高纯氧化铝陶瓷：备受半导体设备亲睐

氧化铝陶瓷是集成电路制造核心装备不可或缺的重要绝缘材料之一，随着芯片制程升级，氧化铝陶瓷的纯度和性能要求也不断升级。目前半导体装备用氧化铝陶瓷纯度基本在99.5%以上，刻蚀级氧化铝陶瓷的纯度达到99.8%以上，甚至达到4N级（99.99%），呈透明或半透明状态，性能指标达到蓝宝石单晶的水平，并且由于是细晶结构，某些性能如抗弯强度和抗压强度等甚至优于蓝宝石单晶。

精密陶瓷部件主要是指采用氧化铝、氮化铝、碳化硅等先进陶瓷材料经精密加工后制备的半导体设备用核心部件，其中氧化铝陶瓷部件应用最为广泛，使用规模最大，占精密陶瓷部件市场规模约45%。

在刻蚀环节，为减少等离子刻蚀过程中对晶圆的污染，选用耐腐蚀性强的高纯氧化铝涂层或氧化铝陶瓷作为刻蚀腔体和腔体内衬的防护材料。除腔体外，等离子体设备的气体喷嘴、盖板、气流分配盘、聚焦环、静电卡盘以及加热器等关键部件，也都采用氧化铝陶瓷材料。

在沉积环节，如物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等先进工艺中，静电卡盘、陶瓷加热器、腔体及其他加工件也都采用氧化铝陶瓷部件。在等离子体沉积设备中（HDP-CVD），反应气体是通过连接腔体内外的陶瓷喷嘴进入到反应腔内的，因此喷嘴的品质会直接决定反应气体的纯度和流速。常使用氧化铝材料来制作陶瓷喷嘴。

在抛光环节，化学机械抛光（CMP）技术融合机械摩擦与化学腐蚀工艺，对设备提出了长期摩擦和腐蚀损耗低的要求，设备的抛光台、抛光板、搬运臂、真空吸盘等关键部件均采用了耐磨性极佳的氧化铝陶瓷材料，确保抛光过程的高效和耐用。

光刻机对精度有极高的要求，其中移动平台是光刻机的重要系统，而导轨作为移动平台的的关键部件，选材很关键。氧化铝陶瓷部件具有高硬度、高机械强度、超耐磨性、耐高温、电阻率大、电绝缘性能好、导热性能好等优异性能，是光刻机导轨用关键材料。

因为晶圆片极其容易受到其他颗粒的污染，所以一般在真空环境下进行。在此环境下，大部分材料的机械手臂一般难以完成工作，制作机械手臂的材料需要耐高温、耐磨、并且硬度也需要很高。由于工作条件的要求一般都采用纯度极高的氧化铝陶瓷材料制作。

除此之外，在离子注入、氧化扩散、退火等设备中也采用了氧化铝陶瓷部件。

氧化铝陶瓷部件是半导体设备关键零部件之一，在半导体设备的成本中占比较高。预计未来随着人工智能、数据中心等应用逐步完善，对半导体芯片需求将不断增加，带动半导体设备市场规模持续上升，进一步拉动氧化铝陶瓷部件市场不断扩大。