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。
传统的夹持技术如真空吸盘、机械夹盘已经满足不了现在工艺技术的要求。70年代初G.A.Wardly等人率先提出了一种静电卡盘技术，该方案作用力分布均匀，圆片不会翘曲，非直接接触，污染少。
静电卡盘，也称静电吸盘，现在已经广泛应用在等离子和真空环境下的半导体工艺过程中，比如刻蚀、化学气相沉淀、离子植入等。这种技术优势在于它对良率的提升、没有圆片边缘排除效应、圆片夹持均匀度好、可控温度等等。一个典型的静电吸盘夹持系统是一个三明治结构包括三部分：电介质吸附层、电极层、基底层，三部分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，如下图所示。
实际应用中，圆片充当上表面的电极，下电极和电介质被整合制造在一个部件中。在圆片制造过程中，一个直流电压加在圆片和下电极之间，圆片由于静电吸引力被夹持在静电吸盘上。此外，圆片的热量可以通过流经圆片背面的热传导气体如氦气传导出去，达到温度控制的作用。
关于静电吸盘主体材料
在半导体加工中，对硅片的散热工作相当重要，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，因此如何提高硅片在加工过程中的表面的均温性一直是半导体工业中的一大研究方向。现代的硅片工艺中普遍用来提高硅片均温性的方法主要是通过提高硅片背面的散热性，使局部的高温可以立刻散失以此来保证硅片加工过程中的硅片表面的均温。其次是通过增加硅片表面的气体对流，使用气体对流散热的方法来均匀硅片表面的温度。而第一种散热方法主要就是依靠静电吸盘对硅片散热，静电吸盘材料的散热性将对硅片表面的均温性产生极大的影响。
目前的静电吸盘主要采用氧化铝陶瓷作为主体制造材料，而氧化铝材料热导率及相关机械性能不及氮化铝陶瓷。因此采用氮化铝陶瓷替代氧化铝陶瓷作为静电吸盘的制造材料将成为趋势。
氮化铝材料凭借其优秀的综合性能被国内外专家一致看好，已成为业内普遍认同的新型封装材料。氮化铝陶瓷还拥有的优良的导热性能，其理论热导率达到320W/(m·K)。除高热导率外，氮化铝陶瓷的其他性能也能优秀：绝缘性能优异（体电阻率超过1013Ω·cm）；热膨胀系数（293～773K，418×10-6K-1）与半导体材料相近；介电常数、介电损耗适中；热导率受温度影响小特别是在200℃上时，此优点更为突出。
全球静电吸盘市场状况及竞争格局
静电吸盘（ESC）行业的发展与半导体设备配套需求密切相关。但目前全球静电卡盘市场由美系、日系制造商高度垄断美国的静电卡盘制造商包括Applied Materials与Lam Research等，日本的静电卡盘制造商包括Shinko、TOTO、NTK、Creative Technology Corporation等。据QYResearch数据，Applied Materials、Lam Research与Shinko分别占据了2021年全球静电卡盘市场销售额前三位，各自占比分别为43.86%/31.42%/10.20%。但近年来，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。
