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等离子刻蚀技术是超大规模集成电路制备工艺中不可或缺加工技术。随着半导体晶体管尺寸急剧减小和卤素类等离子体能量增高,晶圆的污染问题越来越突出。对于在晶圆加工过程中,在高密度等离子条件下,等离子刻蚀设备腔体内的材料的耐等离子腐蚀的能力要求也越来越苛刻。新一代蚀刻技术需要更加强劲可靠的材料,以解决等离子体腐蚀、微粒产生、金属污染和氧气分解等问题。艾邦建有半导体陶瓷产业交流群,欢迎产业链上下游的企业进入:

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一、陶瓷是等离子刻蚀设备部件的关键材料

相对于有机材料和金属材料,陶瓷材料一般都具有较好的耐物理和化学腐蚀性能以及很高的工作温度,因而在半导体工业中,陶瓷材料已成为半导体晶圆加工设备的核心部件制造材料。等离子刻蚀设备应用陶瓷材料的部件主要有视窗镜、聚焦环、静电卡盘、喷嘴、腔体、气体分散盘等。

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图  等离子体刻蚀设备的结构示意图
刻蚀机腔体内耐等离子刻蚀陶瓷材料的主要特点是:
①纯度高,金属杂质含量少;
②主要组成成分化学性质稳定,特别是与卤素类腐蚀性气体的化学反应速率要低;
③致密度高,开口气孔少;
④晶粒细小,晶界相含量少;
⑤具有优良的机械性能,便于生产加工;
⑥某些部件可能还有其他性能要求,如良好的介电性能、导电性或导热性等。
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图  等离子刻蚀设备中的陶瓷部件,来源:京瓷
在等离子环境中,陶瓷材料的选择取决于核心部件所处的工作环境以及对制程产品的品质要求,如耐等离子刻蚀性能、电性能、绝缘性等。

二、陶瓷在等离子刻蚀设备核心部件应用

1、腔体

刻蚀机腔室材料作为晶圆污染的主要来源,等离子刻蚀对其影响程度决定了晶圆的良率、质量、刻蚀工艺的稳定性等等。高纯氧化铝陶瓷是一种很好的耐等离子腐蚀材料,作为腔室材料可提供可靠的等离子体阻抗。
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图  钟形汽室、腔,图源京瓷
然而,等离子刻蚀机设备中的氧化铝陶瓷腔体属于大型尺寸陶瓷,这种大型尺寸且超高纯度氧化铝陶瓷的生产,存在容易变形、开裂、难于烧结致密等问题。要获得高致密、高纯度的氧化铝陶瓷,对粉体的纯度、制备工艺具有较高要求。

2、聚焦环

聚焦环旨在提高晶圆边缘或周边周围的蚀刻均匀性,将晶圆固定到位以保持等离子体密度并防止晶圆侧面受到污染。当与静电吸盘一起使用时,晶圆放置在聚焦环上,由静电荷固定到位。由于聚焦环在真空反应室内会直接接触等离子体,因此,需要采用耐等离子体腐蚀的材料,同时还需要具有与硅晶圆相近的电导率。聚焦环的材质有导电硅和碳化硅。
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图  硅聚焦环,图源盾源聚芯
导电硅作为一种常用的聚焦环材料,它与硅晶圆的电导率几乎接近,但不足是在含氟等离子体中耐刻蚀性差,刻蚀机部件材料常常使用一段时间后就会出现严重腐蚀的现象,严重降低其生产效率。碳化硅具有与硅相似的电导率、良好的耐离子刻蚀性能,适用于聚焦环材料。
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图  碳化硅聚焦环,图源CoorsTek
通常聚焦环是通过气相沉积的方法将化学反应生成的碳化硅沉积成一定的形状,然后根据具体使用条件,将呈一定形状的碳化硅进行机械加工生成聚焦环。

3、静电卡盘(ESC)

晶片在刻蚀的整个过程中是被下电极系统中的静电卡盘(ESC)吸附固定住的,并且向静电卡盘通入射频RF,这样射频RF会在晶片上形成DC bias(直流偏压)。这样促成等离子体对晶片的刻蚀反应。同时,静电卡盘会对晶片实现温度控制,以促进晶片刻蚀的均匀性。静电卡盘内部主要由介电层、基座以及加热层组成。氧化铝和氮化铝因其热导率高,热膨胀系数低,常用于制作静电卡盘的介电层材料。
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图  静电卡盘,图源海拓

