半導體機臺晶圓吸附技術是在半導體制造過程中用于固定和保持晶圓的一種技術。它通常用于在加工過程中,例如涂覆、曝光、刻蝕和清洗等步驟中,以確保晶圓的位置和穩定性。
常見的半導體機臺晶圓吸附技術包括以下幾種:
VACUUM CHUCK(真空吸盤):
真空吸盤是一種常見的晶圓吸附技術。它使用真空吸附力將晶圓固定在機臺上。真空吸盤通常由多個小孔組成,通過在孔內創建真空,形成吸附力。
優點:
1. 可靠性:機械真空吸附提供了穩定的吸附力,可以確保晶圓在加工過程中的穩定性。
2. 通用性:這種方法適用于不同尺寸和類型的晶圓,靈活性較高。
3. 維護簡單:機械真空吸附系統較易維護。

缺點:
1. 潛在損傷風險:如果真空失效或操作不當,可能會損壞晶圓。
2. 靈敏度:對于極為脆弱或超薄的晶圓,機械真空吸附可能不是最佳選擇。
ELECTROSTATIC CHUCK(靜電吸盤):
靜電吸盤是一種使用靜電力將晶圓固定在機臺上的技術。它通過在晶圓和機臺之間創建電場來產生吸附力。靜電吸盤通常由電極和絕緣層組成,通過施加電壓來激活吸附力。

優點:
1. 無需物理接觸:靜電吸附不需要物理觸碰晶圓,因此減小了機械損傷和晶圓破裂的風險。
2. 定位精度高:靜電吸附可以精確地控制晶圓的位置,確保晶圓在加工過程中的穩定性。
3. 抗干擾能力強:靜電吸附受到外界環境因素的影響較小。
缺點:
1. 設備成本較高:相較于機械真空吸附,靜電吸附設備成本較高。
2. 吸附范圍有限:靜電吸附適用于特定尺寸和類型的晶圓。
3. 維護復雜:靜電吸附系統需要定期檢查和維護,以確保其正常運行。
MAGNETIC CHUCK(磁吸盤):
磁吸盤是一種使用磁力將晶圓固定在機臺上的技術。它通過在晶圓和機臺之間創建磁場來產生吸附力。磁吸盤通常由永磁體和磁性材料組成,通過調節磁場強度和分布來控制吸附力。
優點:
1. 非接觸吸附:與機械夾持相比,磁吸盤吸附晶圓時無需直接接觸,降低了對晶圓表面的損傷風險。
2. 吸附力穩定:磁吸盤產生的磁場能夠提供穩定的吸附力,有利于保持晶圓在操作過程中的位置穩定。
3. 適用于多種尺寸和形狀的晶圓:磁吸盤可以適應不同尺寸和形狀的晶圓,具有較高的通用性。
4. 操作簡便:磁吸盤操作方便,可以提高生產效率。
5. 自動化程度高:與機器人等自動化設備結合使用,可以實現晶圓的自動化搬運和加工。
缺點:
1. 設備成本較高:磁吸盤設備相對于其他吸附方式(如吸盤)成本較高,尤其是在大規模生產中。
2. 磁場干擾:磁吸盤產生的磁場可能會對周圍的電子設備產生干擾,影響其他設備的正常工作。
3. 晶圓損傷風險:在晶圓吸附和釋放過程中,可能會因為磁場不均勻或操作不當導致晶圓局部受到過度應力,從而損傷晶圓表面。
4. 維護成本:磁吸盤設備需要定期維護和檢修,以確保其正常運行。
5. 限制晶圓厚度:磁吸盤對晶圓的厚度有一定的限制,較厚的晶圓可能需要采用其他吸附方式。
Bernoulli Chuck(伯努利吸盤):
伯努利吸盤是一種常見的無接觸式吸附技術,利用氣流的效應將物體固定在吸盤上。它基于伯努利原理,通過高速氣流在吸盤表面形成低壓區域,從而產生吸附力。

伯努利吸盤的工作原理如下:
1. 氣流產生:通過吸盤內部的氣流供應系統,將壓縮空氣引入吸盤。
2. 氣流加速:氣流經過吸盤的噴嘴或噴孔,加速流動。
3. 低壓區域形成:氣流的加速導致周圍的壓力降低,形成低壓區域。
4. 吸附力產生:物體放置在吸盤上時,低壓區域的氣流將物體吸附在吸盤表面。
伯努利吸盤的優點:
1. 無接觸:伯努利吸盤不需要物理接觸物體,減少了物體損傷和破裂的風險。
2. 適用范圍廣:伯努利吸盤適用于各種形狀和材質的物體,如平面、曲面、脆弱物體等。
3. 快速操作:伯努利吸盤的吸附和釋放速度較快,適用于高效率的自動化操作。
伯努利吸盤的缺點:
1. 吸附力有限:伯努利吸盤的吸附力相對較低,對于重物體或需要較大吸附力的情況可能不適用。
2. 環境敏感:伯努利吸盤對環境的影響較大,如氣流的速度、溫度和濕度等因素可能會影響吸附效果。
3. 不適用于密封性要求高的場景:由于氣流的存在,伯努利吸盤不適用于對物體進行密封性要求較高的場景。
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(部分圖文引用于《Tom聊芯片智造》)
