
半導體干刻蝕應用涂層粉末
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半導體行業的干法蝕刻

干法刻蝕是現代微型半導體器件制造中必不可少的納米加工技術。半導體在干蝕刻室中經受氬離子的物理轟擊,以選擇性地去除半導體材料的淹模圖形。干蝕刻室中的氣氛具有高度腐蝕性,含有鹵素氣體,如氟和氯,這些氣體被等離子體分解成化學反應性自由基。工藝氣體和移除的材料可能會沉積到腔室組件上,如壁、襯里和工藝套件。

為了應對這些挑戰,蝕刻室需要內部耐磨和耐腐蝕涂層,以保護其免受腐蝕性氣體的影響,否則可能會對等離子體室組件及其性能造成不利影響。另一方面,由于離子轟擊,粒子從腔室壁上脫落,也有污染蝕刻晶圓的風險,導致不良率上升。

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干法蝕刻室的理想選擇-高純氧化釔


高純度(純度99.9%以上)且均一的氧化釔(Y2O3的縮寫)粉末是干蝕刻室內腐蝕環境的理想陶瓷涂層材料。所形成的涂層既致密又純凈,從而具有極好的尺寸穩定性和化學穩定性。尺寸穩定性可確保涂層的物理性能(如表面硬度)不會因長期重復的離子轟擊而降低。

氧化釔的保護機理
干法蝕刻室中的雜質形成低沸點的揮發性氟化物。與AlF3(1297℃)和ZrF4(956℃)等其他典型氟化物相比,YF3(它形成的氟化物化合物)的高沸點(2230℃)使高純氧化釔粉末成為干法蝕刻室應用中的最佳選擇。由于氟化物顆粒被離子解吸,腔室中的高工作溫度導致蒸汽形成和涂層過早失效。在干法蝕刻過程中,蒸汽和剝落的涂層都會污染被蝕刻晶圓的表面。氧化釔粉末純度超過99.9%,雜質含量極小,形成高沸點的YF3,同時解決了這兩個問題。此外,氧化釔基涂層具有很高的燒結電阻,因此可以承受干蝕刻室內常規的熱循環。

氧化釔的形貌作用
氧化釔顆粒具有球形團聚形態,典型的標準粒徑為20-53微米。嚴格的粒度控制確保了完全熔化,從而孔隙率較低、表面平滑、最佳的沉積效率和涂層性能。這些粉末的球形形態改善了流動性,從而使涂層工藝更加一致。所有這些因素都顯著提高了涂層的整體耐腐蝕性和抗侵蝕性。涂層中孔隙數量的減少增加了原子之間的粘結強度,使污染顆粒難以分離。更平滑的表面光潔度也減少了可用于化學反應的有效表面積。

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圣戈班熱噴涂粉末組合

圣戈班致力于不斷開發行業最先進的熱噴涂粉末,以擴大我們在半導體領域的影響力。高純度材料具有優異的介電性能,因其提供更優異的電絕緣而備受追捧。我們的高純氧化釔和氧化鋁基熱噴涂粉末非常適合需要強介電涂層、高抗腐蝕和侵蝕性的應用。例如,氧化鋁具有較低的介電常數,因此它是一種很有前景的材料,用于高溫應用,如聚變反應堆和軸承組件的絕緣涂層。

我們的涂層解決方案不僅限于干蝕刻室。圣戈班還提供具有性價比的高純度熱噴涂粉末,用于電子行業其他應用,例如用于半導體晶圓加工的靜電夾頭涂層。這些粉末基于氧化鋁(Al2O3)和釔鋁混合物(YAG-釔鋁石榴石),比氧化釔更具性價比。氧化鋁粉末還具有球形形態,有許多不同的粒徑選項可根據具體應用進行定制。


氧化鋁和釔鋁石榴石在氟基等離子體環境下的性能都不如氧化釔。氟基自由基與氧化鋁反應,影響鋁-氧鍵。然而,氧化鋁粉末的低成本和高機械強度使其成為高密度等離子體室幾種陶瓷組件的良好替代品。釔鋁石榴石粉末是一種專門設計、高性價比的混合解決方案,結合了氧化鋁的機械性能和氧化釔的化學性能。

圣戈班提供的其他高品質熱噴涂粉末還包括以下幾種:

空心球形顆粒,設計用于飛機或陸上燃氣輪機等熱障涂層應用。涂層可抵抗熱沖擊并防止侵蝕和腐蝕。
具有良好流動性的熔融破碎粉末,可產生具有高耐磨性和耐腐蝕性的涂層。典型應用包括網紋輥和泵部件。
鋁酸鎂粉末,具有良好的介電強度、耐磨性和抗熱震性。

由于我們嚴格的工藝控制,圣戈班熱噴涂粉末的雜質含量得到很好的控制,顆粒大小可定制,以滿足客戶的獨特需求。

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