铝合金 vs 不锈钢喷淋头（匀气盘/气体分配盘）：先进制程材料选择指南
2025/8/12 9:15:10   来源：    点击：118

行业趋势：

台积电N3节点设备中，不锈钢喷淋头渗透率已超60%，而铝合金仅用于非关键层沉积。未来3年，钴基合金（如Haynes 230）或因其在1000℃下的抗氧化性，成为EUV光刻配套设备的潜在替代方案。

在半导体薄膜沉积设备中，金属喷淋头需同时满足耐高温、抗等离子体腐蚀和气体均匀分配三大需求。金属喷淋头的材料选择需权衡耐蚀性、热稳定性、成本及工艺兼容性。

铝合金（6061-T6）虽成本低，但在高功率等离子体（>1kW）下易生成挥发性AlF₃，导致微孔堵塞；不锈钢（316L）通过钼元素形成致密Cr₂O₃钝化层，可抵抗氟/氯等离子体腐蚀，但需解决加工硬化问题（硬度达HRB 95，导致钻孔难度增加3倍）。

关键性能对比：

未来技术路线：

· 表面功能化：通过等离子体电解氧化（PEO）在铝合金表面生成10μm厚α-Al₂O₃陶瓷层，兼顾成本与耐蚀性；

· 复合材料：日本JX金属开发铝基碳化硅（Al-SiC）喷淋头，热导率达180W/(m·K)（铝合金为160W/(m·K)），可快速散发热应力，延长使用寿命至5年。 

安徽博芯微半导体科技有限公司，为核心组件提供高精度Showerhead（喷淋头/匀气盘/气体分配盘）服务，产品主要包括Shower head、Face plate、Blocker Plate、Top Plate、Shield、Liner、pumping ring、Edge Ring等半导体设备核心零部件，产品广泛应用于半导体、显示面板等领域，性能卓越，市场认可度高。

内容来源补充：

台积电N3节点数据引自《IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing》2024年Q1期刊《Material Selection Strategies for Showerheads in Sub-3nm Logic Nodes》；

钴基合金测试细节参考英特尔2024年IEDM（国际电子器件会议）论文《High-Temperature Materials for Next-Gen EUV Chamber Components》。