4、视窗镜

刻蚀机的视窗镜对材料透光率、耐刻蚀性要求较高,当视窗镜的耐刻蚀性能较差时,视窗镜表面易变模糊。氧化钇是一种可见光范围内透明的陶瓷材料,具有较高的透光率,可用作等离子刻蚀设备的视窗镜材料。但是氧化钇陶瓷具有烧结性能差,生产成本高,且机械性能较差,难加工的缺点,通过对氧化钇陶瓷加入一定量的氧化铝形成钇铝石榴石(YAG)复合材料,其透光率和耐刻蚀性表现优异,且具有较好的机械性能,是比较理想的替代材料。

5、喷嘴

喷嘴用于精确的气体流速和均匀控制,以将气体均匀地分散到蚀刻工艺室中。这些组件需要高等离子耐受性、介电强度以及对工艺气体和副产品的强耐腐蚀性。通常采用的陶瓷材料有氮化铝陶瓷和氧化铝陶瓷。目前还可通过陶瓷3D打印技术生产刻蚀腔内的陶瓷喷嘴,提升产品制造效率和使用稳定性。
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图 刻蚀设备用喷嘴,图源CoorsTek
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推荐活动2025年8月26-28日,第七届精密陶瓷暨功率半导体产业链展览会将于深圳举办!

第七届精密陶瓷暨功率半导体产业链展览会

同期举办:热管理产业链展

2024年8月28日-30日  

深圳国际会展中心7号馆(宝安新馆)

展出2万平米、1,000个摊位、500多家展商、50,000名专业观众;汇聚IGBT/SiC功率半导体产业链;热管理材料产业链,精密陶瓷、电子陶瓷、陶瓷基板、薄膜/厚膜陶瓷电路板、陶瓷封装管壳、LTCC/HTCC/MLCC加工产业链等产业链上下游企业!

2025年第七届部分展商名录

展位号

公司名

主营

7A92

山西鸿煷机械设备股份有限公司

冷等静压机和温等静压机、干袋式等静压机等

7A108

湖州特思福电子科技有限公司

类半导体陶瓷平面DI直描机 - DBC AMB HTCC等陶瓷产品直接图形曝光成像设备

7A187

广东汇京智能装备有限公司

纳米砂磨机、高速分散机&分散罐、研磨介质

7A188

东莞市康柏工业陶瓷有限公司

氧化锆/氧化铝/碳化硅/氮化硅等先进结构陶瓷专业实体生产商

7B23

国机金刚石(河南)有限公司

混料装备,成型烧结装备,SPS烧结装备,磁性物检测装备

7B26

东莞市银锐精密机械有限公司

脆性材料切割、裂片设备

7B45

军瓷电子材料河北有限公司

高纯氮化铝粉、球形氮化铝粉以及氮化铝陶瓷制品、氮化铝陶瓷基板

7B46

古河电工(深圳)商贸有限公司

无氧铜板

7B47

泰灵思科技(深圳)有限公司

材料、器件的高频电参数测试系统

7B48

深圳市艾明博电子科技有限公司

AMB覆铜板

7B49

山东明辉特种陶瓷有限公司

氮化硅陶瓷

7B67

合肥圣达电子科技实业有限公司

陶瓷基板、HTCC、封装

7B68

江苏微艾诺半导体有限公司

电子烟陶瓷雾化芯真空钎焊炉

70

苏州科斗精密机械有限公司

玻璃基板和晶圆激光切割机、CCD对位吸贴机、辅料检测剔料补料一体机、视觉检测机、模切机等非标自动化设备

700000

合肥韬普斯半导体科技有限公司

真空烧结,焊接设备

7C01

广东恒锦智能装备有限公司

厚膜印刷机,丝印机,移印机等

7C03

合肥申为装备有限公司

网带炉、箱式炉、钟罩炉、辊道炉、推板炉等工业电窑炉

7C05

肇庆市宏华电子科技有限公司

薄膜流延机、薄膜丝印机、薄膜叠层机、等静压机、切割机、封端机、外观检测机、测试机、编带机等

7C10

广东鑫信智能装备有限公司

5G滤波陶瓷模具,粉末冶金模具,粉末成型压机

7C12

上海住荣科技有限公司

机械冲孔机、激光打孔机、丝网印刷机、叠片机、温水等静压机、生瓷片热切机、划片机、X-ray

7C15

长沙建宇网印机电设备有限公司

厚膜印刷机、平面厚膜印刷机、圆管厚膜印刷机、CCD自动对位厚膜印刷机

7C20

常州普雷特印刷科技有限公司

NorCote感光胶、刮胶、太阳能刮胶、毛细水菲林

7C25

深圳市飞仕达机械设备有限公司

水平线设备

7C28

深圳市和兴盛光电有限公司

膜厚仪、AOI视觉检测

7C35

潍坊卓宇新材料科技有限公司

氮化硼、氮化硼制品、氮化硼陶瓷、氮化硼绝缘件、耐高温绝缘件

7C40

昆山凯科电子机械设备有限公司

多层陶瓷整套方案,包含整套设备,材料,工艺,辅材PET,丝印浆料等,流延机,裁片机,冲孔机打孔机,印刷机填孔机卷对卷印刷机,叠片机,印刷-叠片一体机,热压机,温水等静压机,切割机热切机等

