静电卡盘国产化,半导体零部件的艰难突围

作者: 上海桐烨
发布于: 2023-08-17 10:24
分类: 行业新闻

半导体产业有这样一条规律,“一代技术、一代工艺、一代设备”,先研发出技术,然后形成工艺,最后再形成设备。因为不断有新技术出现,产生了新工艺,新的设备才会有企业买。而半导体设备的升级迭代,很大程度上有赖于精密零部件的关键技术突破。精密零部件不仅是半导体设备制造中难度较大、技术含量较高的环节之一,也是国内半导体设备“卡脖子”的环节之一,也支撑着整个半导体芯片制造和现代电子信息产业。按照通用性划分,半导体零部件可以分为精密机加件和通用外购件。精密机加件一般由各设备公司工程师自行设计,委外加工,一般只用于本公司生产设备,如工艺腔室、传输腔室。这种零部件的国产化相对容易,但对表面处理、精密机加工等技术要求较高。

而通用外购件一般是经过长期验证,得到众多设备商、晶圆制造厂广泛认可的零部件,更加标准化,应用数量也更大,不仅设备商会采购,晶圆厂也会采购此类部件作为耗材和备件使用,例如石英件、射频电源、泵、阀门、密封圈、流量计、陶瓷件等。这类零部件需要较强的通用性和一致性,且要得到设备商、晶圆厂的认证,因此国产化难度较大。

静电卡盘就属于开发技术难度较大的一种。

在先进的大规模集成电路制造过程中有着几百种工艺步骤,晶圆片需要在多达几百种的工艺设备之间来回传输并进行加工检测。在加工过程中,晶圆片必须被十分平稳、固定地安放在工艺设备上。完成这一系列操作就需要用到卡盘,根据工作原理、结构形式、夹紧方式等方面的不同,卡盘主要分为机械卡盘、真空卡盘、静电卡盘三种类型。其中静电卡盘由于其对工件损伤小、精度高等特点,被广泛运用于半导体制造工艺等需要精密加工的场景。静电卡盘(Electrostatic Chuck,简称E-Chuck),其原理是利用静电吸附原理将待加工晶圆吸附在其表面,使晶圆保持较好的平坦度,可以抑制晶圆在工艺中的变形,并且可以通过背吹气体来控制晶圆表面温度。

相较于机械卡盘,静电吸盘减少了机械运动部件,降低了颗粒污染,增大晶片的有效面积。与真空吸盘相比,静电吸盘可用于低压强(真空)环境,适用于需要利用卡盘控制晶片温度的场合。

凭借这些特性,静电卡盘被广泛用于PVD、刻蚀机、离子注入机等设备,其在半导体制造工艺的多个环节扮演着重要作用。

现代半导体工艺中包含晶圆的清洗、氧化、光刻、刻蚀、沉积等环节,每个环节中又涉及到多种工序,这其中离子掺杂、离子注入、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等工序均需要保证晶圆的平稳固定,因此都需要静电卡盘来进行夹持。

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,相较于传统的机械卡盘与真空卡盘,静电卡盘因吸附力均匀、污染小、可作用于真空环境等优势也就成了不二之选。

分享

推荐文章

  • 2026-05-20
    上海桐烨
    2026年4月中旬,PCB(印制电路板)概念突然活跃,广合科技封死涨停,沪电股份、中英科技等纷纷跟涨。引爆这场行情的,是广合科技发布的2026年第一季度业绩预告——公司预计实现归属于上市公司股东的净利润3.8亿元至4亿元,同比增幅高达58.09%至66.41%。这并非孤立事件。就在不久前,PCB龙头沪电股份同样交出了一份惊艳的成绩单:预计一季度归母净利润达11.80亿元至12.60亿元,同比增长54.76%至65.25%,再次刷新公司单季盈利纪录,并直接将股价推上涨停板。沪电股份明确表示,业绩增长源于“受益于高速运算服务器、人工智能等新兴计算场景对印制电路板的结构性需求”。PCB产业的发展史,也是一部全球制造业的迁移史。这个产业最初由欧美主导,2000年前,美、日、欧三大地区合计占据全球超过70%的产值。近二十年来,随着全球电子制造业重心东移,PCB产业链逐渐向中国大陆、中国台湾、韩国等地集中。至2024年,中国大陆的PCB产值已约占全球规模的50%,成为全球最大的PCB制造基地。 如果说过去几十年,PCB更多的是扮演一个标准化...
  • 2026-05-20
    上海桐烨
    一边是赚得盆满钵满的芯片巨头,一边却是连年被迫降价的本土供应商——韩国半导体产业正在上演一出令人费解的“冰火两重天”。 2026年初,全球半导体产业在人工智能需求的推动下呈现出显著的增长态势。韩国两大存储芯片制造商三星电子与SK海力士均公布了创纪录的财务数据。行业数据显示,三星电子2026年第一季度营业利润预计达到57.2万亿韩元,同比增长755%,超过其2025年全年的营业利润总和。SK海力士在2025年实现了47.2万亿韩元的营业利润,同比增长101.2%,并在年度利润上首次超越了三星电子。韩国3月半导体出口额同比上升151.4%,达到328.3亿美元,推动韩国整体出口创下861.3亿美元的历史新高,为近40年来最快增速。 然而,在下游芯片制造商利润大幅增长、整个行业似乎都在享受AI红利的同时,韩国本土的半导体材料与组件供应商却面临着截然不同的市场处境。据行业媒体披露,三星和SK海力士在完成2026年第一季度的供应商谈判后,广泛下调了存储相关材料和组件的采购价格,这是韩国上游供应商连续第二年面临降价压力。2025年初,部分供应...
  • 2026-05-20
    上海桐烨
    2026年的半导体圈,正在上演一场现实版的“抢椅子”游戏。而搅动这场战局的核心变量,正是AI引爆的存储需求。 在这一轮游戏中,光刻机便是这把“椅子”。近日,存储芯片大厂SK海力士宣布将在2027年12月31日前向荷兰ASML采购价值11.95万亿韩元(约79.7亿美元)的极紫外光(EUV)光刻机,旨在应对日益增长的内存芯片需求。该交易已作为正式披露文件提交给韩国监管机构,并成为近年来ASML客户公开的最大一笔EUV光刻机采购订单。 根据预计,SK海力士采购的这些EUV光刻机将主要用于先进DRAM芯片和HBM芯片的生产。主要会部署在两个晶圆厂:一个是SK海力士位于龙仁的新晶圆厂,该晶圆厂计划于2027年2月投产;另一个则是位于清州的M15X工厂,该晶圆厂专门用于生产高带宽内存芯片。 伯恩斯坦公司的分析师戴维·道则预计,SK海力士的这份订单将使得其在两年内新增约30台EUV光刻机。这略高于其之前预测的SK海力士两年内将采购26台EUV光刻机的数量。 无独有偶,存储龙头三星也传出了大举采购光刻机的动作。...