Kadangi lustų gamybos procesai ir toliau tobulėja link svarbesnių mazgų, puslaidininkinės įrangos medžiagų našumo reikalavimai nuolat auga. Odinimo įrangos srityje vyksta subtilus poslinkis: ilgai -plačiai naudojama aliuminio oksido (Al₂O3) medžiaga palaipsniui pakeičiama itriu (Y₂O3).
Šis atnaujinimas nėra paprastas medžiagų pakeitimas, o neišvengiamas pažangių procesų keliamų aukštesnių švaros, stabilumo ir įrangos naudojimo trukmės reikalavimų rezultatas. Taigi, su kokiais iššūkiais susiduria aliuminio oksidas ir dėl kokių privalumų itrija yra naujas pasirinkimas?
Kodėl keraminės medžiagos yra būtinos ėsdinimo įrangoje?
Sausas ėsdinimas yra vienas iš svarbiausių lustų gamybos procesų. Išgraviravimo kamera paprastai užpildoma reaktyviosiomis dujomis, tokiomis kaip CF4, SF6, Cl₂ ir HBr, kurios radijo dažnio elektriniame lauke sudaro labai aktyvią plazmos aplinką.
Šio proceso metu didelės{0}}energijos jonai nuolat bombarduoja kameros sienas ir komponentų paviršius, lydi sudėtingos cheminės korozijos ir terminio šoko. Tokių komponentų kaip kameros įdėklai, dušo galvutės, fokusavimo žiedai ir langai medžiaga turi ne tik puikiai atspari korozijai ir erozijai, bet ir sumažinti dalelių išsiskyrimą bei užteršimą.
Priežastis paprasta: jei kokia nors dalelė nukris ant plokštelės paviršiaus, ji gali sukelti defektų ar net sugriauti visą plokštelę. Mažėjant proceso mazgams, įrangos medžiagų švaros reikalavimai tampa vis griežtesni.
Kokie yra aliuminio oksido apribojimai?
Dėl savo brandžios technologijos, mažos kainos ir gerų mechaninių savybių aliuminio oksidas ilgą laiką buvo dominuojanti keramikos medžiaga puslaidininkinėje įrangoje. Tačiau procesams pereinant į svarbesnius mazgus, išryškėja aliuminio oksido apribojimai plazmos aplinkoje.
Fluoro -turinčiose plazmose aliuminio oksidas reaguoja su aktyviomis fluoro rūšimis, sudarydamas aliuminio fluoridą (AlF₃) ir kitus produktus. Šios reakcijos į-produktus gali nusėsti, nulupti ir tapti dalelių užteršimo šaltiniais. Tuo tarpu pats aliuminio oksidas laipsniškai ardomas dėl ilgalaikio -plazmos bombardavimo, todėl sutrumpėja komponentų tarnavimo laikas.
Brandžiuose proceso mazguose tokias problemas paprastai galima valdyti sutrumpinant priežiūros intervalus. Tačiau mažėjant prietaiso kritiniams matmenims, labai sumažėja dalelių ir metalo užterštumo tolerancija, o iš kameros medžiagų išsiskiriantys teršalų pėdsakai gali turėti įtakos produkto išeigai.
Kodėl Yttria sulaukia palankumo?
Tarp daugelio kandidatų medžiagų itrija pamažu išsiskyrė. Palyginti su aliuminio oksidu, itris pasižymi geresniu cheminiu stabilumu halogeno{1}} plazmoje. Kai jis reaguoja su fluoro -turinčia plazma, susidaręs itrio fluorido (YF₃) sluoksnis yra gana stabilus ir gali sudaryti apsauginę dangą, lėtinančią tolesnę koroziją.
Be to, itriai paprastai pasižymi mažesniu plazmos ėsdinimo greičiu. Tyrimai ir pramoninis pritaikymas rodo, kad tomis pačiomis sąlygomis itrio erozijos greitis yra žymiai mažesnis nei aliuminio oksido, todėl efektyviai pailgėja komponentų tarnavimo laikas ir sumažėja įrangos priežiūros dažnis bei prastovos.
Be to, itrija išlaiko gerą struktūrinį stabilumą esant aukštai temperatūrai ir lengvai neskilinėja ar neskilinėja dėl ilgalaikio -terminio ciklo, o tai taip pat svarbu kontroliuojant dalelių užterštumą.
Nuo dangų iki birios keramikos: du „Yttria“ naudojimo būdai
Šiuo metu egzistuoja du pagrindiniai itrio panaudojimo puslaidininkinėje įrangoje techniniai būdai. Žvelgiant iš pramonės plėtros perspektyvos, šie maršrutai nėra vienas kito nesuderinami; jie atitinka skirtingus taikymo scenarijus ir sąnaudų reikalavimus.
(1) Itrijos dangos:Itrio sluoksnis yra nusodinamas ant aliuminio lydinio arba aliuminio oksido keramikos pagrindo tokiais procesais kaip plazminis purškimas, taip pagerinant komponento atsparumą plazmai. Šis metodas yra gana subrendęs, gali būti taikomas sudėtingoms -formos dalims, o išlaidos yra valdomos, todėl šiandien ji yra plačiausiai naudojama forma. Tokiomis dangomis dažnai apdorojami komponentai, tokie kaip kamerų įdėklai, dušo galvutės ir pertvaros.
(2) Tūrinė itrių keramika:Didelio-grynumo itrio milteliai yra tiesiogiai sukepinami, kad būtų pagaminti keraminiai komponentai, nepasikliaujant kitomis substrato medžiagomis. Palyginti su dangomis, tūrinė itrio keramika suteikia vienodesnę mikrostruktūrą ir didesnį atsparumą plazmai, tačiau sukepinimo sudėtingumas, apdorojimo sudėtingumas ir gamybos sąnaudos yra žymiai didesnės.
„Yttria“ vidaus gamyba vis dar susiduria su daugybe iššūkių
Nors itrijos pranašumai yra plačiai pripažįstami, jos industrializacija susiduria su didelėmis kliūtimis. Purškiant, didelio-grynumo itrio milteliai yra pagrindinė žaliava. Produktas turi pasiekti ypač aukštą grynumą, stabilų dalelių dydžio pasiskirstymą, gerą sferiškumą ir pastovią partijos kokybę, kad atitiktų miltelių padavimo ir lydymosi terminio purškimo reikalavimus.
Tuo pačiu metu purškimo parametrų kontrolė, dangos poringumas, sukibimo stiprumo optimizavimas ir vėlesni paviršiaus apdailos procesai tiesiogiai veikia galutinio produkto veikimą.
Birios itrių keramikos srityje, kadangi pati medžiaga yra sunkiai sukepinama ir brangiai apdirbama, keliami didesni reikalavimai miltelių paruošimo, formavimo, sukepinimo ir tikslaus apdorojimo galimybėms.