7C45

合肥泰络电子装备有限公司

网带炉、钟罩炉、箱式炉、推板炉、辊道炉及配套自动化设备

7C45

合肥智热装备有限公司

钟罩炉、高温气氛箱式炉、真空气氛罐式炉、中温洁净箱式炉、热风箱式炉、热风排胶炉、废气净化炉

7C50

嘉兴佳利电子有限公司

LTCC / HTCC/微波介质陶瓷元件及卫星导航组件

7C55

迈博瑞新材料(嘉兴)有限公司

滤芯

7C60

诺泽流体科技(上海) 有限公司

超高压微射流均质机

7C61

综研化学(苏州)有限公司

高分子产品/聚丙烯酸脂类涂剂 ;功能性有机粉体/聚丙烯酸脂类超微粉体

7C62

上海晶隆科技有限公司

PI+1.5u网版+激光网版+超薄0.5u感光胶网版+750网框

7C70

合肥费舍罗热工装备有限公司

实验炉、排胶炉,烧结炉、箱式炉、钟罩炉、网带炉、排蜡玻化炉,熔封炉、干燥炉、烧银炉、隧道炉等

7C70

山东宏瑞耐火材料科技有限公司

承烧板、推板、匣钵

7C75

上海煊廷丝印设备有限公司

AMB陶瓷基板印刷机,全自动LTCC印刷机,MLCC印刷机,厚膜印刷机,精密填孔/挂壁印刷机

7C82

株洲艾森达新材料科技有限公司

氮化铝粉体、氮化硅基板、氮化铝基板、结构件等

7C85

深圳市宇斯特电子有限公司

厚膜陶瓷电路

7C88

武汉宇昌激光科技有限公司

陶瓷激光切割打孔划线一体机

7C90

浙江矽瓷科技有限公司

介质陶瓷材料、生瓷带及配套浆料

7C91

深圳市鑫腾辉数控设备有限公司

精雕机

7C100

宁夏北瓷新材料科技有限公司

氮化铝粉体、基板、结构件、HTCC

7C105

昆山市广程机械设备有限公司

显影真空蚀刻退膜机,钎焊料蚀刻机,喷砂机,研磨机,清洗机等

7C105

广东首镭激光科技有限公司

精密陶瓷激光切割打孔设备、二氧化碳陶瓷切割机、MLCC/HTCC/LTCC纳秒/皮秒激光打孔切割机、光纤陶瓷切割机等产品

7C109

山东晶亿新材料有限公司

氮化硼粉体陶瓷

7C112

西安鑫乙电子科技有限公司

流延机及其配套辅助设备

7C115

广东汇成真空科技股份有限公司

PVD真空镀膜设备

7C120

东莞市华创兴智能设备有限公司

线路板设备及零件配件水平电路板设备

7C120

深圳市三力创自动化设备有限公司

电镀设备

7C130

上海晨华科技股份有限公司

真空热压烧结炉、真空双向加压热压炉、排胶炉,真空气压烧结炉,真空无压烧结炉等

7C130

天津中环电炉股份有限公司

模型机——钎焊炉;可视化高温形变分析仪;超快高温烧结炉;旋转式真空气氛管式炉;真空气氛箱式电炉;节能箱式电炉;真空气氛管式电炉

7C135

桂林华瓷电子科技有限公司

陶瓷电路板的研发与批量制造

7C140

嘉兴微知电子有限公司

丝网印刷机、厚膜印刷机

7C142

苏州纯尔净化科技有限公司

滤芯

7C145

深圳市罡峰磨具有限公司

陶瓷砂轮和继维增强高速树脂切片、研磨片,金属磨头,陶瓷磨刀石

7C148

长沙嘉热氢能源科技有限公司

陶瓷基板、SOFC固态电池片

7C150

广州盛立新材料有限公司

纳米镍粉,纳米铜粉

7C152

中铝洛阳铜加工有限公司

铜及铜合金材料

7C156

苏州茜恩特种陶瓷有限公司

氧化铝,氧化锆陶瓷

7C160

深圳市金岷江智能装备有限公司

流延机

7C165

高富瓷芯(浙江)新材料有限公司东莞分公司

