將晶圓轉化為半導體芯片，它需要經歷一系列復雜的制造過程，包括氧化、光刻、刻蝕、薄膜沉積、離子注入、金屬布線、電氣檢測和封裝等，這些步驟需要高度精確的技術和嚴格的環境控制，以確保制造的半導體芯片具有高性能和可靠性。

半導體制造流程簡圖(來源：弗若斯特沙利文)

精密陶瓷部件（氧化鋁、氮化鋁、碳化硅等先進陶瓷材料經精密加工后制備的零部件）在半導體制造設備中具有不可替代的重要作用，幾乎覆蓋所有半導體生產設備。氧化鋁陶瓷便是其中重要的一員，它具有高硬度、高機械強度、優異的耐磨性和耐高溫性，同時具備高電阻率和良好的電絕緣性能，能夠在真空、高溫等極端環境下滿足半導體制造的復雜性能要求，被廣泛用于各類關鍵部件。根據應用場景不同，用于半導體制造工藝一般采用99.6%或更高純度的氧化鋁。

精細陶瓷的特征之一便是優異的耐等離子性，因此各種精細陶瓷零部件被用于產生等離子的嚴酷環境中（來源：京瓷）

一、半導體不同制造環節中的氧化鋁

1、在刻蝕環節，為減少等離子刻蝕過程中對晶圓的污染，通常采用耐腐蝕性強的高純氧化鋁涂層或氧化鋁陶瓷作為刻蝕腔體和內襯的防護材料。

刻蝕機拆解

2、在沉積環節，如物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)等先進工藝，氧化鋁陶瓷廣泛用于靜電卡盤、陶瓷加熱器、腔體及其他關鍵部件，滿足沉積過程中對耐熱性和穩定性的高要求。

3、在拋光環節，化學機械拋光(CMP)技術結合機械摩擦與化學腐蝕，對設備提出了低摩擦損耗和耐腐蝕性的高標準。拋光臺、拋光板、搬運臂和真空吸盤等關鍵部件均采用耐磨性優異的氧化鋁陶瓷，確保拋光過程的高效和耐用。

4、此外，在離子注入、氧化擴散、退火等設備中，氧化鋁陶瓷同樣被廣泛應用，憑借其優異的耐熱性和電絕緣性，為半導體制造提供重要支持。

二、半導體裝備中的氧化鋁產品類型

在半導體設備中，這些零部件按用途主要分為圓環圓筒類、氣流導向類、承重固定類、手抓墊片類、模塊類等。下文一起來盤點一下，具體都有哪些產品。

1、圓環圓筒類

主要包括摩爾環、保護環、邊緣環、聚焦環、防護罩、接地卡環、內襯、保溫筒、熱電偶保護管等產品。

①摩爾環。用于薄膜沉積設備，起到增強氣體導向，絕緣和腐蝕的作用。

②保護環。用于沉積、刻蝕設備，保護靜電卡盤，陶瓷集熱器等關鍵模組部件。

③邊緣環。用于沉積、刻蝕設備，控制等離子體不溢出。

④聚焦環。用于沉積、刻蝕、離子注入設備，將腔體內的等離子體聚集。

⑤保護罩。用于用于沉積、刻蝕設備，密封并吸附工藝殘留物。

耐等離子腐蝕的各種陶瓷環(來源：來源：kyocera）

等離子防護罩（來源：來源：kyocera）

2、氣流導向類

①噴嘴、氣流分配盤等。用于沉積、刻蝕設備，引導氣體流向，協助工藝氣體分布更均勻，且流速穩定。

②噴嘴蓋板。用于沉積、刻蝕設備，噴嘴安裝依附部件，并可以吸附工藝殘留物。

3、承重固定類

①晶圓載臺。用于沉積、刻蝕設備，承載晶圓，是靜電卡盤、陶瓷加熱器的重要零部件。

②起模頂桿。用于各類半導體前道設備，控制晶圓載腔室內的升降。

③軸承導軌。用于沉積、刻蝕設備，功能是連接、引導設備機械運動方向

④陶瓷帽/螺桿。用于各類半導體前道設備，替代金屬零部件連接固定。

4、手抓墊片類

①機械手臂。用于各類半導體前道設備，在腔室內外搬運晶圓。

②絕緣片。用于各類半導體前道設備，防止電流導通。

③散熱片。用于各類半導體前道設備，設備零部件冷卻。

氧化鋁空心一體機械手臂（來源：asuzac-ceramics）

5、模塊類

模塊類氧化鋁陶瓷零部件主要包括真空吸盤、靜電卡盤、陶瓷加熱器、拋光臺等產品。

①真空吸盤。用于刻蝕設備，CMP設備。吸盤通過真空抽氣吸引晶圓并保持其平整度，同時通過水路管道控溫，使工藝反應效果更優。

氧化鋁真空吸盤（來源：秋山科技）及其原理示意圖

②靜電吸盤。用于刻蝕、部分薄膜沉積設備。靜電吸附晶圓，使完成刻蝕、沉積等工藝反應。

靜電吸盤（來源：日本特殊陶業株式會社）及其內部結構

氧化鋁真空吸盤和氧化鋁靜電吸盤主要用于的是半導體制造固定和搬運，想要了解更多關于它兩的信息，可以點擊相關閱讀：從原理上看，氧化鋁真空吸盤和靜電吸盤在應用上有什么區別？

③陶瓷加熱器。用于沉積、激光退火設備，承載并使晶圓獲得穩定、均勻的工藝溫度計成膜條件。晶圓加熱盤，據說氮化鋁陶瓷的材質的性能更強。

半導體制造設備用氮化鋁陶瓷加熱器（來源：kyocera）

④拋光臺/板。用于晶圓拋光設備，需要長期使用仍能保持良好的表面形態。

氧化鋁材質的晶圓拋光盤（來源：kyocera）

半導制造領域的陶瓷部件屬于技術密集型行業，下游行業對產品質量要求較高，因此用戶更傾向于與領先企業合作。該應用領域對氧化鋁陶瓷部件的加工精密度及性能要求相對苛刻，例如抗熱、抗腐蝕、耐磨、抗沖擊等，想要在其中分一杯羹苛不容易哦，但如果能在企業在技術研發、生產工藝優化和市場策略方面做足功課，相信也能在這一領域找到切入點。

半導體中的各種氧化鋁陶瓷部件（來源：asuzac-ceramics）

參考資料：

1、李建慧,石健,左政,等.氧化鋁陶瓷部件在半導體領域應用及市場概覽[J].中國集成電路,2025,34(1):29-33

2、行業洞察丨半導體制造發展如火如荼，國產化進程任重而道遠，知乎，弗若斯特沙利文60周年

3、相關產品的企業網站官網。

編輯整理：粉體圈Alpha