静电卡盘：半导体零部件必“闯”的一关

时间：2024-07-09

静电卡盘又称为静电吸盘（ESC），在半导体设备中价值比较高的部件之一，是一种半导体工艺中的硅片夹持工具，利用静电吸附原理来固定硅片。 

 静电卡盘结构示意图 

 目前，静电吸盘广泛应用于集成电路制造工艺中，特别是刻蚀、PVD、CVD等核心工艺中。 ESC静电吸盘按照主体材质划分，可分为氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷（一般应用于静电吸盘、加热器）两大类。陶瓷材料具有良好的导热性，耐磨性及高硬度，且对比金属材料在电绝缘性方面有着先天的优势。氧化铝材料热导率及相关机械性能均不及氮化铝陶瓷，在半导体加工中，对硅片的温度控制相当重要，如果无法保证硅片表面的均温，则在对硅片的加工过程中将无法确保加工的均匀性，加工精度将受到极大的影响，因此行业内目前均以氮化铝陶瓷作为静电吸盘的较优制造材料。 

 作为离子注入、刻蚀等关键制程核心零部件之一，为满足在高真空等离子体或特气环境中起到对晶圆的夹持和温度控制等作用的需要，需加入其他导电物质使得 ESC总体电阻率满足功能性要求，还需在较低的烧结温度下实现纳米级陶瓷粉体快速致密化，静电吸盘表面处理后还要达到0.01微米左右的涂层，才能制备出致密性高、晶体结构稳定、体电阻率分布均匀且符合静电卡盘使用特性的专用陶瓷材料。因此，ESC的制造需要对材料的导热性，耐磨性及硬度指标非常了解，对精密机加工和表面处理技术要求也很高。 

 从技术角度看，除所承载晶圆规格尺寸逐步增大之外，静电卡盘的发展趋势主要表现为温度均匀性控制需求提升，即分区温控温区数量逐渐提高。2000年前后，分区温控温区数量一般为2区，2000年至2005年期间，分区温控温区数量一般为4区，而在现阶段，已有超过100温区的静电卡盘产品被研发生产并投入实际应用。 

 静电吸盘（ESC）行业的发展与半导体设备配套需求密切相关。近年来，随着国家加大半导体领域的投入，我国半导体设备采购额逐年增加，推动了包括静电吸盘（ESC）在内的核心部件的采购量增长。此外，随着中国大陆晶圆产能的建设和扩产，中国成为全球晶圆产能增长的重心，带动国产半导体设备的需求增长，为国产静电吸盘（ESC）的发展提供了良好的机遇。

无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代，重点是静电卡盘（ESC）国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。

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