精密陶瓷,尤其是先進結構陶瓷,憑借其優良的物理和化學性能,成為半導體製造(zào)產業鏈中的重要(yào)組成部分之一。精密(mì)陶瓷應用覆蓋芯片製造、測試、封裝等多個環節。在半導體工藝(yì)中,對材料的純度(dù)、耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性以及電絕緣性有特定的要求(qiú),而精密陶瓷的性能恰好能(néng)匹配這些(xiē)需求,為半導體製造提供支持。

在半導體設備製造中,精密(mì)陶瓷部件的(de)應用貫穿(chuān)多個核心工序(xù)。在矽片製造環節,矽片拋光(guāng)機需依賴氧化鋁陶瓷或碳化矽陶瓷製成的拋光頭、承載盤,這類陶瓷的高硬度與耐磨性可保證矽片拋光過(guò)程中的平整度與一致性,避免因部件磨損影響矽片精度。進入熱處理工序後,外延爐、氧化爐、擴散爐等(děng)設備會采用(yòng)氮化矽或氮化鋁陶瓷打造爐管等(děng)載具,這類陶瓷的高耐熱性與抗高溫氣體腐蝕性(xìng),能在數(shù)百度甚至更高溫度的工藝環境中穩定工作,保(bǎo)障矽片熱處理質量。
光(guāng)刻機對精度的要求極(jí)高,其精密導軌、定位銷等部件大部(bù)分采用(yòng)氧(yǎng)化鋯陶瓷或氮化(huà)矽陶瓷(cí)。這類陶瓷的低膨脹係數與高剛性,可減少設備運行時的熱變(biàn)形與振動,確保光刻圖案的精準轉移(yí)。在刻蝕工序中,刻蝕機的反應腔襯裏、氣體噴(pēn)嘴會選用碳化矽或氧化鋁陶瓷,它們能抵禦刻蝕過程中腐(fǔ)蝕性氣體的侵蝕,避免部件被腐蝕後汙(wū)染反應腔,維持刻蝕工藝的穩定性。
沉積設備的沉積腔托盤、靶材支撐座,常使用氮化鋁(lǚ)或(huò)碳化矽陶瓷。這類陶瓷不僅能承受(shòu)沉積過程中的高(gāo)溫環境,還具備優異的電絕緣性,可避免電學(xué)幹擾影響薄膜沉積質量。離子注入機的離子束導向管、靶台則(zé)會(huì)采用碳化矽陶瓷,其高硬度與抗高能離子(zǐ)衝擊的特性,能保(bǎo)證離子注入方向的準確性,減少部件損耗。
在(zài)測(cè)試封裝環節(jiē),測試探針台的探針座、封裝機的模具鑲件,多采用氧化鋁陶(táo)瓷或氧化鋯陶瓷,它們的絕緣性與耐磨性可保障測試時的電學穩定性,同(tóng)時延長(zhǎng)封裝模具(jù)的使用壽命。
目前,半導(dǎo)體領域常用(yòng)的陶瓷種類包括氧化鋁、氮化矽、氮化鋁、碳化矽等,不同種類的(de)陶瓷(cí)憑(píng)借各自特性,滿足不同半導體設(shè)備及工藝的使用(yòng)需求。

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