各类陶瓷铣刀、陶瓷结构件、陶瓷氮化硅微珠

7C170

广州市极志测量科技有限公司

在线视觉瑕疵检测设备、PCB快速检测设备、厚度测量仪

7C172

昆山永宏棋智能科技有限公司

流延机,裁片机,印刷机,叠层机,温水等静压机

7C173

赛默飞世尔电子技术研发(上海)有限公司

电子显微镜(扫描电镜-SEM、双束电镜-FIB、透射电镜-TEM)、X射线光电子能谱仪-XPS

7C180

辽源市正达新材料有限公司

碳毡、石墨毡、石墨软毡、碳绳、高纯碳纤维粉末、碳纤维复合硬毡、碳纤维保温热场异形件等。

7C181

太原忠睿合科技有限公司

冷等静压机,温等静压机,干袋式等静压机

7C182

河南三特炉业科技有限公司

1700℃排胶烧结一体炉,1100℃排胶预烧一体炉,1700℃钟罩陶瓷烧结炉,1700℃箱式陶瓷烧结炉

7C190

苏州精创光学仪器有限公司

超声波自动化设备/DBC自动缺陷检测设备/AMB陶瓷基板终检检测自动化设备

7C195

德中(天津)技术发展股份有限公司

陶瓷精密激光打孔划线设备、二氧化碳激光陶瓷精密切割划线设备、LTCC/HTCC激光精密钻孔设备

7C200

深圳品图视觉科技有限公司

AOI检测设备

7C202

深圳市光道激光技术有限公司

陶瓷精密激光设备

7C205

武汉西克智能科技有限公司

流延机、温等静压机、辊筒球磨机」等

7C206

上海金辉佳自动化科技有限公司

全自动过滤机

7C208

无锡美特新微电子材料有限公司

钨铜、钼铜、CMC、CPC等热沉材料

7C210

广州多浦乐电子科技股份有限公司

工业超声相控阵检测设备、自动化检测设备、超声换能器、定制化检测分析软件及其他检测配套零部件等

7C211

合肥恒力装备有限公司

HTCC高温气氛推板炉,先进陶瓷专用辊道炉,热风箱式排胶炉,先进陶瓷专用钟罩炉,真空回流焊炉,气氛网带炉,智能柔性电镀生产线,手工精密电镀通风柜

7C217

滨州奥诺新材料科技有限公司

96氧化铝陶瓷基板

7C219

上海热凡高温设备有限公司

HTCC烧结炉、钎焊炉;MLCC烧结炉、封端炉;陶瓷金属化真空烧结炉

7C220

东莞市志远高热机械科技有限公司

真空钎焊、真空烧结、真空脱脂、真空退火

7C225

浙江德龙科技有限公司

薄膜陶瓷,流延机,等静压机、冲孔机、生磁带切割机、球磨机、分切机

7C230

深圳市中星联技术有限公司

等静压、叠片机、整平机、引线键合机、平行缝焊机、共晶机

7C231

宁波仪表阀门厂

真空阀门

7C232

山东中临半导体新材料有限公司

氮化硅氮化铝粉体

7C235

东莞市晟鼎精密仪器有限公司

RTP快速退火炉、等离子去胶机、微波等离子清洗机、大气等离子清洗机、宽幅等离子清洗机、真空等离子清洗机、接触角测量仪

7C236

重庆及锋科技有限公司

金属陶瓷刀粒、微孔吸盘、陶瓷复合材料烧结/氧化锆氧化铝氮化硅胚体或结构件

7D01

东莞励治研磨科技有限公司

Cmp 抛光垫

7D03

扬州锦润网带制造有限公司

金属丝网及网带

7D05

浙江正天新材料科技有限公司

氮化铝(ANI)、氮化硅(Si3N4)陶瓷基板

7D08

四川六方钰成电子科技有限公司

996氧化铝基板,生瓷带,钨浆

7D10

苏州锦业源自动化设备有限公司

东海高热:ALN粉体连续炉、SIN粉体大型台车炉、中大型真空高温炉(TV炉,TP炉)

