中國粉體網(wǎng)訊  陶瓷材料是人類生活和現(xiàn)代化建設中不可缺少的一種材料。它是繼金屬材料，非金屬材料之后人們所關注的無機非金屬材料中最重要的材料之一。它兼有金屬材料和高分子材料的共同優(yōu)點，在不斷改性的過程中，陶瓷材料以其優(yōu)異的性能在材料領域獨樹一幟，受到人們的高度重視，在未來的社會發(fā)展中將發(fā)揮非常重要的作用。其中氧化物陶瓷具有高硬度，高耐磨性、耐腐蝕等特點，特別是其不存在氧化問題，因而作為一種特殊的結構陶瓷材料而有著廣泛的應用。

拋光板，來源：日本京瓷

氧化物陶瓷主要包括氧化鎂陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鈹陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化錫陶瓷、二氧化硅陶瓷、莫來石陶瓷。其中最常用的為氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷。

Al₂O₃陶瓷耐高溫，熱導率低，可以用作隔熱材料，例如用于導彈噴管套襯、熱電偶保護套、噴氣火焰控制器，還可以用作高溫爐管、坩堝等，透明氧化鋁陶瓷還可以用作鈉燈管。在化工應用方面，Al₂O₃陶瓷也有較廣泛的用途，例如陶瓷化工填料球、無機微濾膜、耐腐蝕涂層等。ZrO₂陶瓷材料由于其高熔點、低熱導率和高的抗氧化能力，作為高溫陶瓷可用于耐火材料以及燃爐內(nèi)襯材料。Al₂O₃、ZrO₂還可以制備陶瓷膜用于濕法冶金過程中的各種料液精濾處理；以及泡沫陶瓷材料過濾器用于鑄造過程中金屬液的過濾。

如今，除了以上應用，在另一個重要領域，氧化物陶瓷有著舉足輕重的地位，那就是在半導體設備方面。據(jù)了解，半導體設備中會用到大量的精密陶瓷零部件，而這些陶瓷部件能占到半導體設備成本的10%以上，其中氧化鋁、氧化鋯等氧化物陶瓷是較為常用的精密部件用陶瓷材料。

例如氧化鋁陶瓷，在半導體刻蝕設備中，刻蝕機腔室材料作為晶圓污染的主要來源，等離子刻蝕對其影響程度決定了晶圓的良率、質(zhì)量、刻蝕工藝的穩(wěn)定性等等。因此，研究和開發(fā)出一種極其耐刻蝕腔體材料成為半導體集成產(chǎn)業(yè)以及等離子刻蝕技術中一項極具挑戰(zhàn)的任務。當前，主要采用高純Al₂O₃涂層或Al₂O₃陶瓷作為刻蝕腔體和腔體內(nèi)部件的防護材料。除了腔體以外，等離子體設備的氣體噴嘴，氣體分配盤和固定晶圓的固定環(huán)等也需用到氧化鋁陶瓷。再例如在晶圓拋光工藝中，氧化鋁陶瓷可被廣泛應用于拋光板、拋光磨墊校正平臺、真空吸盤等。

氧化鋯陶瓷在半導體設備中同樣有重要的應用，例如陶瓷劈刀，劈刀是引線鍵合過程中的必不可少的工具，其中部分廠家的陶瓷劈刀主要成分為氧化鋯增強氧化鋁，其微觀結構均勻而致密，密度提高到4.3g/cm³。四方相氧化鋯的含量和均勻致密的微觀結構促使鋯摻雜的陶瓷劈刀具有非常優(yōu)異的力學性能，減少焊線過程中陶瓷劈刀尖端的磨損和更換的次數(shù)。

總之，氧化物陶瓷在半導體設備中的應用遠比我們想象中的更加廣泛，恰逢當前復雜的國際貿(mào)易形勢，半導體設備與材料產(chǎn)業(yè)的迫切需求會推動國產(chǎn)半導體裝備用陶瓷零部件的研發(fā)與生產(chǎn)，這既是機遇也是挑戰(zhàn)。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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