碳化硅陶瓷在半導(dǎo)體設(shè)備里都用在了哪？

    半導(dǎo)體行業(yè)是我們最近接觸碳化硅比較多的一個(gè)領(lǐng)域。一開(kāi)始其實(shí)有點(diǎn)意外：做芯片的設(shè)備，跟陶瓷有什么關(guān)系？深入了解之后才發(fā)現(xiàn)，關(guān)系大著呢。

    半導(dǎo)體制造有個(gè)特點(diǎn)：全程要在高真空、高溫、或者強(qiáng)等離子體環(huán)境里跑。普通金屬零件在這種環(huán)境下，要么放氣污染晶圓，要么被等離子體慢慢啃掉，要么受熱變形影響對(duì)位精度。而碳化硅陶瓷剛好把這幾個(gè)痛點(diǎn)都避開(kāi)了——它純度高、放氣少、耐等離子體腐蝕、受熱還幾乎不變形，簡(jiǎn)直是為此類工況生的。

    那具體都用哪兒了？下面我列幾個(gè)常見(jiàn)的。

1、晶圓承載件。

    比如 Susceptor（基座）、wafer chuck 這類，晶圓在上面被加熱、被處理。這類零件對(duì)平面度要求極高，差幾個(gè)微米，晶圓受熱就不均勻，良率直接受影響。

2、真空吸盤和夾持件。

    用來(lái)固定、搬運(yùn)晶圓。要求表面既要平，又不能掉粉，否則顆粒落到晶圓上就是缺陷。

3、導(dǎo)向和輸送件。

    設(shè)備里那些引導(dǎo)晶圓走位的軌道、導(dǎo)向塊，長(zhǎng)期摩擦也不能磨損掉渣。

4、噴嘴和蝕刻環(huán)。

    等離子體蝕刻環(huán)節(jié)里，零件直接接觸腐蝕性氣體。金屬頂不住，碳化硅能長(zhǎng)期扛著。

5、機(jī)械臂末端。

   有些搬運(yùn)動(dòng)作要求零件又輕又硬又不變形，碳化硅是個(gè)合適選項(xiàng)。    所以，半導(dǎo)體行業(yè)的碳化硅零件，真正難的從來(lái)不只是材料硬，而是材料硬、零件精度高、使用環(huán)境又苛刻，幾個(gè)問(wèn)題疊在了一起。加工過(guò)程中很多東西其實(shí)是看不見(jiàn)的：一點(diǎn)點(diǎn)微裂紋、一次不合適的裝夾、一顆殘留的金屬顆粒，都可能在后續(xù)使用中變成問(wèn)題。做這類零件時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)發(fā)現(xiàn)，圖紙上的尺寸只是開(kāi)始，真正考驗(yàn)加工能力的，是怎么把圖紙上的要求，穩(wěn)定地變成手里這個(gè)零件。