Co sprawia, że ​​ceramika Al2O3 o wysokiej czystości nadaje się do urządzeń do przetwarzania półprzewodników?

W fabryce płytek krzemowych zanieczyszczenie mierzy się w częściach na miliard. Materiał, który uwalnia pojedynczą cząstkę metaliczną lub wypłukuje sód do komory procesowej, może zrujnować całą partię. Dlatego wysokiej czystości ceramika Al2O3 stała się standardowym materiałem do stosów, uchwytów, komór i przepustów. Ten artykuł wyjaśnia, co sprawia, że ceramika z tlenku glinu o wysokiej czystości nadaje się do sprzętu do przetwarzania półprzewodników, i jakie parametry powinien zweryfikować kupujący.

Pytanie Klienta: „Dlaczego nie użyć standardowego tlenku glinu?”

Standardowy tlenek glinu 96% jest dobrym izolatorem elektrycznym, ale zawiera szklistą fazę wiążącą z sodem, wapniem i innymi pierwiastkami śladowymi. Pod wpływem plazmy i wysokiego napięcia te pierwiastki migrują z powierzchni i zanieczyszczają płytkę krzemową. Wysokiej czystości ceramika z tlenku aluminium — zazwyczaj alfa-tlenek glinu o czystości 99,5% lub lepszej — usuwa spoiwo, dzięki czemu powierzchnia pozostaje chemicznie obojętna nawet w agresywnych chemiach fluorkowych i chlorowych.

Dlaczego czystość i gęstość mają znaczenie razem

Sama czystość nie wystarczy. Korpus musi być również w pełni zagęszczony, bez otwartych porów. Otwarte pory zatrzymują gaz procesowy, odgazowują do komory i zatrzymują cząstki, które później osypują się na płytkę. Gęsta, czysta mikrostruktura daje jednocześnie trzy korzyści: brak odgazowania, minimalne generowanie cząstek i wysoką rezystywność elektryczną, która pozostaje wysoka nawet w temperaturze procesu. Wysoka wytrzymałość na zginanie pozwala na stosowanie cienkich, płaskich geometrii, które podtrzymują płytkę bez uginania.

Jak określić specyfikację

• Ustaw minimalną czystość (często zaczyna się od 99,5%) i maksymalną całkowitą zawartość zanieczyszczeń.
• Wymagaj zerowej porowatości otwartej i zmierzonej gęstości zbliżonej do teoretycznej.
• Określ wykończenie powierzchni w zależności od procesu: często wystarcza szlifowanie, podczas gdy części stykające się z plazmą wymagają polerowanej powierzchni o niskiej chropowatości.
• Określ płaskość powierzchni styku z płytką, aby grubość warstwy pozostała jednolita.
• Uzgodnij dane inspekcyjne i opakowanie w warunkach czystego pomieszczenia przed wydaniem pierwszej partii.

Zastosowania

Typowe części obejmują wysokiej czystości płyty stosów do przetwarzania płytek krzemowych, polerowane uchwyty do płytek krzemowych z tlenku glinu i płytki i podłoża z tlenku glinu do obwodów cienkowarstwowych, wszystkie produkowane zgodnie z rysunkiem z możliwością śledzenia numeru seryjnego.

Specyfikacja wysokiej czystości

Klucz podstawy: (P) specyfikacja strony produktu; (T) typowa wartość materiału; (C) do potwierdzenia testem cząstek i odgazowania w czystym pomieszczeniu.

FAQ

Czy czystość 99,5% wystarcza do trawienia plazmowego?

Dla wielu narzędzi do trawienia i osadzania, tak, pod warunkiem, że korpus jest w pełni zagęszczony. Bardzo agresywne chemie mogą wymagać 99,7% lub innej ceramiki, więc należy to potwierdzić w odniesieniu do rzeczywistego procesu.

Dlaczego określono zerową porowatość otwartą?

Otwarte pory odgazowują i zatrzymują cząstki. W pełni zagęszczona część zapewnia stabilność ciśnienia w komorze i czystość płytki.

Czy można dopasować część OEM bez rysunku?

Tak. Próbka lub zweryfikowany skan 3D wystarczy do odtworzenia geometrii; krytyczna płaskość i wykończenie są potwierdzane na pierwszej partii przed produkcją seryjną.

Poza pojedynczą częścią

Płyta stosu działa jako część zespołu, więc jej płaskość, jednolitość grubości i cechy montażowe muszą pasować do współpracującego sprzętu i robota, który ładuje płytkę. Spójność między partiami ma również większe znaczenie niż jakakolwiek pojedyncza zmierzona wartość: proces dostrojony do jednej partii będzie się zmieniał, jeśli następna partia będzie miała inną gęstość lub wykończenie. W tym właśnie dokumentacja się opłaca. Wymaganie części z ceramiki Al2O3 z danymi płaskości i wykończenia dla każdego numeru seryjnego, czystym opakowaniem i identyfikowalną partią materiału eliminuje zgadywanie z kwalifikacji i skraca czas przejścia do produkcji.

Powiązane lektury

Aby dowiedzieć się, jak tlenek glinu pasuje do szerszego obrazu podłoży ceramicznych obok AlN i Si3N4, przeczytaj piramidę podłoży ceramicznych w trzech poziomach.