ウェーハファブ内では、汚染は10億分の数（ppb）で測定されます。単一の金属粒子を飛散させたり、プロセスチャンバーにナトリウムを溶出させたりする材料は、ロット全体を台無しにする可能性があります。そのため、高純度 Al2O3セラミック は、サセプター、チャック、チャンバー、フィードスルーの標準材料となっています。この記事では、高純度アルミナセラミック が 半導体製造装置 に適している理由と、購入者が確認すべき指標について説明します。
標準的な96％アルミナは優れた電気絶縁体ですが、ナトリウム、カルシウム、その他の微量元素を含むガラス状のバインダー相を含んでいます。プラズマや高バイアスの下では、これらの元素が表面から移行し、ウェーハを汚染します。高純度の 酸化アルミニウムセラミック — 通常99.5％以上のアルファアルミナ — はバインダーを除去するため、攻撃的なフッ素や塩素化学の中でも表面は化学的に不活性なままです。
純度だけでは十分ではありません。ボディは完全に高密度で、開気孔がない必要があります。開気孔はプロセスガスを閉じ込め、チャンバーに放出され、後にウェーハに剥がれる粒子を保持します。高密度で純粋な微細構造は、放出ガスのないこと、粒子生成の最小化、プロセス温度でも高いままの電気抵抗率という3つの利点を同時に提供します。高い曲げ強度は、ウェーハをたるむことなく支持する薄く平坦な形状を可能にします。
典型的な部品には、ウェーハ加工用高純度サセプタープレート、研磨済みアルミナウェーハチャック、薄膜回路用アルミナウェーハおよび基板などがあり、すべて図面通りに製造され、シリアル番号によるトレーサビリティを備えています。
| パラメータ | 値 | 基準 |
|---|---|---|
| アルミナ含有量 | 99.5% Al2O3 | (P) |
| 総不純物 | < 5000 ppm | (P) |
| 密度 | 3.92 g/cm3 | (P) |
| 開気孔 | 0% | (P) |
| 曲げ強度 | 380 MPa | (P) |
| 体積抵抗率（20℃） | > 10^14 Ω・cm | (P) |
| 表面粗さ（研磨済み） | Ra 0.1 μm | (P) |
| 完成部品の粒子飛散数 | クリーンルームテストで検証済み | (C) |
基準キー：(P) 製品ページ仕様；(T) 標準的な材料値；(C) クリーンルーム粒子および放出ガス試験で確認すること。
多くのエッチングおよび成膜装置では、ボディが完全に高密度であれば十分です。非常に攻撃的な化学薬品の場合は99.7％または別のセラミックが必要になる場合があるため、実際のプロセスに合わせて確認してください。
開気孔はガスを放出し、粒子を閉じ込めます。完全に高密度な部品は、チャンバー圧力の安定性とウェーハの清浄度を保護します。
はい。サンプルまたは検証済みの3Dスキャンがあれば、形状を再現するのに十分です。重要な平面度と仕上げは、量産前に最初の部品で確認されます。
サセプタープレートはアセンブリの一部として機能するため、その平面度、厚さの均一性、および取り付け機能は、相手側のハードウェアとウェーハをロードするロボットに適合する必要があります。ロット間のばらつきも、単一の測定値よりも重要です。あるロットに合わせて調整されたプロセスは、次のロットの密度や仕上げが異なるとドリフトします。そこでドキュメンテーションが役立ちます。シリアルごとの平面度と仕上げデータ、クリーンな包装、トレーサブルな材料ロットを備えた Al2O3セラミック 部品を要求することで、評価の推測を排除し、生産への移行を短縮できます。
AlNおよびSi3N4と並んで、アルミナがより広範なセラミック基板の図にどのように適合するかについては、セラミック基板の3層ピラミッドをお読みください。
