腔體是半導(dǎo)體設(shè)備關(guān)鍵零部件，主要用于刻蝕、薄膜沉積設(shè)備中。腔體通常由高純度、耐腐蝕的材料制成，主要為不銹鋼和鋁合金。腔體為晶圓生產(chǎn)提供耐腐蝕、潔凈和高真空環(huán)境，用于承載并控制芯片制造過程中的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)過程，主要應(yīng)用于刻蝕、薄膜沉積設(shè)備，也少量用于離子注入、高溫?cái)U(kuò)散等設(shè)備。腔體所需核心技術(shù)為高精密多工位復(fù)雜型面制造技術(shù)和表面處理特種工藝技術(shù)，以保證反應(yīng)過程中腔體的真空環(huán)境、潔凈程度和耐腐蝕性能。

腔體按使用功能可分為過渡腔、傳輸腔和反應(yīng)腔：

• 過渡腔：是設(shè)備中晶圓真空環(huán)境入口，晶圓從外部運(yùn)輸至設(shè)備入口，經(jīng)過前端模塊（EFEM）后進(jìn)入過渡腔，方從大氣環(huán)境轉(zhuǎn)換為真空環(huán)境，后續(xù)再進(jìn)入真空環(huán)境的傳輸腔、反應(yīng)腔進(jìn)行工藝反應(yīng)。過渡腔以鋁合金為主，技術(shù)相對簡單。
• 傳輸腔：是晶圓在過渡腔和反應(yīng)腔之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的中間平臺。傳輸腔材料主要是不銹鋼，腔體需要保證密封性和真空度，同時(shí)由于傳輸腔需要與不同工藝的反應(yīng)腔連接，也需要采用不同的表面處理工藝來保證潔凈度和耐腐蝕性。傳輸腔主要由腔體、中央的真空機(jī)械手、傳輸腔與反應(yīng)腔連接處的門閥，以及各種真空密封件組成。
• 反應(yīng)腔：是晶圓加工和生產(chǎn)的工作空間，由于多種工藝氣體會流入反應(yīng)腔內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其對潔凈度和耐腐蝕性要求較高，尤其是先進(jìn)制程對于潔凈度要求更高。反應(yīng)腔中包括內(nèi)襯、勻氣盤等核心零部件，對性能要求更為嚴(yán)苛。

反應(yīng)腔內(nèi)部又有多種機(jī)械件，按不同材料及作用可分為金屬工藝件、金屬結(jié)構(gòu)件及非金屬機(jī)械件：

• 金屬工藝件：在設(shè)備中與晶圓直接接觸或直接參與晶圓反應(yīng)。以勻氣盤為例，在薄膜沉積及刻蝕過程中，特種工藝氣體通過勻氣盤上的小孔后均勻沉積在晶圓表面，以確保膜層的均勻性，其加工與表面處理為技術(shù)難點(diǎn)。金屬工藝件一般需要經(jīng)過高精密機(jī)械制造和復(fù)雜的表面處理特種工藝過程，具備高精密、高潔凈、超強(qiáng)耐腐蝕、耐擊穿電壓等特點(diǎn)，工藝制程復(fù)雜。
• 金屬結(jié)構(gòu)件：結(jié)構(gòu)件一般起連接、支撐和冷卻等作用，對平面度和平行度有較高的要求，部分結(jié)構(gòu)零部件同樣需要具備高潔凈、強(qiáng)耐腐蝕能力和耐擊穿電壓等性能。代表產(chǎn)品包括托盤、鑄鋼平臺、流量計(jì)底座、冷卻板等，不同產(chǎn)品差異較大，難點(diǎn)包括不銹鋼的高精密加工、超高光潔度制造、表面處理等技術(shù)。
• 非金屬機(jī)械件：包括石英制品、陶瓷產(chǎn)品等，技術(shù)門檻極高。以靜電卡盤（E-Chuck）為例，它是在晶圓制造過程中為防止晶圓變形，利用靜電吸附原理對超薄晶圓片進(jìn)行平整均勻夾持的零部件，被廣泛用于刻蝕、沉積、離子注入等設(shè)備中。目前現(xiàn)有的靜電卡盤以氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為主體材料，并且進(jìn)行分區(qū)溫度控制，層次較多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常采用陶瓷與電極高溫共燒而成，技術(shù)難度高。

來源：晶格半導(dǎo)體

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