半导体产品制造基本都需要真空环境的原因：
1.减少杂质和污染：常温常压下，环境中的灰尘、水汽、氧气等杂质会对半导体芯片制造产生严重影响。例如，金属颗粒混入可能导致电路短路，水汽会影响光刻胶性能，使光刻图案模糊，还会在芯片表面形成氧化层，降低芯片性能和可靠性。在真空环境中，这些杂质和污染物含量大大降低，可避免对芯片制造过程的干扰，保证芯片品质和性能。
2.稳定工艺参数：半导体制造中的许多工艺，如光刻、蚀刻、薄膜沉积等，对工艺参数要求精确。真空环境下气体分子数量极少，分子间碰撞减少，使工艺过程更稳定，便于精确控制温度、压力、气体流量等参数，从而提高芯片制造精度和一致性。
3.防止材料氧化：半导体材料如硅等在空气中易与氧气发生氧化反应，生成氧化层，影响半导体器件性能，如增加接触电阻、降低载流子迁移率等。真空环境可避免半导体材料与氧气接触，防止氧化反应发生，保证半导体器件电学性能。
4.提高薄膜质量：在薄膜沉积过程中，如化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD），需要将材料以原子或分子形式沉积到晶圆表面形成薄膜。真空环境下，沉积材料的原子或分子能更自由运动，减少与气体分子碰撞，更均匀地沉积在晶圆表面，形成高质量薄膜，提高薄膜附着力、平整度和均匀性，这对制造高性能半导体器件至关重要。
5.保障特殊工艺效果：在一些半导体制造工艺中，如离子注入、等离子体刻蚀等，需要使用特定气体产生等离子体或进行化学反应。非真空环境下，空气中的其他气体可能与工艺气体反应，影响等离子体产生和化学反应进行，降低工艺效果和重复性。真空环境可精确控制工艺气体的种类、浓度和流量，确保工艺顺利进行。此外，真空环境还能减少光刻过程中光线的散射和吸收，提高光刻图案的对比度和清晰度；在晶圆清洗后烘干处理时，降低水分沸点，更彻底干燥晶圆表面，避免水分残留对芯片性能的影响，同时减少晶圆表面张力，防止干燥过程中受到损伤。
与生产和机加工Showerhead的关联：
1.Showerhead在真空工艺中的作用：Showerhead（喷淋头/气体分配盘）是半导体制造中的核心部件，其功能是通过表面数以万计的微孔阵列实现反应气体的均匀喷射，直接影响晶圆表面薄膜沉积的均匀性、刻蚀精度及等离子体分布的稳定性。在真空环境下，Showerhead能更好地发挥其作用，确保气体均匀分配，满足半导体制造对工艺精度和稳定性的要求。
2.安徽博芯微Showerhead加工与真空工艺的适配性：安徽博芯微通过特定工艺实现12英寸Showerhead的批量生产，孔壁垂直度达90°±0.5°，满足5nm制程需求。其产品广泛应用于半导体领域，在真空工艺环境下，能更好地与气体供应系统、加热系统、真空系统等密切配合。气体供应系统提供稳定的气体流量和压力，确保Showerhead按设计要求进行气体分配；加热系统精确控制反应区域温度，因为温度会影响气体流动特性和反应速率，进而影响Showerhead性能；真空系统维持适当真空度，保证气体顺利从Showerhead喷出并参与反应。
3.真空环境对Showerhead加工的挑战与应对：Showerhead加工面临成本压力（飞秒激光设备单价超500万美元，加工成本是EDM的3倍）、效率瓶颈（单台激光设备日产能仅5 - 10片12英寸Showerhead）及材料缺陷控制（非金属材料加工易产生隐裂，需结合超声检测与X射线断层扫描（X - CT）进行无损检测）等挑战。在真空工艺环境下，对Showerhead的加工精度和质量要求更高，安徽博芯微通过采用飞秒激光冷加工等技术，实现了高精度加工，同时利用无损检测技术确保产品质量，以适应真空工艺的需求。
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Showerhead、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：《半导体制造技术》《集成电路制造技术》《半导体学报》《微电子学》等专业学术期刊
皖公网安备34070602000025号