AI解困：静电吸盘制备难点？

中国粉体网讯静电吸盘（ESC）是半导体制造中的关键部件，广泛应用于PVD、PECVD、刻蚀、光刻、离子注入等核心工艺环节，直接决定了晶圆加工的质量与良率、�/p>

静电吸盘主要由电介质吸附层、电极层、基底层三部分组成，都以层状结构叠合在静电吸盘内，自表层到底座依次为电介质吸附层、电极层和基底层。它的制造是一系列高精度工艺的集成，主要包括陶瓷基板制备、电极加工、绝缘层成型、多层共烧、表面处理及系统集成。关键在于材料选择、烧结工艺控制、表面平整度以及电极-介质匹配、�/p>

静电吸盘主要技术难点：

1）材料制夆�/strong>

粉末制备作为静电吸盘陶瓷制造的第一道精密关卡，行业内主要采用化学法制备高纯超细粉体。高纯氮化铝粉体依赖进口，助剂添加与均匀分散难度大；氧化铝材料导热和抗等离子侵蚀性能不足、�/p>

2）烧结工艹�/strong>

静电吸盘通常是由多层陶瓷和电极材料组成，这些材料在烧结过程中需要同时致密化并保持良好的界面结合。陶瓷基体与内嵌金属电极（钨、钼等）的材料特性差异显著（热膨胀系数、烧结收缩率、高温稳定性均不同），如何实现二者同步致密化并形成牢固界面，是决定产品寿命的核心、�/p>

陶瓷烧结通常需要在高温下进行，例如氧化铝陶瓷的烧结温度高达1800℃，这容易导致材料内部产生裂纹、杂质和空洞等缺陷，且传统烧结易残留闭口气孔，降低导热率�?5%。这需要设计精准的烧结温度曲线，通过控制升温速率、保温台阶与惰性气氛环境（如氮气、氩气），协调不同材料的收缩节奏，释放界面应力；同时优化后处理工艺，通过热等静压（HIP）处理可进一步消除内部残余气孔，使陶瓷致密度接近理论值、�/p>

3）精密加工及表面处理

静电吸盘表面需达到微米级平整度（如电极层和底部涂层平坦度要求在100微米以内，甚至更严格时需小于20微米），传统机械加工难以实现，需结合等离子蚀刻、磁流变抛光等先进工艺，成本高昂且周期长、�/p>

4）电极与介质制备

电极沉积需兼顾导电性与附着力，介电层的介电常数和厚度直接影响静电吸附力。高介电常数或薄介电层可提升电容，增强吸附力，但过薄的介电层可能导致击穿风险，降低良率，因此若沉积不均匀（如真空度不足或温度波动），会导致局部电场集中，引发击穿或吸附失效。需通过精确控制材料配方、沉积工艺（如ALD、PECVD）来实现性能优化，同时避免介电层厚度不均匀或氟含量超标导致的性能下降、�/p>

总之，静电吸盘工艺复杂，工艺链耦合效应明显。一块静电卡盘（ESC）从实验室基础研究走向产业化落地，需系统解决“技术研发—工艺转化—产线验证—市场推广”全链条关键问题、�/p>

苏州大学高级技术经理人/高级工程师吴刚祥聚焦静电卡盘超精密制造与智能检测技术瓶颈，针对高纯度氮化铝/氧化铝陶瓷材料加工难、工艺链割裂及国外设备封锁等痛点，依托高校原创技术成果实现多项关键突破：构建“超精密加工—非接触在线检测—AI智能反馈补偿”闭环制造体系，面形精度PV值优�?.2μm、表面粗糙度Ra<10nm，达国际先进水平；自主研制多物理场耦合（电-�?真空-等离子体）综合性能测试系统，攻克工况模拟与精准测量难题、�/p>

2026�?�?0�?/strong>＋�strong>中国粉体罐�/strong>将在山东淄博举办第五届半导体行业用陶瓷材料技术大伙�/strong>、�span style="color: rgb(0, 112, 192);">苏州大学高级技术经理人/高级工程师吴刚祥将作题为《静电卡盘精密制造与AI智能检测全产线开发——高校技术产业化与校企协同创新实践《�/strong>的报告、�/p>

吴刚祥主导高校技术成果产业化迁移、产业链资源整合与商业落地，推动核心工艺与设备完成国内头部企业产线验证，实现高端静电卡盘自主化量产。项目形成材料—加工—检测—测试全链条自主可控解决方案，具备强劲进口替代能力，有力保障我国半导体产业链安全与自主可控、�/p>

报告老师简介：

吴刚祥，男，39 岁，现任职于苏州大学现代光学工程中心（现为苏州大学光电科学与工程学院，国家重点学科），长期从事航天光学地面测试与超精密加工技术研究。主持及核心参与多项国家级科研项目，相关课题总经费超3000万元。参与嫦娥探月、火星探测等国家重大工程，负责着陆、导航、避障相机地面测试工作，研制多型静态与动态光学模拟器，完成全流程功能性能及环境适应性验证�?025年获评苏州高级技术经理人，成功将先进光学加工工艺应用于静电卡盘超精密加工领域，实现关键技术成果产业化落地，项目获多家投资机构高度关注、�/p>

来源９�/p>

诺延资本NY Capital ：前沿视野|静电吸盘(ESC)的前景研穵�/p>

湖南湘芯新材斘�/p>

（中国粉体网编辑整理/空青（�/p>

注：图片非商业用途，存在侵权告知删除