晶圓加熱盤(pán)也稱(chēng)晶圓卡盤(pán)，在晶圓加工應用中可處理或固定晶圓或基板。它們是潔凈室工廠(chǎng)環(huán)境中晶圓制造和測試的關(guān)鍵組成部分。晶圓和基板處理步驟可包括薄拋光或化學(xué)機械平面化、薄膜沉積(PVD、CVD 或電沉積)、拋光、蝕刻、圖案化或光刻、光刻膠旋涂、離子注入、擴散和電介質(zhì)薄膜生長(cháng)的氧化。
晶圓卡盤(pán)也是制造過(guò)程中各種基板測試、計量和分析步驟的關(guān)鍵產(chǎn)品，例如光譜法或成分分析、平面度或彎曲度測量、表面粗糙度和波紋度計量、自動(dòng)缺陷檢測、熱應力或熱循環(huán)測試和故障分析。晶圓和基板非常薄，因此像在傳統卡盤(pán)中那樣對邊緣夾持進(jìn)行夾持會(huì )導致晶圓嚴重彎世或翹曲和損壞。常見(jiàn)的晶圓夾持技術(shù)包括真空、靜電、機械和磁力。無(wú)論夾持技術(shù)如何，都能提供所需的夾持均勻性，不會(huì )變形或損壞。
工作原理：
晶圓加熱盤(pán)通常采用電阻加熱或射頻加熱的方式，將電能轉化為熱能，以實(shí)現對晶圓的精確加熱。在電阻加熱中，電流通過(guò)加熱盤(pán)內部的導電路徑，產(chǎn)生熱量。而射頻加熱則是利用高頻電場(chǎng)使材料分子摩擦生熱。這些加熱方式能夠在短時(shí)間內將晶圓加熱到所需的高溫，以滿(mǎn)足諸如擴散、氧化等半導體制程步驟的要求。
技術(shù)特點(diǎn)：
溫度精確性與均勻性：重要的技術(shù)特點(diǎn)之一是其能夠提供非常精確和均勻的溫度分布。這是通過(guò)精密的溫度控制系統和優(yōu)化的加熱元件布局來(lái)實(shí)現的，確保了在整個(gè)晶圓表面上的溫度一致性。
快速響應：能夠快速響應溫度變化的需求，從而縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。
兼容性與適應性：產(chǎn)品設計得足夠靈活，可以適應不同尺寸和材料的晶圓，并與各種半導體加工設備兼容。
耐用性：在高溫、腐蝕性氣體的環(huán)境中長(cháng)期工作，要求具備高度的耐用性和可靠性。因此，它們通常由耐高溫、耐腐蝕的材料制成，如高質(zhì)量的石墨和特種合金。
規格：
外徑/寬度--外徑或寬度決定了可以?shī)A持或夾持的晶圓或基板的尺寸。
長(cháng)度--長(cháng)度決定了可以?shī)A持或夾持的晶圓或基板的尺寸。
平整度--平整度是一個(gè)重要的規格，通常以微米為單位。對于紫外光刻，聚焦需要具有高平坦度的晶圓卡盤(pán)。
溫度范圍--這表示熱卡盤(pán)可以提供的溫度控制范圍。溫度范圍表示卡盤(pán)可以在其中運行而不會(huì )損壞的溫度極限。溫度通常以攝氏度或華氏度表示。
熱穩定性--熱穩定性表示溫度控制水平，通常以攝氏度或華氏度表示。
熱均勻性--晶圓表面溫度控制的均勻性，通常以攝氏度或華氏度表示。具有高熱均勻性的熱卡盤(pán)不會(huì )有熱點(diǎn)或冷點(diǎn)。
電容--電容(微法拉)是電氣測試或探測中使用的卡盤(pán)的一個(gè)重要參數。低電容更適合測試或探測。
種類(lèi)：
常溫卡盤(pán)--常溫卡盤(pán)或非熱卡盤(pán)在室溫下運行，沒(méi)有加熱或冷卻功能。
熱卡盤(pán)--熱卡盤(pán)具有集成的加熱或冷卻功能，可在加工或測試過(guò)程中將晶圓或基板保持在特定溫度。
晶圓加熱盤(pán)常用材料：
鋁- 夾頭出鋁制成，鋁是一種相對柔軟、重量輕、非磁性、耐腐蝕的材料。鋁制卡盤(pán)用于避免損壞工件。鋁和鋁合金可以非常導熱和導電。
黃銅/青銅- 卡盤(pán)由黃銅或青銅制成或襯有黃銅或青銅。黃銅卡盤(pán)和青銅卡盤(pán)可避免工件損壞，同時(shí)仍提供適當的剛性和精確的夾持和定位。銅和一些銅合金可以非常導熱和導電。黃銅不適用于高真空和高溫室環(huán)境中的卡盤(pán)，因為鋅很容易蒸發(fā)。銅或低合金青銅材料在冷卻或加熱應用中會(huì )迅速導熱。
陶瓷- 陶瓷是在受控環(huán)境中通過(guò)礦物高溫熔化生產(chǎn)的材料，旨在賦予特定的物理和電氣特性。通常，陶瓷是電絕緣體或半導體，具有高抗熱擊穿、侵蝕和表面退化(例如，損壞或點(diǎn)蝕)的特性。陶瓷卡盤(pán)用于高度專(zhuān)業(yè)化的應用,例如加工過(guò)程中的半導體晶圓夾持。
電介質(zhì)-夾頭由電介質(zhì)或電絕緣材料制成。
導電-卡盤(pán)由導電材料制成。
玻璃-卡盤(pán)由玻璃材料制成。硅酸鹽玻璃在室溫下通常是電絕緣體。玻璃可以是透明的，這有助于通過(guò)卡盤(pán)對晶片進(jìn)行感測或溫度測量。
金屬絕緣體--金屬晶圓卡盤(pán)上的絕緣體有一層石英、藍寶石、聚合物或玻璃粘合到金屬基底上。
磁性-吸盤(pán)由磁性或鐵磁性合金或材料制成，如果基板或晶圓具有磁性，則吸盤(pán)非常有用。
鎳- 鎳卡盤(pán)由鎳或鎳合金牌號制成。鎳具有導電性和磁性。
塑料--塑料卡盤(pán)非常柔軟。它們用于防止工件擦傷或損壞，以及用于需要具有良好電絕緣或熱絕緣材料的應用。
不銹鋼-不銹鋼卡盤(pán)由特定的耐腐蝕等級的鋼制成。通常，這些金屬要么是非磁性的，要么是磁性低于標準合金鋼的。不銹鋼導電，不太適合硬化和某些類(lèi)型的表面精加工。
鋼--與其他材料相比，鋼缺乏耐腐蝕性和抗氧化性。碳鋼或合金鋼卡盤(pán)通常鍍鎳或鍍金以提供耐腐蝕表面。
鈦-鈦夾頭由鈦或鈦合金等級制成，例如商用純鈦或 T6AI-4V，它們是耐腐蝕的材料。鈦具有導電性和非磁性。
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