کاربردهای اصلی اجزای سرامیکی آلومینا در نیمه هادی ها

در زمینه گسترش مستمر ظرفیت تولید نیمه هادی جهانی و پیشرفت بی امان فرآیندهای تولید، تجهیزات ساخت نیمه هادی اکنون عملکرد بی سابقه ای را از اجزای اصلی خود می طلبد. در طول پردازش ویفر، فضای داخلی اتاق‌های تجهیزات در معرض چندین شرایط عملیاتی سخت از جمله بمباران پلاسما با انرژی بالا، فرسایش گاز خورنده، نوسانات شدید دما و کنترل تمیزی شدید قرار می‌گیرد. مواد فلزی و آلی سنتی دیگر نمی توانند مجموعه ای از خواص ترکیبی مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا، عایق برتر و آلودگی کم را ارائه دهند.

سرامیک آلومینا به عنوان یک سرامیک پیشرفته پیشرو برای کاربردهای نیمه هادی، تعادل مطلوبی بین هزینه، ماشین کاری و عملکرد کلی ایجاد می کند. آنها با داشتن سختی بالا، عایق عالی، مقاومت در برابر خوردگی برجسته و انبساط حرارتی کم، الزامات سختگیرانه برای قطعات بزرگ و با مقاومت بالا در تجهیزات بسته بندی و ساخت نیمه هادی را به طور کامل برآورده می کنند و به مواد ساختاری غیر قابل جایگزینی در صنعت تبدیل شده اند.

کاربردهای اصلی اجزای سرامیکی آلومینا در نیمه هادی ها

1. کاربردها در تجهیزات لیتوگرافی

لیتوگرافی یکی از پیچیده ترین فرآیندها در تولید نیمه هادی است که استانداردهای بسیار سخت گیرانه ای را برای دقت و تمیزی مکان یابی حرکت تحمیل می کند. سرامیک آلومینا به طور گسترده ای برای چاک های ویفر، مراحل سرامیکی، دقت استفاده می شوددست زدن به بازوهاو سایر قطعات کلیدی

برای حمل و نقل ویفر، سرامیک آلومینا برای ساخت بازوهای رباتیک به کار گرفته می شود. در حالی که سرامیک‌های کاربید سیلیکون از نظر تئوری برای چنین اجزایی ایده‌آل هستند، بازوهای سرامیکی آلومینا به لطف هزینه‌های مواد کمتر و ماشین‌کاری آسان‌تر، مقرون به صرفه‌تر هستند. در فرآیندهای پولیش ویفر، سرامیک های آلومینا به طور گسترده در صفحات پولیش، پلت فرم های نرم کننده وچاک خلاءس

دقت موقعیت یابی مراحل لیتوگرافی و سیستم های انتقال ویفر به طور مستقیم بر دقت پوشش و بازده تولید تأثیر می گذارد. سرامیک آلومینا به دلیل استحکام بالا، انبساط حرارتی کم و مقاومت عالی در برابر لرزش، به سیستم های حرکتی کمک می کند تا عملکرد طولانی مدت با دقت بالا را در سرعت های بالا حفظ کنند. در همین حال، این ماده الزامات سختگیرانه اتاق تمیز از جمله عملکرد بدون ذرات، غیر مغناطیسی و خروج گاز کم را برآورده می کند.

2. کاربردها در تجهیزات اچینگ

اچینگ یک فرآیند ساخت نیمه هادی هسته ای است که در آن پلاسمای پرانرژی به طور انتخابی مواد را از مناطق تعیین شده روی سطوح ویفر حذف می کند. پلاسما که توسط هالوژن یونیزه شده و گازهای بی اثر تولید می شود، نه تنها بر روی ویفرها اثر می گذارد، بلکه باعث فرسایش فیزیکی و شیمیایی مداوم دیواره های محفظه و اجزای حیاتی می شود. این منجر به دو مشکل عمده می شود: قطعات فرسایش یافته ذرات معلق در هوا تولید می کنند که ممکن است به ویفرها بچسبند و باعث اتصال کوتاه تراشه شوند. علاوه بر این، سایش قطعات، پیری تجهیزات را تسریع کرده و عمر مفید را کوتاه می کند.

آلومینا (Al2O3) دارای استحکام دی الکتریک بالا و مقاومت شیمیایی عالی است و عملکرد پایدار را در مواجهه با پلاسما شدید حفظ می کند. یکی از پرکاربردترین مواد برای محافظت از اچ پلاسما است. پوشش‌های آلومینا با خلوص بالا و سرامیک‌های آلومینا جامد معمولاً برای محافظت از محفظه‌های اچینگ و اجزای داخلی استفاده می‌شوند. فراتر از ساختارهای محفظه ای، سرامیک آلومینا نیز برای گاز پذیرفته شده استنازل ها، صفحات توزیع گاز و حلقه های نگهدارنده ویفر در تجهیزات پردازش پلاسما.

3. برنامه های کاربردی در تجهیزات CMP

در پولیش مکانیکی شیمیایی (CMP)، ذرات ساینده در دوغاب باعث اصطکاک و سایش مداوم می‌شوند.صفحات پولیشو مراحل با توجه به سختی استثنایی و مقاومت در برابر سایش، سرامیک آلومینا به طور گسترده ای برای میزهای پولیش سرامیکی، صفحات پولیش، صفحات روکش و افکت های انتهایی استفاده می شود.

سختی سطح فوق‌العاده میزهای پولیش آلومینا صافی ثابت را پس از پردازش دسته‌های بزرگ ویفر تضمین می‌کند، که برای کنترل دقیق صافی سطح تراشه حیاتی است.

4. کاربردها در بسته بندی نیمه هادی

در بسته بندی های نیمه هادی، سرامیک های آلومینا به طور گسترده در بسترهای بسته بندی، سینک های حرارتی و صفحات پایه برای دستگاه های الکترونیکی پرقدرت تولید می شوند. بسترهای مدار آلومینا عایق عالی، هدایت حرارتی مناسب، ضریب انبساط حرارتی پایین و استحکام مکانیکی بالا را ارائه می‌دهند که آنها را به گزینه‌ای اصلی برای بسته‌بندی الکترونیکی تبدیل می‌کند. اجزای آلومینا برای بسته‌بندی تراشه‌های لخت دارای خاصیت ضد هوای عالی حتی در دماهای بالا هستند و به طور گسترده در محیط‌های الکترونیکی خلاء استفاده می‌شوند.

علاوه بر این، قطعات سرامیکی آلومینا به عنوان اجزای کلیدی در تجهیزات نیمه هادی نیمه هادی مانند مویرگ های سرامیکی برای دستگاه های اتصال سیم، نازل های سرامیکی و کارت های پروب برای کنترل کننده های آزمایش، که همگی به دقت فوق العاده بالا، مقاومت در برابر سایش بالا و عایق الکتریکی قابل اعتماد نیاز دارند، عمل می کنند.