當前位置:首頁 ? 行業動態 ? 高性能陶瓷零部件在半導體設備中的應用研究
文章出處:行業動態 責任編輯:深圳市金瑞欣特種電路技術有限公司 閱讀量:- 發表時間:2025-09-18
半導體陶瓷零部件是半導體制造設備中的關鍵組成部分,主要采用氧化鋁陶瓷、氮化鋁和碳化硅等高性能陶瓷材料,通過精密加工技術制成。這類零部件憑借其優異的機械強度、高精度、良好的電絕緣性、耐高溫和抗腐蝕性能,能夠在高真空、高溫及強腐蝕等極端工藝環境下穩定工作,滿足半導體制造對材料純凈度和工藝一致性的苛刻要求,下面由深圳金瑞欣小編來為大家講解一下:
從應用位置來看,半導體設備可分為腔室內和腔室外兩部分,而陶瓷零部件主要應用于直接參與工藝反應的腔室內部,甚至很多部件會與晶圓直接或近距離接觸,直接影響制程效果。
在核心設備腔體內,陶瓷零部件種類繁多,根據其功能與形態可劃分為以下五大類:
一、圓環圓筒類部件
該類部件多呈環狀或筒狀結構,主要功能包括約束等離子體、保護核心模組、引導氣流以及維持熱場穩定。代表性部件有:
摩爾環:常用于薄膜沉積設備,具有均勻布氣、絕緣及耐腐蝕的作用;
聚焦環:用于刻蝕及沉積設備,可調控等離子體分布,提高晶圓加工均勻性;
內襯與保溫筒:用于保護腔體、輔助氣流分布并提升熱場穩定性。
二、氣流導向類部件
主要功能是精確控制工藝氣體流動,確保反應氣體在晶圓表面均勻分布,是實現高質量薄膜或均勻刻蝕的關鍵。主要包括:
噴嘴與氣流分配盤:用于形成穩定、均勻的氣流場;
擴散板與限制環:起到調節氣流分布與流速的作用。
三、承重固定類部件
承擔晶圓承載、設備結構支撐及傳動功能,要求材料具備高剛度、低熱變形和優良的耐磨性能。典型部件包括:
晶圓載臺:作為靜電卡盤或加熱器的基底,直接承載晶圓;
陶瓷頂桿:用于晶圓的升降定位;
陶瓷軸承與導軌:在腐蝕性或高真空環境中實現高精度運動控制。
四、手爪與功能墊片類
主要用于晶圓搬運、熱管理及電氣絕緣,代表性零件有:
機械手爪:實現晶圓在設備內的真空中傳輸;
絕緣墊片:提供可靠電隔離,部分兼有隔熱功能;
散熱基板:用于核心模組的溫度控制。
五、集成功能模塊類
作為技術復雜度最高的一類陶瓷部件,通常具備多種工藝功能,是影響設備整體性能的核心模組,主要包括:
靜電卡盤(ESC):通過靜電吸附固定晶圓,并集成溫控系統;
陶瓷加熱器:為化學氣相沉積等設備提供均勻的高溫場;
超高純度碳化硅套件:適用于高溫擴散工藝,具有優異的熱穩定性和化學惰性。
這類陶瓷零部件雖不直接參與芯片電路的構建,卻是半導體設備實現高精度、高穩定性和長壽命運行的關鍵保障。隨著半導體工藝向更小節點發展,對這些陶瓷部件的材料性能、精度與可靠性提出了更高要求,也推動著先進陶瓷材料與精密制造技術的持續創新。
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