
半導(dǎo)體干刻蝕應(yīng)用涂層粉末
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半導(dǎo)體行業(yè)的干法蝕刻

干法刻蝕是現(xiàn)代微型半導(dǎo)體器件制造中必不可少的納米加工技術(shù)。半導(dǎo)體在干蝕刻室中經(jīng)受氬離子的物理轟擊,以選擇性地去除半導(dǎo)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(xué)反應(yīng)性自由基。工藝氣體和移除的材料可能會(huì)沉積到腔室組件上,如壁、襯里和工藝套件。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),蝕刻室需要內(nèi)部耐磨和耐腐蝕涂層,以保護(hù)其免受腐蝕性氣體的影響,否則可能會(huì)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(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)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(nèi)腐蝕環(huán)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(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。尺寸穩(wěn)定性可確保涂層的物理性能(如表面硬度)不會(huì)因長期重復(fù)的離子轟擊而降低。

氧化釔的保護(hù)機(jī)理
干法蝕刻室中的雜質(zhì)形成低沸點(diǎn)的揮發(fā)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(diǎn)(2230℃)使高純氧化釔粉末成為干法蝕刻室應(yīng)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(dǎo)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(huì)污染被蝕刻晶圓的表面。氧化釔粉末純度超過99.9%,雜質(zhì)含量極小,形成高沸點(diǎn)的YF3,同時(shí)解決了這兩個(gè)問題。此外,氧化釔基涂層具有很高的燒結(jié)電阻,因此可以承受干蝕刻室內(nèi)常規(guī)的熱循環(huán)。

氧化釔的形貌作用
氧化釔顆粒具有球形團(tuán)聚形態(tài),典型的標(biāo)準(zhǔn)粒徑為20-53微米。嚴(yán)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(tài)改善了流動(dòng)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(shù)量的減少增加了原子之間的粘結(jié)強(qiáng)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(xué)反應(yīng)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(fā)行業(yè)最先進(jìn)的熱噴涂粉末,以擴(kuò)大我們在半導(dǎo)體領(lǐng)域的影響力。高純度材料具有優(yōu)異的介電性能,因其提供更優(yōu)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(qiáng)介電涂層、高抗腐蝕和侵蝕性的應(yīng)用。例如,氧化鋁具有較低的介電常數(shù),因此它是一種很有前景的材料,用于高溫應(yīng)用,如聚變反應(yīng)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(jià)比的高純度熱噴涂粉末,用于電子行業(yè)其他應(yīng)用,例如用于半導(dǎo)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(jià)比。氧化鋁粉末還具有球形形態(tài),有許多不同的粒徑選項(xiàng)可根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行定制。


氧化鋁和釔鋁石榴石在氟基等離子體環(huán)境下的性能都不如氧化釔。氟基自由基與氧化鋁反應(yīng),影響鋁-氧鍵。然而,氧化鋁粉末的低成本和高機(jī)械強(qiáng)度使其成為高密度等離子體室?guī)追N陶瓷組件的良好替代品。釔鋁石榴石粉末是一種專門設(shè)計(jì)、高性價(jià)比的混合解決方案,結(jié)合了氧化鋁的機(jī)械性能和氧化釔的化學(xué)性能。

圣戈班提供的其他高品質(zhì)熱噴涂粉末還包括以下幾種:

空心球形顆粒,設(shè)計(jì)用于飛機(jī)或陸上燃?xì)廨啓C(jī)等熱障涂層應(yīng)用。涂層可抵抗熱沖擊并防止侵蝕和腐蝕。
具有良好流動(dòng)性的熔融破碎粉末,可產(chǎn)生具有高耐磨性和耐腐蝕性的涂層。典型應(yīng)用包括網(wǎng)紋輥和泵部件。
鋁酸鎂粉末,具有良好的介電強(qiáng)度、耐磨性和抗熱震性。

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

原文始發(fā)于微信公眾號(圣戈班陶瓷材料百科):半導(dǎo)體干刻蝕應(yīng)用涂層粉末
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