket være lavere materialkostnader og enklere maskinering. I skivepoleringsprosesser brukes alumina-keramikk i stor grad på poleringsplater, balsamplattformer ogvakuum chucks.

Plasseringsnøyaktigheten til litografistrinn og waferoverføringssystemer påvirker overleggsnøyaktigheten og produksjonsutbyttet direkte. Takket være sin høye stivhet, lave termiske ekspansjon og utmerkede vibrasjonsmotstand, hjelper alumina-keramikk bevegelsessystemene til å opprettholde langsiktig høypresisjonsdrift ved høye hastigheter. I mellomtiden tilfredsstiller materialet strenge renromskrav, inkludert partikkelfri ytelse, ikke-magnetisme og lav utgassing.

2. Applikasjoner i etseutstyr

Etsing er en kjernefremstillingsprosess for halvledere, der høyenergiplasma selektivt fjerner materiale fra utpekte områder på waferoverflater. Generert av ionisert halogen og inerte gasser, virker plasmaet ikke bare på wafere, men forårsaker også kontinuerlig fysisk og kjemisk erosjon til kammervegger og kritiske komponenter. Dette fører til to hovedproblemer: eroderte deler produserer luftbårne partikler som kan feste seg til wafere og forårsake brikkekortslutning; i tillegg akselererer komponentslitasje utstyrets aldring og forkorter levetiden.

Alumina (Al₂O₃) har høy dielektrisk styrke og overlegen kjemisk motstand, og opprettholder stabil ytelse under intens plasmaeksponering. Det er et av de mest brukte materialene for beskyttelse mot plasmaetsing. Aluminabelegg med høy renhet og solid alumina-keramikk brukes ofte for å beskytte etsingskamre og interne komponenter. Utover kammerstrukturer, er alumina-keramikk også tatt i bruk for gassdyser, gassfordelingsplater og waferretensjonsringer i plasmabehandlingsutstyr.

3. Applikasjoner i CMP-utstyr

Ved kjemisk mekanisk polering (CMP) forårsaker slipende partikler i slurryen konstant friksjon og slitasje påpolering av platerog etapper. På grunn av sin eksepsjonelle hardhet og slitestyrke, er alumina-keramikk mye brukt til keramiske poleringsbord, poleringsplater, lapperplater og slutteffektorer.

Den enestående overflatehardheten til poleringsbord av alumina sikrer jevn flathet etter behandling av store partier av wafere, noe som er avgjørende for presis kontroll av planheten til flisoverflaten.

4. Applikasjoner i Semiconductor Packaging

I halvlederemballasje produseres alumina-keramikk i stor utstrekning til emballasjesubstrater, kjøleribber og bunnplater for elektroniske enheter med høy effekt. Alumina-kretssubstrater tilbyr utmerket isolasjon, anstendig termisk ledningsevne, lav termisk ekspansjonskoeffisient og høy mekanisk styrke, noe som gjør dem til et vanlig valg for elektronisk emballasje. Aluminiumoksydkomponenter for emballasje uten brikker har utmerket lufttetthet selv ved høye temperaturer, og er mye brukt i vakuumelektroniske miljøer.

Videre fungerer keramiske deler av aluminiumoksyd som nøkkelkomponenter i halvleder-backend-utstyr, som keramiske kapillærer for wire bonding-maskiner, keramiske dyser og probekort for testbehandlere, som alle krever ultrahøy presisjon, stor slitestyrke og pålitelig elektrisk isolasjon.