7D12

河北东方泰阳电子科技有限公司

高精度流延机、高精度流延机、气氛保护烧结炉、全自动料带切片机

7D15

阿尔赛(苏州)无机材料有限公司

高端脱脂烧结一体炉,气氛烧结炉

7D20

北京宁远博纳电子科技有限责任公司

LTCC/HTCC/MLCC 机械、激光打孔机、丝网印刷机(含卷对卷)、膜厚测试仪、叠片机(含卷对卷)、等静压机、生切机、烧结炉(箱式链式)、端银机、划片机

7D22

龙进自動機械股份有限公司

被動元件晶片塗佈沾銀自動化設備及治具耗材

7D25

东莞市宏康机械有限公司

高精度伺服粉末成型机

7D28

山东大科电子科技有限公司

低介电陶瓷材料粉体及异形件、DPC陶瓷基板镀铜、陶瓷类镀膜基板

7D30

都匀双成机械设备有限公司

数控雕刻机

7D31

上海卓盛程新材料科技有限公司

BYK 助剂、ECKART金属颜料环氧树脂、固化剂、溶剂

7D32

广东西尼科技有限公司

视觉智能选别机

7D33

深圳市天准视觉技术有限公司

六面外观检测机

7D37

汕尾市索思电子封装材料有限公司

焊料,金属管壳及电镀,盖板,陶瓷底座

7D40

重庆陶燃新材料有限公司

氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化铝陶瓷

7D45

武汉欧双光电科技股份有限公司

生陶瓷打孔机、熟陶瓷打孔机、陶瓷超快激光蚀刻机、激光锡球焊SBB、自动激光打标机、手套箱自动焊接机等

7D47

上海福讯电子有限公司

激光+PI复合丝网,精密微电铸模板,精密激光钢网

7D50

深圳市宇阳科技发展有限公司

MLCC(片式多层陶瓷电容器)生产线

7D51

宣城鸿海装备科技有限公司

工业窑炉

7D52

苏州微奈智能科技有限公司

卧式砂磨机、高速分散机、精密陶瓷三辊研磨机、混合脱泡机、封胶罐装机

7D53

宜兴市丰钰杰陶瓷科技有限公司

氧化铝陶瓷板,96氧化铝陶瓷基板,99氧化铝陶瓷片等

7D55

深圳市优三科技有限公司

透气纸,微粘膜,边框固定胶带等生产过程辅助材料

7D56

中山君铖陶瓷有限公司

氧化铝,氧化锆,氮化铝,氮化硅,碳化硅等特种陶瓷结构件

7D60

武汉赛斐尔激光技术有限公司

电子陶瓷激光划片机、电子陶瓷高速激光精密打孔机、玻璃激光精密切割机、紫外激光精密切割机

7D61

河北德欧机械科技有限公司

丝印网版、填孔版、光绘菲林

7D62

长沙西丽纳米研磨科技有限公司

砂磨机、智能单机、全自动化研磨产线及相关配套研磨设备

7D63

陕西中电华星窑炉设备有限公司

推板炉,网带炉,辊道炉,钟罩炉等工业窑炉

7D67

广州柏励司研磨介质有限公司

氧化锆珠、氮化硅珠、碳化钨珠

7D70

杭州银湖激光科技有限公司

玻璃激光切割设备、陶瓷激光加工设备、金刚石激光切割设备

7D95

合肥高歌先进电炉装备有限公司

实验电炉、工业电炉

7D96

深圳市栎新源科技有限公司

半导体涂胶显影设备、超声波无损检测

7D97

山西中电科电子装备有限公司

SiC化学气相沉积炉、TaC化学气相沉积炉

7D100

厦门钜瓷科技有限公司

氮化铝粉体及陶瓷制品

7D126

深圳市领创精密机械有限公司

跑台丝网印刷机

7D130

合肥中科岛晶科技有限公司

mems封装工艺

7D131

三叠纪(广东)科技有限公司

封装载板、晶圆

7D136

苏州远乔精密机械有限公司

自动化干燥设备

7D137

湖南高登电子有限公司

多层挠性板、柔性线路板、线路板压合、线路板钻孔等线路板加工

7D141-7D142

广东华迈智能装备有限公司

纳米、微米分散研磨设备及配套系统工程

7D159

凌云光技术股份有限公司

视觉检测设备激光加工设备

7D161

广东振华科技股份有限公司

真空镀膜设备

7D162

佛山市佛大华康科技有限公司

芯片封装设备、PCB导线高频焊接设备、晶圆/芯片贴装/玻璃镜面精密测量设备

7D167

日立高新技术(上海)国际贸易有限公司

TGV

7D168

苏州瑞霏光电科技有限公司

激光雷达曲面窗口的面型误差PV检测,表面粗糙度检测

展会预定:

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作者 ab, 808

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