中國粉體網訊 半導體產業是關乎國家經濟,政治和國防安全的戰略產業。在半導體產業中,先進陶瓷的研發與生產水平直接影響我國半導體產業的發展。因此,無論從經濟安全角度還是產業成本考慮,要突破我國半導體產業面臨“卡脖子”的窘境,必須重視先進陶瓷的發展。2023年6月14日,由中國粉體網主辦的“第二屆半導體行業用陶瓷材料技術研討會”在江蘇蘇州隆重開幕,會議期間,我們邀請到眾多專家學者做客“對話”欄目,圍繞先進陶瓷在半導體行業的應用研究進行訪談交流。本期,我們邀請到的是贛州中傲新瓷科技有限公司研發總監繆錫根。
中國粉體網:繆總,請介紹一下公司的主營產品及應用領域。
繆總:我司(贛州中傲新瓷科技有限公司)致力于特種玻璃與新型陶瓷的研發、生產與銷售。目前主營產品有三大類:封接玻璃造粒粉、金屬玻璃封接件、和低溫共燒陶瓷(LTCC)瓷粉。封接玻璃粉用于制冷設備(空調、冰箱等)壓縮機接線端子的電極封接;封接件包括鋰電池蓋帽的電極封接和半導體芯片的封裝基座;LTCC瓷粉用于制備陶瓷基板,多層片式高頻電容器、電感器和射頻濾波器,等等。
鋰電池蓋帽
中國粉體網:繆總,堇青石材料在半導體設備中的應用有哪些?其優勢體現在哪?
繆總:堇青石陶瓷是高端EUV光刻機不可或缺的,主要用于曝光裝置的鏡面基板、高精度光刻圖案掩膜板、掩膜板靜電吸盤、晶圓靜電吸盤或工作平臺等。堇青石陶瓷之所以能用于45nm以下的高端光刻機設備中,是因為堇青石陶瓷具有其他陶瓷材料無可媲美的接近于零的熱膨脹系數、良好的形體可加工性和表面可拋光性,以及比較高的比剛度等等。這些特性可以使光刻圖案線條的粗糙度控制在0.1nm(rms;均方根)以下。
中國粉體網:由堇青石合成的復合材料有哪些?其應用在哪些領域?
繆總:堇青石作為一種結構陶瓷和其他陶瓷材料一樣,有優點也有缺點,所以有必要開發堇青石與其他陶瓷相結合的復合材料,以便發輝各自的優勢。與堇青石復合的其他陶瓷包括幾乎所有的先進陶瓷,如氧化物(氧化鋁、氧化鋯、莫來石、鋯英石),碳化物(SiC、WC、B4C),氮化物(Si3N4/、AlN、BN)等。這些堇青石陶瓷基復合材料可廣泛用于半導體制造、電子封裝、紅外輻射散熱、太陽能熱發電、導彈天線罩、太空望遠鏡等高端應用領域。
中國粉體網:用于半導體制造設備的堇青石結構件的加工難點是什么?該如何解決?
繆總:用于半導體制造設備的堇青石結構件的加工難點主要體現在對顯微結構的極低孔隙率或最高致密度要求,以及對堇青石結構件表面的極高平整度和極低粗糙度的要求。目前國內的陶瓷工藝技術和冷、熱等靜壓設備水平可以解決堇青石結構件的高度致密化問題,比較難辦的是如何實現陶瓷結構件的極高表面精度要求,這需要加大對大型數控機床(包括磨具,拋光液,研磨工藝),和納米級表面精度評價的測量儀器等方面的研發投入。
中國粉體網:我國對于堇青石材料用于半導體設備中的研究現狀如何?
繆總:日本京瓷集團早已研制出半導體制造設備用的堇青石陶瓷結構件,并在打造智能化工廠來穩定批量化生產陶瓷結構件。ASML公司已在高端EUV光刻機中使用堇青石陶瓷結構件。從公開的文獻資料來看,我國最近2-3年才開始涉足光刻機應用領域的堇青石陶瓷,所獲得的陶瓷致密度和材料性能還有待改進,比國外現狀估計有10來年的差距。我國已能夠生產中低端光刻機,目前的國產陶瓷結構件已能滿足中低端光刻機的要求。但如果我們要攻克高端EUV光刻機技術難關,高端陶瓷材料必須先行,這就繞不開高端堇青石陶瓷結構件的開發這一難題。破解之策在于舉國體制、產業聯盟、大力投入。當然對國際國內的市場競爭形勢要有充分的了解,例如要研究國外產品的競爭風險,國內量子光芯片等彎道超車技術的發展、市場規模與需求量的不確定性等問題。
中國粉體網:好的,謝謝繆總接受我們的采訪。
(中國粉體網編輯整理/山川)
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