웨이퍼 팹 내부에서 오염은 십억 분의 일(parts per billion) 단위로 측정됩니다. 단일 금속 입자를 방출하거나 공정 챔버에 나트륨을 침출하는 물질은 전체 로트(lot)를 망칠 수 있습니다. 이것이 바로 고순도 Al2O3 세라믹이 서셉터, 척, 챔버 및 피드스루의 표준 재료가 된 이유입니다. 이 글에서는 고순도 알루미나 세라믹이 반도체 공정 장비에 적합한 이유와 구매자가 확인해야 할 수치를 설명합니다.
표준 96% 알루미나는 훌륭한 전기 절연체이지만, 나트륨, 칼슘 및 기타 미량 원소를 포함하는 유리질 바인더 상을 포함하고 있습니다. 플라즈마 및 고전압 하에서 이러한 원소는 표면에서 이동하여 웨이퍼를 오염시킵니다. 고순도 산화알루미늄 세라믹 — 일반적으로 99.5% 이상의 알파 알루미나 — 는 바인더를 제거하므로 표면은 공격적인 불소 및 염소 화학 물질에서도 화학적으로 안정된 상태를 유지합니다.
순도만으로는 충분하지 않습니다. 본체는 또한 완전히 치밀해야 하며, 개방된 기공이 없어야 합니다. 개방된 기공은 공정 가스를 가두고, 챔버로 방출되며, 나중에 웨이퍼에 떨어질 수 있는 입자를 보유합니다. 치밀하고 순수한 미세 구조는 세 가지 이점을 동시에 제공합니다. 방출 없음, 최소 입자 생성, 공정 온도에서도 높은 상태를 유지하는 높은 전기 저항입니다. 높은 굽힘 강도는 웨이퍼를 처짐 없이 지지하는 얇고 평평한 형상을 가능하게 합니다.
일반적인 부품에는 웨이퍼 가공용 고순도 서셉터 플레이트, 광택 알루미나 웨이퍼 척 및 박막 회로용 알루미나 웨이퍼 및 기판이 포함되며, 모두 도면에 따라 일련 번호 추적 기능과 함께 생산됩니다.
| 매개변수 | 값 | 기준 |
|---|---|---|
| 알루미나 함량 | 99.5% Al2O3 | (P) |
| 총 불순물 | < 5000 ppm | (P) |
| 밀도 | 3.92 g/cm3 | (P) |
| 개방된 기공 | 0% | (P) |
| 굽힘 강도 | 380 MPa | (P) |
| 체적 저항 (20 °C) | > 10^14 Ω·cm | (P) |
| 표면 거칠기 (광택) | Ra 0.1 μm | (P) |
| 완성된 부품의 입자 방출 수 | 클린룸 테스트로 확인 | (C) |
기준 키: (P) 제품 페이지 사양; (T) 일반적인 재료 값; (C) 클린룸 입자 및 방출 테스트로 확인 예정.
많은 에칭 및 증착 장비의 경우, 본체가 완전히 치밀하다면 그렇습니다. 매우 공격적인 화학 물질의 경우 99.7% 또는 다른 세라믹이 필요할 수 있으므로 실제 공정에 따라 확인하십시오.
개방된 기공은 방출되고 입자를 가둡니다. 완전히 치밀한 부품은 챔버 압력 안정성과 웨이퍼 청결도를 보호합니다.
네. 샘플 또는 검증된 3D 스캔으로 형상을 재현할 수 있으며, 첫 번째 샘플에서 중요한 평탄도와 마감을 확인한 후 시리즈 생산에 들어갑니다.
서셉터 플레이트는 어셈블리의 일부로 작동하므로, 평탄도, 두께 균일성 및 장착 기능은 연결 하드웨어 및 웨이퍼를 로드하는 로봇과 일치해야 합니다. 배치 간 일관성 또한 단일 측정 값보다 더 중요합니다. 한 로트에 맞춰진 공정은 다음 로트의 밀도나 마감이 다르면 드리프트됩니다. 여기서 문서화가 가치를 발휘합니다. 일련별 평탄도 및 마감 데이터, 클린 포장 및 추적 가능한 재료 로트가 있는 Al2O3 세라믹 부품을 요구하면 자격 부여의 추측을 제거하고 생산 준비 시간을 단축할 수 있습니다.
AlN 및 Si3N4와 함께 더 넓은 세라믹 기판 그림에서 알루미나가 어떻게 자리 잡는지 알아보려면 세라믹 기판의 3단계 피라미드를 읽어보십시오.
