在集成电路等半导体装置制造工序中,要对半导体晶圆进行成膜处理及蚀刻处理等各种处理。在对晶圆进行加工制造工艺中,需要将晶圆加热到一定温度下进行,且对晶圆温度的均匀性有非常严格的要求,因为晶圆温度的均匀性对半导体芯片的质量有着非常重要的影响;同时还需要在真空、等离子体、化学气体等环境下工作,这就要用到陶瓷加热器。

陶瓷加热器应用于半导体薄膜沉积设备(CVD、PECVD、ALD)、激光退火设备的工艺腔室内,与晶圆直接接触,承载并使晶圆获得稳定、均匀的工艺温度及成膜条件。陶瓷加热器可实现均匀温度分布,对晶圆均匀加热,使衬底表面上进行高精度的反应并生成薄膜。8月26日,广东精瓷 高级副总裁 於定新将出席2026年半导体陶瓷产业论坛,并做《氮化铝陶瓷加热器的研发及其在 CVD 中的应用》主题报告分享,欢迎莅临交流,地址:深圳国际会展中心7号馆。

1陶瓷加热器主要生产工艺流程

①成型

根据产品规格要求,常温状态下对模具内的氮化铝颗粒进行缓慢挤压成型,使其成为致密的坯体形状,保持一定的致密度。其中,陶瓷加热器在该过程中埋入电阻部件进行压制成型。压制完成后,取出陶瓷加热器生坯。 

②毛坯加工

成型后的生坯件利用数控车床、立式加工中心进行干式车加工,使其达到初步的零件形状,减少后续精加工的时间。

③预烧结

将坯件放置于预烧结炉中在空气环境中进行 1100℃烧结(电加热),从而使坯件材料密化烧结成瓷。

④烧结

预烧结后的坯件放入烧结炉中,通入氮气保护,氮化铝在 1750~1850℃ 左右高温环境下,使用电加热,经高温致密化烧结成瓷。最终得到陶瓷加热器毛坯件。

⑤检验

烧结后的陶瓷加热器毛坯件通过目测、测量等手段对其尺寸、外观进行检验

⑥精加工

使用线切割机、圆台磨床、精雕机、加工中心等机加工设备对毛坯件进行精加工。

⑦焊接

将电阻部件进行焊接。使用钎焊炉进行钎焊,把银锌铜焊料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与焊料被加热到稍高于焊料熔点温度(800℃)后,焊料熔化,并借助毛细作用被吸入和充满固态工件间隙之间,液态钎料与工件金属相互扩散溶解,冷凝后即形成钎焊接头。

⑧喷砂

采用压缩空气做动力,将砂材高速喷射到工件表面,经过砂材冲击工件表面,使表面达到一定的平整度。

⑨抛光

喷砂后的工件放入抛光机内进一步抛光处理

⑩入库

对产品进行包装入库。

2陶瓷加热器主要生产材料设备

主要材料氮化铝粉PVB粉电阻部件银锌铜焊料

主要设备:混料机造粒塔成型机数控车床立式加工中心预烧结炉烧结炉线切割机立式磨床圆台磨床外圆磨床精雕机钎焊炉喷砂机抛光机清洗设备、外观检查设备等。

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作者 ab, 808