ภายในโรงงานผลิตเวเฟอร์ การปนเปื้อนจะวัดเป็นส่วนในพันล้านส่วน วัสดุที่ปล่อยอนุภาคโลหะเพียงอนุภาคเดียวหรือชะล้างโซเดียมเข้าไปในห้องกระบวนการสามารถทำลายเวเฟอร์ทั้งหมดได้ นั่นคือเหตุผลที่เซรามิก Al2O3 ที่มีความบริสุทธิ์สูงได้กลายเป็นวัสดุมาตรฐานสำหรับตัวรองรับ ตัวจับยึด ห้อง และทางเข้าออก บทความนี้จะอธิบายว่าอะไรทำให้ เซรามิกอะลูมินาความบริสุทธิ์สูง เหมาะสำหรับ อุปกรณ์แปรรูปเซมิคอนดักเตอร์ และตัวเลขใดที่ผู้ซื้อควรตรวจสอบ
อะลูมินามาตรฐาน 96% เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี แต่มีส่วนผสมของแก้วที่มีโซเดียม แคลเซียม และธาตุร่องรอยอื่นๆ ภายใต้พลาสมาและแรงดันสูง ธาตุเหล่านั้นจะอพยพออกจากพื้นผิวและปนเปื้อนเวเฟอร์ เซรามิก อะลูมิเนียมออกไซด์ ที่มีความบริสุทธิ์สูง — โดยทั่วไปคืออัลฟา-อะลูมินา 99.5% หรือดีกว่า — จะกำจัดส่วนผสมออกไป ดังนั้นพื้นผิวจึงยังคงความเฉื่อยทางเคมีแม้ในสารเคมีฟลูออรีนและคลอรีนที่รุนแรง
ความบริสุทธิ์อย่างเดียวไม่เพียงพอ ตัวเนื้อวัสดุจะต้องมีความหนาแน่นเต็มที่ โดยไม่มีรูพรุนแบบเปิด รูพรุนแบบเปิดจะกักเก็บก๊าซกระบวนการ ปล่อยก๊าซออกมาในห้อง และกักเก็บอนุภาคที่จะหลุดลอกลงบนเวเฟอร์ โครงสร้างจุลภาคที่หนาแน่นและบริสุทธิ์ให้ประโยชน์สามประการพร้อมกัน: ไม่มีการปล่อยก๊าซ การสร้างอนุภาคต่ำสุด และความต้านทานไฟฟ้าสูงที่ยังคงสูงแม้ในอุณหภูมิของกระบวนการ ความแข็งแรงดัดสูงช่วยให้รูปทรงบางและแบนที่รองรับเวเฟอร์ได้โดยไม่เสียรูป
ชิ้นส่วนทั่วไป ได้แก่ แผ่นรองรับความบริสุทธิ์สูงสำหรับการประมวลผลเวเฟอร์, ตัวจับยึดเวเฟอร์อะลูมินาขัดเงา และ เวเฟอร์และซับสเตรตอะลูมินาสำหรับวงจรฟิล์มบาง ทั้งหมดผลิตตามแบบพร้อมการตรวจสอบย้อนกลับหมายเลขซีเรียล
| พารามิเตอร์ | ค่า | พื้นฐาน |
|---|---|---|
| ปริมาณอะลูมินา | 99.5% Al2O3 | (P) |
| สิ่งเจือปนทั้งหมด | < 5000 ppm | (P) |
| ความหนาแน่น | 3.92 g/cm3 | (P) |
| รูพรุนแบบเปิด | 0% | (P) |
| ความแข็งแรงดัด | 380 MPa | (P) |
| ความต้านทานปริมาตร (20 °C) | > 10^14 Ω·cm | (P) |
| ความหยาบผิว (ขัดเงา) | Ra 0.1 µm | (P) |
| จำนวนอนุภาคที่หลุดลอกบนชิ้นส่วนสำเร็จรูป | ตรวจสอบโดยการทดสอบในห้องคลีนรูม | (C) |
กุญแจพื้นฐาน: (P) ข้อมูลจำเพาะหน้าผลิตภัณฑ์; (T) ค่าวัสดุทั่วไป; (C) จะต้องยืนยันโดยการทดสอบอนุภาคและก๊าซในห้องคลีนรูม
สำหรับเครื่องกัดและเครื่องเคลือบส่วนใหญ่ ใช่ โดยมีเงื่อนไขว่าเนื้อวัสดุมีความหนาแน่นเต็มที่ สารเคมีที่รุนแรงมากอาจต้องการ 99.7% หรือเซรามิกอื่น ดังนั้นควรยืนยันกับกระบวนการจริง
รูพรุนแบบเปิดจะปล่อยก๊าซและกักเก็บอนุภาค ชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นเต็มที่จะรักษาเสถียรภาพแรงดันในห้องและความสะอาดของเวเฟอร์
ใช่ ตัวอย่างหรือการสแกน 3 มิติที่ยืนยันแล้วเพียงพอที่จะสร้างรูปทรงเรขาคณิตใหม่ได้ ความเรียบและผิวสำเร็จที่สำคัญจะได้รับการยืนยันในชิ้นงานแรกก่อนการผลิตเป็นชุด
แผ่นรองรับทำงานเป็นส่วนหนึ่งของการประกอบ ดังนั้นความเรียบ ความสม่ำเสมอของความหนา และคุณสมบัติการติดตั้งจะต้องตรงกับฮาร์ดแวร์ที่ประกบและหุ่นยนต์ที่โหลดเวเฟอร์ ความสม่ำเสมอระหว่างชุดก็มีความสำคัญมากกว่าค่าที่วัดได้เพียงค่าเดียว: กระบวนการที่ปรับให้เข้ากับล็อตหนึ่งจะเบี่ยงเบนไปหากล็อตถัดไปมีความหนาแน่นหรือผิวสำเร็จที่แตกต่างกัน นั่นคือที่ที่เอกสารมีประโยชน์ การยืนยันชิ้นส่วน เซรามิก Al2O3 พร้อมข้อมูลความเรียบและผิวสำเร็จต่อซีเรียล การบรรจุที่สะอาด และล็อตวัสดุที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ จะช่วยขจัดความไม่แน่นอนในการรับรองและลดระยะเวลาในการผลิต
สำหรับวิธีการที่อะลูมินาเข้ากันได้กับภาพรวมของซับสเตรตเซรามิกที่กว้างขึ้น ควบคู่ไปกับ AlN และ Si3N4 โปรดอ่าน พีระมิดซับสเตรตเซรามิกสามระดับ.
