中國粉體網(wǎng)訊  2022年7月13日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“第一屆半導(dǎo)體行業(yè)用陶瓷材料技術(shù)研討會”于山東濟(jì)南隆重舉行。期間，我們邀請到多位與會專家學(xué)者做客“ 對話”欄目，本期為您分享的人物專訪是來自中國建筑材料科學(xué)研究總院的劉海林所長。

圖片 中國建筑材料科學(xué)研究總院劉海林所長

劉海林所長主要從事碳化硅陶瓷及其復(fù)合材料的研發(fā)，在大尺寸、復(fù)雜形狀碳化硅凈尺寸成型技術(shù)、鋁基碳化硅材料、SiC陶瓷基復(fù)合材料、高純CVD SiC膜及體材料、特種陶瓷3D打印成型技術(shù)等領(lǐng)域開展了深入系統(tǒng)的研究，研發(fā)的新材料、新產(chǎn)品成功應(yīng)用于空間遙感、航空發(fā)動機、集成電路制造裝備等重點工程，填補國內(nèi)空白，整體達(dá)到國際先進(jìn)水平。先后承擔(dān)國防重點配套項目8項，科技部 “十三五”“十四五”重點研發(fā)劃項目4項。獲建材聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎1項、建材集團(tuán)科技進(jìn)步二等獎3項，發(fā)表論文20余篇，授權(quán)專利10余項。

粉體網(wǎng)：相比于其它陶瓷材料，碳化硅陶瓷的性能優(yōu)勢有哪些？

劉海林所長：與其它陶瓷材料相比，碳化硅陶瓷具有低密度、高強度、高硬度、高彈性模量、高比剛度、高耐磨的特點，同時它的導(dǎo)熱系數(shù)比較高、熱變性系數(shù)較低，隨溫度變化不易出現(xiàn)變形情況，這也是碳化硅材料在半導(dǎo)體裝備中被大量應(yīng)用的主要原因。

碳化硅吸盤，高純碳化硅晶舟（圖片來源：中國建材總院）

粉體網(wǎng)：碳化硅陶瓷部件在半導(dǎo)體設(shè)備上有哪些重要應(yīng)用？

劉海林所長：碳化硅陶瓷在半導(dǎo)體制造的前段到后段工藝裝備中都有廣泛應(yīng)用，例如在研磨拋光吸盤、光刻吸盤、檢測吸盤、精密運動平臺、刻蝕環(huán)節(jié)的高純碳化硅部件、封裝檢測環(huán)節(jié)中精密運動系統(tǒng)等等，都有碳化硅陶瓷的應(yīng)用。

碳化硅氣浮導(dǎo)軌及超精密氣浮運動系統(tǒng)（圖片來源：中國建材總院）

粉體網(wǎng)：請您談一下，目前在半導(dǎo)體設(shè)備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和應(yīng)用方面，全球競爭格局如何？

劉海林所長：目前來看，集成電路核心裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和應(yīng)用方面主要集中在美國、日本、歐洲等，他們目前還處于絕對壟斷的地位。我國在集成電路核心裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和應(yīng)用方面起步較晚，正處于研發(fā)階段，進(jìn)程比較緩慢，雖然有一些特殊部件已經(jīng)初步實現(xiàn)了國產(chǎn)替代，但要實現(xiàn)大批量生產(chǎn)或與國外直接競爭還有些差距。

碳化硅片叉，檢測用碳化硅吸盤（圖片來源：中國建材總院）

粉體網(wǎng)：半導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅陶瓷部件方面，目前我國還有那些關(guān)鍵技術(shù)問題有待突破？

劉海林所長：國內(nèi)要想突破的話需要從三方面入手：原材料純度控制、精密成型制造、后期精密加工就。首先，這些陶瓷部件對原料的純度要求比較高，需要嚴(yán)格控制原材料的純度；另一方面因為此類陶瓷部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜，我們要掌握這些復(fù)雜部件的精密成型技術(shù)；此外，這些陶瓷部件一般要求需要達(dá)到零缺陷，這無疑對整個生產(chǎn)工藝的控制，不管是前道的制備還是后道的精密加工工藝都提出了非常高的要求。

碳化硅多孔吸盤，碳化硅組合式框架（圖片來源：中國建筑材料科學(xué)研究總院）

粉體網(wǎng)：中國建材總院在精密碳化硅陶瓷制備技術(shù)方面做了哪些創(chuàng)新工作？

劉海林所長：在國內(nèi)，建材院率先開展了極大規(guī)模集成電路制造裝備用精密碳化硅結(jié)構(gòu)件的制備工藝研究，攻克了以集成電路制造關(guān)鍵裝備用大尺寸、中空薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、精密碳化硅結(jié)構(gòu)件制備的技術(shù)難關(guān)，形成一系列自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，制備出了諸如碳化硅真空吸盤、導(dǎo)軌、反射鏡、工件臺等一系列超精密碳化硅結(jié)構(gòu)件。

建材院最初更多的是做軍品，我們現(xiàn)在做的產(chǎn)品應(yīng)用的技術(shù)更多來源于國防技術(shù)， 在原有技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，又我們掌握了精密成型制造、微結(jié)構(gòu)的超精密制造加工等技術(shù)，開發(fā)出了大尺寸、復(fù)雜形狀、高精度碳化硅結(jié)構(gòu)件制造工藝，實現(xiàn)了集成電路核心裝備用大尺寸、高精度、中空、閉孔結(jié)構(gòu)的碳化硅零部件的制備，填補了國內(nèi)集成電路核心制造裝備用高精密碳化硅結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)的空白。

粉體網(wǎng)：中國建材總院在碳化硅陶瓷部件的產(chǎn)業(yè)化方面取得了哪些成果？

劉海林所長：目前建材院已經(jīng)建立了一個小的生產(chǎn)線，已經(jīng)實現(xiàn)了小批量的生產(chǎn)。隨著國內(nèi)需求的提升，我們將進(jìn)一步放大產(chǎn)能，因為我們現(xiàn)在掌握的技術(shù)是成熟的，這個過程不會有太大的困難。

粉體網(wǎng)：好的，感謝劉所長接受我們的采訪，謝謝。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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