Основни приложения на алуминиеви керамични компоненти в полупроводниците

На фона на непрекъснатото разширяване на глобалния капацитет за производство на полупроводници и безмилостния напредък на производствените процеси, оборудването за производство на полупроводници сега изисква безпрецедентна производителност от своите основни компоненти. По време на обработката на пластини вътрешността на камерите на оборудването е изложена на множество тежки условия на работа, включително бомбардиране с високоенергийна плазма, ерозия на корозивния газ, екстремни температурни колебания и строг контрол на чистотата. Традиционните метални и органични материали вече не могат да осигурят комбиниран набор от свойства като устойчивост на корозия, устойчивост на висока температура, превъзходна изолация и ниско замърсяване.

Като водеща усъвършенствана керамика за полупроводникови приложения, алуминиевата керамика постига оптимален баланс между цена, обработваемост и цялостна производителност. Отличаващи се с висока твърдост, отлична изолация, изключителна устойчивост на корозия и ниско топлинно разширение, те напълно отговарят на строгите изисквания за компоненти с големи размери и висока якост в оборудването за опаковане на полупроводници и производство и са се превърнали в незаменими структурни материали в индустрията.

Основни приложения на алуминиеви керамични компоненти в полупроводниците

1. Приложения в литографско оборудване

Литографията е един от най-сложните процеси в производството на полупроводници, който налага изключително строги стандарти за точност и чистота на позициониране на движението. Алуминиевата керамика се използва широко за патронници за вафли, керамични стъпала, прецизниборавене с оръжияи други ключови части.

За транспортиране на пластини, алуминиева керамика се използва за производство на роботизирани ръце. Докато керамиката от силициев карбид е теоретично идеална за такива компоненти, керамичните рамена от алуминиев оксид осигуряват превъзходна рентабилност благодарение на по-ниските разходи за материали и по-лесната обработка. В процесите на полиране на пластини, алуминиевата керамика се прилага широко за полиращи плочи, платформи за балсам ивакуумен патронникs.

Точността на позициониране на литографските етапи и системите за прехвърляне на вафли директно влияе върху точността на наслагването и производствения добив. Благодарение на високата си твърдост, ниско топлинно разширение и отлична устойчивост на вибрации, алуминиевата керамика помага на системите за движение да поддържат дългосрочна високопрецизна работа при високи скорости. Междувременно материалът отговаря на строги изисквания за чисти помещения, включително производителност без частици, немагнетизъм и ниско отделяне на газове.

2. Приложения в оборудването за ецване

Гравирането е процес на производство на полупроводници със сърцевина, при който високоенергийна плазма селективно премахва материала от определени зони върху повърхностите на пластините. Генерирана от йонизиран халоген и инертни газове, плазмата не само действа върху пластините, но също така причинява непрекъсната физическа и химическа ерозия на стените на камерата и критичните компоненти. Това води до два основни проблема: ерозиралите части произвеждат частици във въздуха, които могат да полепнат върху пластините и да причинят късо съединение на чипа; освен това износването на компонентите ускорява стареенето на оборудването и скъсява експлоатационния живот.

Двуалуминиевият оксид (Al₂O₃) може да се похвали с висока диелектрична якост и превъзходна химическа устойчивост, като поддържа стабилна производителност при интензивно излагане на плазма. Това е един от най-широко използваните материали за защита от плазмено ецване. Покритията от алуминиев оксид с висока чистота и твърдата алуминиева керамика обикновено се използват за защита на камерите за ецване и вътрешните компоненти. Освен камерните структури, алуминиевата керамика също се използва за газдюзи, газоразпределителни плочи и пръстени за задържане на пластини в оборудване за плазмена обработка.

3. Приложения в CMP оборудване

При химическото механично полиране (CMP) абразивните частици в суспензията причиняват постоянно триене и износванеполиращи плочии етапи. Като се има предвид нейната изключителна твърдост и устойчивост на износване, алуминиевата керамика се използва широко за керамични полиращи маси, полиращи плочи, прилепващи плочи и крайни изпълнители.

Изключителната твърдост на повърхността на масите за полиране на двуалуминиев оксид осигурява постоянна плоскост след обработка на големи партиди пластини, което е от решаващо значение за прецизния контрол на равнинността на повърхността на чипа.

4. Приложения в полупроводникови опаковки

В полупроводниковите опаковки алуминиевата керамика се произвежда широко в опаковъчни субстрати, радиатори и основни плочи за електронни устройства с висока мощност. Субстратите на веригата от алуминиев оксид предлагат отлична изолация, прилична топлопроводимост, нисък коефициент на термично разширение и висока механична якост, което ги прави основен избор за електронни опаковки. Компонентите от алуминиев оксид за опаковане на чисти чипове се отличават с отлична херметичност дори при повишени температури и се използват широко във вакуумни електронни среди.

Освен това, керамичните части от двуалуминиев оксид служат като ключови компоненти в полупроводниково оборудване, като керамични капиляри за машини за свързване на проводници, керамични дюзи и карти за сонда за манипулатори на тестове, всички от които изискват свръхвисока точност, голяма устойчивост на износване и надеждна електрическа изолация.