在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，半導(dǎo)體制造設(shè)備是我國卡脖子的問題，也是重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。近幾年，隨著國家政策的調(diào)整，半導(dǎo)體行業(yè)迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模急速增大，半導(dǎo)體制造設(shè)備持續(xù)向精密化、復(fù)雜化演變，高精密陶瓷關(guān)鍵部件的技術(shù)要求也越來越高。

精密陶瓷在半導(dǎo)體中的應(yīng)用

半導(dǎo)體設(shè)備需要大量的精密陶瓷部件。由于陶瓷具有高硬度、高彈性模量、高耐磨、高絕緣、耐腐蝕、低膨脹等優(yōu)點，可用作硅片拋光機(jī)、外延/氧化/擴(kuò)散等熱處理設(shè)備、光刻機(jī)、沉積設(shè)備，半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備，離子注入機(jī)等設(shè)備的零部件。半導(dǎo)體陶瓷有氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、碳化硅等，在半導(dǎo)體設(shè)備中，精密陶瓷的價值約占16%左右。

1、氧化鋁(Al2O3)

氧化鋁在半導(dǎo)體裝備中使用最為廣泛的精密陶瓷材料。具有材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，硬度高，熔點高，抗腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，電阻率大，電絕緣性能好等優(yōu)點，在半導(dǎo)體設(shè)備中應(yīng)用廣泛。

在半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備中，刻蝕機(jī)腔室材料作為晶圓污染的主要來源，等離子刻蝕對其影響程度決定了晶圓的良率、質(zhì)量、刻蝕工藝的穩(wěn)定性等等。因此，刻蝕機(jī)腔室材料的選用尤為重要。當(dāng)前，主要采用高純Al?O?涂層或Al?O?陶瓷作為刻蝕腔體和腔體內(nèi)部件的防護(hù)材料。除了腔體以外，等離子體設(shè)備的氣體噴嘴，氣體分配盤和固定晶圓的固定環(huán)等也需用到氧化鋁陶瓷。

陶瓷四軸加工

在晶圓硅晶片的搬運(yùn)中，會應(yīng)用到氧化鋁陶瓷制成的陶瓷機(jī)械手臂。氧化鋁陶瓷和碳化硅陶瓷都具備致密質(zhì)、高硬度、高耐磨性的物理性質(zhì)，以及良好的耐熱性能、優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，高溫環(huán)境仍具有良好的絕緣性、良好的抗腐蝕性等物理性能，是用于制作半導(dǎo)體設(shè)備機(jī)械手臂的絕佳材料。從材料性質(zhì)來看，碳化硅陶瓷用于制作陶瓷機(jī)械手臂較為合適，但是從材料價格、加工難度等經(jīng)濟(jì)方面來說，氧化鋁陶瓷機(jī)械手臂的性價比更高。此外，在晶圓拋光工藝中，氧化鋁陶瓷可被廣泛應(yīng)用于拋光板、拋光磨墊校正平臺、真空吸盤等。

2、碳化硅(SiC)

碳化硅具有高導(dǎo)熱性、高溫機(jī)械強(qiáng)度、高剛度、低熱膨脹系數(shù)、良好的熱均勻性、耐腐蝕性、耐磨耗性等特性。碳化硅在高達(dá)1400℃的極端溫度下，其仍能保持良好的強(qiáng)度。采用碳化硅陶瓷的研磨盤由于硬度高而磨損小，且熱膨脹系數(shù)與硅晶片基本相同，因而可以高速研磨拋光。
在硅晶片生產(chǎn)時，需要經(jīng)過高溫?zé)崽幚?，常使用碳化硅夾具運(yùn)輸，其耐熱、無損，可在表面涂敷類金剛石（DLC）等涂層，可增強(qiáng)性能，緩解晶片損壞，同時防止污染擴(kuò)散。此外，碳化硅陶瓷還可應(yīng)用在XY平臺、基座、聚焦環(huán)、拋光板、晶圓夾盤、真空吸盤、搬運(yùn)臂、爐管、晶舟、懸臂槳等。

3、氮化鋁(AlN)

高純氮化鋁陶瓷具有卓越的熱傳導(dǎo)性，耐熱性、絕緣性，熱膨脹系數(shù)接近硅，且具有優(yōu)異的等離子體抗性，產(chǎn)品熱量分布均勻?？蓱?yīng)用于晶片加熱的加熱器、靜電夾盤等。

4、氮化硅(Si3N4)

氮化硅(Si3N4）是斷裂韌性高、耐熱沖擊性強(qiáng)、高耐磨耗性、高機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕的材料?？蓱?yīng)用于半導(dǎo)體設(shè)備的平臺、軸承等部件。

陶瓷硬度高，材料的脆性較大，加工時容易出現(xiàn)崩邊、碎裂等情況。通常加工陶瓷件都是使用專用的陶瓷精雕機(jī)加工，可以有效的減少成本，達(dá)到高精密加工。鑫騰輝數(shù)控自研了一款陶瓷加工專用的陶瓷雕銑機(jī)，防護(hù)性能好、加工精度高。陶瓷雕銑機(jī)加強(qiáng)了機(jī)床的剛性，加工時產(chǎn)生的振動可降至最小，保證精度的同時也可以提升加工效率，而且防護(hù)性能針對陶瓷粉末進(jìn)行了加強(qiáng)，可以完全杜絕粉末對機(jī)床的損傷。鑫騰輝數(shù)控也可以提供陶瓷加工技術(shù)，擁有一支技術(shù)精湛的CNC加工、磨削團(tuán)隊，精密零部件研發(fā)定制加工等。陶瓷精雕機(jī)廠家：18823672556.

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