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创建于2024.11.20
统计氧化铝陶瓷作为半导体设备组件的应用
氧化铝陶瓷在半导体制造中的日益重要作用
近年来，国家政策调整加快了半导体产业的发展，导致规模迅速增长和制造设备的进步。随着半导体制造工艺变得越来越精密和复杂，先进陶瓷因其出色的性能而备受关注，包括高硬度、高弹性模量、优异的耐磨性、绝缘能力、耐腐蚀性和低热膨胀。
这些特性使陶瓷成为硅片抛光机、外延、氧化和扩散热处理系统、光刻机、沉积设备、刻蚀工具和离子注入机等设备中不可或缺的材料。在可用材料中，氧化铝（Al₂O₃）已成为最受欢迎的精密陶瓷材料，广泛应用于半导体制造。
氧化铝陶瓷在半导体设备中的关键应用
蚀刻室和等离子体抗腐蚀部件
蚀刻是半导体、微电子和微纳米制造中的关键步骤。在蚀刻机和PECVD设备中的蚀刻过程中，等离子体相互作用可能会导致机器组件表面的显著磨损和损坏。这些相互作用导致:
腐蚀：缩短零部件寿命并降低设备性能。
污染：反应副产物挥发并脱落，形成颗粒物，影响工艺室的清洁度。
高纯度氧化铝（Al₂O₃）涂层通常被用作蚀刻室及其组件的保护材料。
传统室内材料:
早期蚀刻室使用铝合金，容易受到金属颗粒污染。为了解决这个问题，密集的阳极氧化氧化铝层被应用到合金表面，提高了耐蚀性。然而，由于合金中的杂质，这些阳极氧化层经常出现微裂纹，限制了它们的有效性。
高纯度氧化铝涂层的进展:
高纯度Al₂O₃涂层自那时起已成为蚀刻室的标准。然而，涂层和基底之间的热膨胀系数差异可能导致开裂，从而降低耐腐蚀性。
高密度、高纯度的块状氧化铝陶瓷在与涂层相比具有更优越的等离子体抗性。这些陶瓷通常具有超过99%的纯度，控制金属氧化物杂质（例如MgO、CaO、SiO₂）在0.05%–0.8%之间，以增强等离子体抗性同时保持烧结性能。
真空吸盘用于晶圆加工
半导体器件需要几乎完美的晶圆，以避免有害的电气和机械缺陷。在晶圆加工过程中，包括成形、切割、研磨和清洁，晶圆必须被牢固定位和稳定。这是通过使用陶瓷真空吸盘实现的。
材料性质和结构:
真空卡盘通常由氧化铝或碳化硅制成。这些陶瓷材料通过高温烧结实现多孔或中空结构。通过对多孔陶瓷基体施加负压，产生真空效应，从而牢固固定晶圆、玻璃基板或其他工件。
陶瓷真空卡盘的应用:
用于晶圆薄化工艺的设备，如研磨、抛光和化学机械平整化（CMP）的夹具。
测量和检测设备的支架。
用于加工薄膜、片材和金属基板的夹具工具。
这些集成空心结构陶瓷的生产需要先进的制造技术，体现了它们在半导体设备的精密性和可靠性中的关键作用。
结论
随着半导体行业的发展，对氧化铝陶瓷等精密材料的需求不断增长。从提高刻蚀室中的等离子体抗性到在晶圆加工中提供稳定性，氧化铝陶瓷在实现现代半导体制造所需的精度和性能方面不可或缺。随着持续的研究和技术创新，氧化铝陶瓷在推动半导体制造未来的潜力是无限的。
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