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静电卡盘最新视觉报道_静电卡盘的作用(2024年11月全程跟踪)

内容来源：亚心网络所属栏目：热点更新日期：2024-11-27

静电卡盘

静电卡盘：半导体制造的精密夹具 𐟔砥᧛˜是一种常见的夹紧装置，主要用于固定工件以便进行加工、测量和装配等操作。根据其工作原理、结构形式和夹紧方式的不同，卡盘可以分为多种类型，如机械卡盘、真空卡盘和静电卡盘等。静电卡盘因其对工件损伤小、精度高等特点，在半导体制造工艺等需要精密加工的场景中广泛应用。 𐟔頩™电卡盘（Electrostatic Chuck，简称 E-Chuck）利用静电吸附原理将待加工晶圆吸附在其表面，并通过背吹气体来控制晶圆表面温度。它主要由介电层、电极层和基底层三大部分组成，这些部分以层状结构由表向里堆叠而成，内部还镶嵌有电极柱、气体通道和粘结材料等。 𐟌 按照吸附原理的不同，静电卡盘可分为库仑型（Coulomb type）与 J-R 型（Johnsen-Rahbeck type）。J-R型静电卡盘的介电层具有导电性，当电极通电后，介电层的负电荷聚集在下表面，正电荷聚集在上表面，并在接触面形成无数微小电场，从而对工件进行吸附。而库仑型静电卡盘使用绝缘材料作为介电层，通过极化电荷在晶圆与电极间形成静电吸引力。目前市面上库伦型占据主导。 𐟌᯸ 在半导体制造工艺中，晶圆的平整度与洁净度对整个半导体制造的精度与良率至关重要。静电卡盘具有以下几个优势：吸附力均匀、污染小、可作用于真空环境。此外，随着新一代半导体技术的发展，低温刻蚀与沉积等工艺通常需要晶圆达到更低的温度，因此对静电卡盘的散热性能提出了更高的要求。 𐟓ˆ 在技术方面，静电卡盘的发展趋势主要表现为所承载晶圆规格尺寸逐步扩大、温度均匀性控制需求即分区温控温区数量的提升。在 2000 年前后，分区温控温区数量一般为 2 区，而现阶段已有超过 100 温区的静电卡盘产品被研发生产，投入实际应用。 𐟒Ž 氮化铝陶瓷材质的静电卡盘导热性能更好，是未来的发展方向。相较于主流的氧化铝陶瓷，氮化铝陶瓷拥有更好的导热性能、热膨胀系数、机械性能和绝缘性，因此更适合作为半导体工艺的静电卡盘材料。 𐟒𐠦YResearch 统计，静电卡盘 2021 年全球市场销售额为 17.14 亿美元，预计 2028 年将达到 24.12 亿美元。

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先进陶瓷：未来科技的明星材料 𐟌 先进陶瓷材料，听起来有点高大上吧？其实它就在我们身边，只是我们可能没注意到。简单来说，先进陶瓷是用高度精选或合成的原料制成的，化学组成精确控制，结构精细，性能优异。它和金属材料、高分子材料并称为当代“三大固体材料”。陶瓷材料是怎么来的呢？简单来说，就是通过陶瓷粉末成型后在高温下烧制硬化的制品。它是多晶、多相的聚集体材料。而先进陶瓷则是通过有色金属材料与化工原料合成，经过工业提纯后的精制陶瓷粉体，经过高于1,400Ⰳ的烧制温度烧结而成。这个过程需要精确控制温度曲线，有些产品还需要在氢气和特定压强的特殊气氛中烧结。先进陶瓷的加工方式也是多种多样，包括生坯加工、研磨、抛光、精密清洗、熔射等。它需要耐高温、耐腐蚀，甚至还需要光、电、热甚至生物性能。按材料分类，先进陶瓷主要分为氧化物、氮化物和碳化物陶瓷。氧化物陶瓷是目前应用最广泛的。按用途分类，先进陶瓷可以分为结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷主要具有强机械性能和耐腐蚀等理化特性，而功能陶瓷则具有电、磁等特性。先进陶瓷广泛用于半导体、机械工程、消费电子、生物医药、纺织、汽车等领域。特别是在半导体设备中，先进陶瓷零部件的地位至关重要。它们必须满足半导体设备对材料在机械力学、热、介电、耐酸碱和等离子体腐蚀等方面的综合性能要求。加工后的表面处理也是关键技术之一。除了半导体设备，先进陶瓷还应用于显示面板制造中的刻蚀、CVD设备，LED制造中的刻蚀、PVD、CVD设备，光伏制造领域的CVD设备、工艺连接器等。非半导体领域的电子材料粉体粉碎和分级设备零部件，汽车领域的焊装销和定位销等产品，纺织设备零部件的引线孔、陶瓷片、阻捻器、上油嘴等产品，生物医药设备零部件领域的高压均质机陶瓷棒、隔离套等。市场方面，2021年全球先进陶瓷市场规模达到3,818亿元，其中先进结构陶瓷为1,067亿元；全球泛半导体先进结构陶瓷市场规模为373亿元。而中国先进陶瓷市场规模达到890亿元，先进结构陶瓷市场规模为189亿元，国产化率约为19%。随着科技的不断发展，对先进陶瓷材料零部件的理化性能指标要求也在不断提高。例如，陶瓷加热器、静电卡盘等需要攻克热压、流延、共烧结、凸点加工、高温焊接、陶瓷/金属精密连接和CVD包覆等多种加工工艺。替代材料的开发成为行业发展的新趋势。总之，先进陶瓷不仅是科技发展的产物，更是未来科技发展的重要材料。它将在更多领域发挥重要作用。

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静电吸盘是在施加到电极的电压下在电极和物体之间产生吸引力的装置。静电吸盘 (ESC) 广泛应用于半导体制造，在等离子蚀刻、化学气相沉积 (CVD) 和离子注入等工艺中，需要精确的晶圆处理。ESC 通过施加静电力来固定晶圆，这在机械或真空夹紧可能失效的高温环境中非常有用。ESC 利用静电力将晶圆或基板牢固地固定在处理设备的真空环境中。这种方法消除了与传统机械夹紧方法相关的潜在损坏，传统机械夹紧方法可能划伤精致的表面或引起应力断裂。与真空吸盘不同，ESC 不依赖于压差，从而可以在晶圆处理方面实现更好的控制和灵活性。