Что делает керамику Al2O3 высокой чистоты подходящей для оборудования для обработки полупроводников?

На производстве полупроводниковых пластин загрязнения измеряются в частях на миллиард. Материал, который выделяет одну металлическую частицу или выщелачивает натрий в технологическую камеру, может испортить всю партию. Именно поэтому высокочистая керамика из оксида алюминия стала стандартным материалом для держателей, патронов, камер и проходных изоляторов. В этой статье объясняется, что делает высокочистая керамика из оксида алюминия подходящей для оборудования для производства полупроводников, и какие параметры должен проверить покупатель.

Вопрос клиента: «Почему бы просто не использовать стандартный оксид алюминия?»

Стандартный оксид алюминия 96% является хорошим электроизолятором, но он содержит стекловидную связующую фазу с натрием, кальцием и другими примесями. Под воздействием плазмы и высокого смещения эти элементы мигрируют с поверхности и загрязняют пластину. Высокочистая керамика из оксида алюминия — обычно альфа-оксид алюминия 99,5% или выше — удаляет связующее вещество, поэтому поверхность остается химически инертной даже в агрессивных фторсодержащих и хлорсодержащих средах.

Почему чистота и плотность имеют значение вместе

Одной чистоты недостаточно. Тело также должно быть полностью плотным, без открытых пор. Открытые поры захватывают технологический газ, выделяют его в камеру и удерживают частицы, которые затем попадают на пластину. Плотная, чистая микроструктура дает три преимущества одновременно: отсутствие выделения газов, минимальное образование частиц и высокое электрическое сопротивление, которое остается высоким даже при температуре процесса. Высокая прочность на изгиб позволяет создавать тонкие, плоские геометрии, которые поддерживают пластину без провисания.

Как указать спецификацию

• Установите минимальную чистоту (обычно 99,5%) и максимальное общее содержание примесей.
• Требуйте нулевую открытую пористость и измеренную плотность, близкую к теоретической.
• Определите чистоту поверхности в зависимости от процесса: как правило, достаточно шлифованной поверхности, в то время как детали, контактирующие с плазмой, требуют полированной поверхности с низкой шероховатостью.
• Укажите плоскостность поверхностей контакта с пластиной, чтобы толщина пленки оставалась равномерной.
• Согласуйте данные инспекции и упаковку в чистых помещениях перед выпуском первой партии.

Применение

Типичные детали включают высокочистые пластины-держатели для обработки пластин, полированные патроны для пластин из оксида алюминия и пластины и подложки из оксида алюминия для тонкопленочных схем, все изготовлено по чертежу с прослеживаемостью по серийным номерам.

Спецификация высокочистого материала

Ключ основы: (P) спецификация на странице продукта; (T) типичное значение материала; (C) подлежит подтверждению тестом на частицы и выделение газов в чистых помещениях.

FAQ

Достаточно ли чистоты 99,5% для плазменного травления?

Для многих установок травления и осаждения — да, при условии полной плотности тела. Очень агрессивные среды могут потребовать 99,7% или другую керамику, поэтому уточняйте в соответствии с фактическим процессом.

Почему указана нулевая открытая пористость?

Открытые поры выделяют газы и захватывают частицы. Полностью плотная деталь обеспечивает стабильность давления в камере и чистоту пластины.

Можете ли вы изготовить деталь OEM без чертежа?

Да. Образца или проверенного 3D-сканирования достаточно для воспроизведения геометрии; критическая плоскостность и чистота поверхности подтверждаются на первой партии перед серийным производством.

За пределами одной детали

Пластина-держатель работает как часть сборки, поэтому ее плоскостность, равномерность толщины и крепежные элементы должны соответствовать сопрягаемым деталям и роботу, загружающему пластину. Согласованность от партии к партии также важнее любого отдельного измеренного значения: процесс, настроенный под одну партию, сместится, если следующая партия будет иметь другую плотность или чистоту поверхности. Именно здесь документация окупается. Требование к детали из керамики из оксида алюминия с данными о плоскостности и чистоте поверхности для каждого серийного номера, чистой упаковкой и прослеживаемой партией материала устраняет догадки при квалификации и сокращает время выхода на производство.

Связанное чтение

О том, как оксид алюминия вписывается в более широкую картину керамических подложек наряду с AlN и Si3N4, читайте в трехуровневой пирамиде керамических подложек.