半導體設備工程師和製造專家面臨著持續不斷的壓力，既要最大限度地提高晶圓產量，又要在化學腐蝕性環境中保持奈米級精度。這些系統中的關鍵部件要求材料具有優異的耐腐蝕性，同時不影響性能或系統正常執行時間。根據2024年發佈的行業研究報告，半導體製造環境中的腐蝕是造成50%以上微電子器件故障的原因，對生產效率和可靠性產生了重大影響。

EOS正與全球領先的供應商合作，通過提供創新材料來應對這些挑戰：EOS NiCP是一種商業純鎳合金，純度最低達99.0%。這種積層製造(AM)材料改變了半導體製造商的元件設計和生產方式，消除了保護性電鍍的傳統限制，同時提高了元件的使用壽命。

半導體生產的運行精度極高。毫開爾文範圍內的溫度控制至關重要，因為即使是微小的熱波動也會影響奈米級的工藝。此外該行業的化學腐蝕性環境也給關鍵部件的腐蝕帶來了巨大挑戰。

傳統上，製造商依靠化學鍍鎳來保護腔室部件免受等離子腔室惡劣化學環境的影響。這種方法雖然有效，但也有局限性：首先保護層的使用壽命有限，導致耗材更換和系統停機時間增加。此外電鍍過程會產生有害廢物，包括重金屬和有毒化學品。

隨著半導體製造中常用的某些氣體受到嚴格限制，傳統材料的可持續替代品將變得越來越重要。歐盟正在制定到2030年全球產量20%的目標，而美國的《有毒物質控制法案》則對製造過程中使用的物質進行了限制。在亞太地區，中國、新加坡、日本和香港等主要國家和地區已宣佈計畫實施與氣候相關財務披露工作組或國際可持續標準委員會一致的強制性氣候披露。

拋光表面顯微照片 (圖片來源: EOS)

EOS Nickel NiCP 是應對這些挑戰的突破性解決方案。這種材料的鎳純度最低為99.0%，符合ASTM B162和SAE AMS5553的化學成分要求，可確保最苛刻應用的優異一致性和可靠性。

通過傳統方法採購純鎳坯料既困難又昂貴，限制了其在高性能製造中的應用。EOS鎳坯的真正創新在於它如何改變了這一限制。製造商現在可以利用AM技術，完全使用商業純鎳製造零件，而不是對零件進行保護性電鍍。這種方法無需使用對環境有害的電鍍工藝，同時延長了部件的使用壽命並提高了性能。

粉末的掃描電鏡圖 (圖片來源: EOS)

• 更強的耐腐蝕性: 由於純度極高，NiCP具有出色的耐腐蝕性，直接影響耗材的使用壽命，是半導體腔室元件和化學處理設備的理想選擇。
• 最大限度地延長系統正常執行時間: 與傳統的電鍍部件相比，使用NiCP製造的部件可延長運行壽命。這就最大限度地提高了設備的可用性，增加了整體晶圓製造輸送量–直接影響到製造商的底線。
• 設計優化: 使用NiCP的AM技術可通過複雜的內部通道和創新的幾何形狀，創造出傳統製造方法無法實現的優化熱管理解決方案。這些設計可大大提高散熱、系統速度和精度。
• 減少對環境的影響: 由於不需要電鍍工藝，NiCP提供了一種更清潔、更可持續的製造方法，在保持或提高元件性能的同時減少了有害廢物的產生。
• 低應力特性: NiCP的殘餘應力非常低，零件通常可在竣工狀態下使用。
• 多種製造選項: 該材料已在EOS的工業3D列印系統(包括M 290和M 400-4)進行了全面測試。M 400-4的80 μm參數可實現極高的構建率，從而提高生產效率。

EOS NiCP純鎳尤其適用於半導體應用，其優異的性能使其在其他眾多行業中也具有重要價值。其出色的耐腐蝕性和高純度使其成為化學加工設備和各種需要接觸腐蝕性環境的應用的理想材料。

這種材料的高延展性與良好的耐腐蝕性相結合，為必須承受機械應力和化學暴露的部件提供了可能性，而這正是先進工業環境的普遍要求。

EOS Nickel NiCP是先進材料與AM技術相結合解決長期存在的工業難題的典範。通過直接生產具有優化設計的純鎳元件，EOS正在幫助半導體製造商提高性能，減少對環境的影響並最終提高生產率。

對於那些對材料純度、耐腐蝕性和精度要求極高的行業，EOS純鎳提供了一種具有前瞻性的解決方案，既能解決目前的製造限制，又能為元件設計和性能帶來新的可能性。