中國粉體網訊 繼2020年同比增長17%以及2021年同比增長39%之后，晶圓廠設備支出預計在2022將繼續保持增長。SEMI(國際半導體產業協會)在最新一期《世界晶圓廠預測報告》指出，2022年全球前端晶圓廠設備(不含封裝測試的前道工藝設備，一般為晶圓制造設備)支出預計將超過980億美元，達到歷史新高，連續第三年實現增長。
在半導體設備制造中，先進陶瓷作為關鍵部件材料，扮演了重要角色。在眾多陶瓷材料中，氧化鋁陶瓷具有材料結構穩定，機械強度高，硬度高，熔點高，抗腐蝕，化學穩定性優良，電阻率大，電絕緣性能好等優點，在半導體設備中應用廣泛。
在半導體刻蝕設備中，隨著大規模集成電路集成度的不斷提高以及半導體特征尺寸不斷縮少，等離子體刻蝕技術面臨了許多新的挑戰，例如等離子刻蝕晶圓帶來的污染問題、刻蝕工藝的穩定性、刻蝕技術的應用范圍等�？涛g機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、質量、刻蝕工藝的穩定性等等。因此，研究和開發出一種極其耐刻蝕腔體材料成為半導體集成產業以及等離子刻蝕技術中一項極具挑戰的任務。當前，主要采用高純Al2O3涂層或Al2O3陶瓷作為刻蝕腔體和腔體內部件的防護材料。除了腔體以外，等離子體設備的氣體噴嘴，氣體分配盤和固定晶圓的固定環等也需用到氧化鋁陶瓷。
再例如在晶圓拋光工藝中，氧化鋁陶瓷可被廣泛應用于拋光板、拋光磨墊校正平臺、真空吸盤等。
（高純氧化鋁拋光板，來源：日本京瓷）
此外，陶瓷機械手臂在半導體設備中起到搬運作用，它相當于半導體設備這個機器人的手，負責搬運晶圓硅晶片到指定位置。因為晶圓硅晶片極其容易受到其他顆粒的污染，所以一般在真空環境下進行。氧化鋁陶瓷和碳化硅陶瓷都具備致密質、高硬度、高耐磨性的物理性質，以及良好的耐熱性能、優良的機械強度、高溫環境仍具有良好的絕緣性、良好的抗腐蝕性等物理性能，是用于制作半導體設備機械手臂的絕佳材料。從材料性質來看，碳化硅陶瓷用于制作陶瓷機械手臂較為合適，但是從材料價格、加工難度等經濟方面來說，氧化鋁陶瓷機械手臂的性價比更高。
（氧化鋁/碳化硅機械手臂，來源：日本京瓷）
近幾年，隨著國家政策的調整，半導體行業迅速發展，產業規模急速增大，半導體制造設備持續向精密化、復雜化演變，高精密陶瓷關鍵部件的技術要求也越來越高。目前我國有幾百家半導體的設計、生產廠家，但半導體設備和關鍵精密部件大都依賴進口，大大制約了國內半導體行業的發展。高精密陶瓷部件的價值約占半導體設備的 10％以上，全球市場約為100 億美元，幾乎完全被美國、日本、韓國等國外企業壟斷。而我國半導體行業要實現高質量發展，就必須擁有自己的關鍵核心技術和產業資源配套，開展半導體設備用氧化鋁精密陶瓷產品的開發，經濟價值、戰略價值非常重大。
在此背景下，中國粉體網將在山東濟南舉辦第一屆半導體行業用陶瓷材料技術研討會，屆時，來自湖南大學的肖漢寧教授將帶來題為《半導體裝備用高性能氧化鋁陶瓷制備技術》的報告。在報告中，肖漢寧教授將針對半導體裝備用陶瓷零部件的應用需求，介紹制備高性能氧化鋁陶瓷的原料特性、成型工藝、燒成技術、精密加工方法等，并分析一些典型氧化鋁陶瓷零部件在半導體裝備中應用現狀，同時提出我國半導體裝備用陶瓷零部件的發展趨勢。
專家介紹：
肖漢寧，湖南大學教授，博士生導師，湖南大學陶瓷研究所所長，享受國務院政府特殊津貼專家。1991年在湖南大學獲博士學位，1994-1995留學日本，從事博士后研究。1995年晉升為教授�，F任中國硅酸鹽學會理事，中國機械工程學會工程陶瓷專業委員會理事長，中國電工技術學會電工陶瓷專業委員會副主任，湖南省硅酸鹽學會副理事長等�！稛o機材料學報》、《硅酸鹽學報》、《功能材料》等雜志編委。肖漢寧教授長期從事先進結構陶瓷、多孔陶瓷、高性能陶瓷膜、結構-功能一體化陶瓷、微晶玻璃等研究。先后主持國家重點基礎研究計劃、國家863計劃、國家自然科學基金、政府間國際科技合作和國防軍工等國家和省部級科研項目30多項。研究成果先后獲得國家技術發明二等獎1項，省部科技進步一等獎1項、二等獎3項。在國內外學術期刊發表論文280多篇，出版《高性能結構陶瓷及其應用》專著1本，獲授權發明專利30多項。
參考來源：
[1]孟姍姍等.注漿成形氧化鋁陶瓷料漿的工藝控制
[2]譚毅成等.耐等離子刻蝕陶瓷的研究現狀
（中國粉體網編輯整理/山川）
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