【原创】半导体零部件重要处理技术——陶瓷熔射


来源:中国粉体网   山川

[导读]  陶瓷熔射是半导体零部件重要处理技术。

中国粉体网讯  半导体产业的快速发展,催生了一大批服务配套产业。其中就包含设备零部件洗净服务产业,半导体设备零部件洗净产业发展迅速,市场主体不断增加,市场规模迅速增长。

 

洗净服务是新设备零部件组装前必不可少的关键环节,也是使用中的设备日常保养和维护的重要措施和必要环节。半导体设备零部件对洗净及延伸服务厂商在资金、技术、人才和客户资源等各个方面要求要明显高于面板行业。而面板设备零部件洗净行业的零部件较大、市场竞争激烈、更看重价格,两者差别明显。

 

随着产业的发展,洗净服务企业的业务由单纯的洗净业务延伸到陶瓷熔射和阳极氧化等附加值较高的服务领域。泛半导体洗净市场的服务产品几乎涵盖了整个工艺制程的设备零部件,其中以刻蚀设备和薄膜生长设备零部件业务为主,其他工艺制程的设备零部件(如离子注入、蒸镀、OpenMask、炉管、化学机械研磨和光刻设备零部件)也都需要进行定期的洗净保养,只是业务比重不大。

 

何为陶瓷熔射?


由于半导体制造过程经常处于高温、强腐蚀性环境中,因此半导体零部件约有一半以上需做表面处理,以提升其耐腐蚀性。例如半导体刻蚀设备的等离子体刻蚀腔室处于高密度、高腐蚀、高活性等离子体环境中,腔室及其组件极易受到等离子体的腐蚀,为了延长这些组件的使用寿命,经常采用在铝基材料(铝与铝合金)表面进行阳极氧化、陶瓷熔射等手段以有效地降低等离子体对腔室及其它铝基材料的腐蚀。

 

陶瓷熔射技术是一种热喷涂技术,其基本原理是将陶瓷材料加热熔化,在气体带送高速下冲击附着于底材或工件表面。熔射技术有火焰熔射、电弧熔射、电浆熔射、以及等离子熔射等不同的方法。发明人权太植公开了一种干式刻蚀工艺用陶瓷件的熔射方法,首先将待熔射陶瓷件放入到浸泡液中浸泡;接着采用纯水洗净陶瓷件并烘干;然后采用耐高温遮蔽胶带和特氟龙帽对陶瓷件进行遮蔽,遮蔽非熔射面,露出熔射面;再对熔射面进行喷砂处理,接着对熔射面进行等离子喷涂;然后去除陶瓷件上遮蔽的耐高温遮蔽胶带和特氟龙帽,再进行二次清洗,烘干;最后检查熔射涂层的外观和尺寸。

 


等离子喷涂工艺工作原理图


陶瓷熔射的涂层性能指标包括涂层厚度、硬度、结合强度、孔隙率、耐磨性、电化学性能、抗腐蚀性、表面离子污染和杂质污染等物理化学性质和使用性能。随着产业的发展设备零部件对耐腐蚀涂层的要求越来越高,应用范围也越来越大。陶瓷熔射的主要零部件包括:半导体刻蚀腔体内内衬、钟罩、静电吸盘、气体分配盘等关键零部件,TFT刻蚀腔体中的陶瓷板、内壁板、上部电极、下部电极等重要零部件,在物理和化学气相沉积设备的腔体中也有应用。

 

2020年国内泛半导体零部件清洗市场总计26亿元人民币,其中面板9.8亿人民币、半导体16.2亿人民币。据有关机构预测,预计到2025年洗净市场增加到43.4亿,年复合增长率10.8%。在陶瓷熔射和阳极氧化方面,国内厂商在半导体领域还需要破局,这两方面业务市场达到4.9亿人民币,2025年将增长至8.7亿人民币。

 

参考来源:

[1]朱晶.半导体零部件产业现状及对我国发展的建议

[2]一文读懂国内泛半导体设备零部件洗净服务行业.芯谋研究


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作者:山川

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