晶圓加熱盤也稱晶圓卡盤，在晶圓加工應(yīng)用中可處理或固定晶圓或基板。它們是潔凈室工廠環(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(jī)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(kuò)散和電介質(zhì)薄膜生長的氧化。

    晶圓卡盤也是制造過程中各種基板測試、計(jì)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(jì)量、自動(dòng)缺陷檢測、熱應(yīng)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(tǒng)卡盤中那樣對邊緣夾持進(jìn)行夾持會(huì)導(dǎo)致晶圓嚴(yán)重彎世或翹曲和損壞。常見的晶圓夾持技術(shù)包括真空、靜電、機(jī)械和磁力。無論夾持技術(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：

    晶圓加熱盤通常采用電阻加熱或射頻加熱的方式，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，以實(shí)現(xiàn)對晶圓的精確加熱。在電阻加熱中，電流通過加熱盤內(nèi)部的導(dǎo)電路徑，產(chǎn)生熱量。而射頻加熱則是利用高頻電場使材料分子摩擦生熱。這些加熱方式能夠在短時(shí)間內(nèi)將晶圓加熱到所需的高溫，以滿足諸如擴(kuò)散、氧化等半導(dǎo)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。這是通過精密的溫度控制系統(tǒng)和優(yōu)化的加熱元件布局來實(shí)現(xiàn)的，確保了在整個(gè)晶圓表面上的溫度一致性。

    快速響應(yīng)：能夠快速響應(yīng)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(yīng)性：產(chǎn)品設(shè)計(jì)得足夠靈活，可以適應(yīng)不同尺寸和材料的晶圓，并與各種半導(dǎo)體加工設(shè)備兼容。

    耐用性：在高溫、腐蝕性氣體的環(huán)境中長期工作，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(guī)格：

    外徑/寬度--外徑或?qū)挾葲Q定了可以夾持或夾持的晶圓或基板的尺寸。

    長度--長度決定了可以夾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(guī)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。

    溫度范圍--這表示熱卡盤可以提供的溫度控制范圍。溫度范圍表示卡盤可以在其中運(yùn)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(wěn)定性--熱穩(wěn)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的一個(gè)重要參數(shù)。低電容更適合測試或探測。
 

    種類：

    常溫卡盤--常溫卡盤或非熱卡盤在室溫下運(yùn)行，沒有加熱或冷卻功能。

    熱卡盤--熱卡盤具有集成的加熱或冷卻功能，可在加工或測試過程中將晶圓或基板保持在特定溫度。
 

    晶圓加熱盤常用材料：

    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。鋁制卡盤用于避免損壞工件。鋁和鋁合金可以非常導(dǎo)熱和導(dǎo)電。

    黃銅/青銅- 卡盤由黃銅或青銅制成或襯有黃銅或青銅。黃銅卡盤和青銅卡盤可避免工件損壞，同時(shí)仍提供適當(dāng)?shù)膭傂院途_的夾持和定位。銅和一些銅合金可以非常導(dǎo)熱和導(dǎo)電。黃銅不適用于高真空和高溫室環(huán)境中的卡盤，因?yàn)殇\很容易蒸發(fā)。銅或低合金青銅材料在冷卻或加熱應(yīng)用中會(huì)迅速導(dǎo)熱。

    陶瓷- 陶瓷是在受控環(huán)境中通過礦物高溫熔化生產(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(dǎo)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。陶瓷卡盤用于高度專業(yè)化的應(yīng)用,例如加工過程中的半導(dǎo)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(dǎo)電-卡盤由導(dǎo)電材料制成。

    玻璃-卡盤由玻璃材料制成。硅酸鹽玻璃在室溫下通常是電絕緣體。玻璃可以是透明的，這有助于通過卡盤對晶片進(jìn)行感測或溫度測量。

    金屬絕緣體--金屬晶圓卡盤上的絕緣體有一層石英、藍(lán)寶石、聚合物或玻璃粘合到金屬基底上。

    磁性-吸盤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，則吸盤非常有用。

    鎳- 鎳卡盤由鎳或鎳合金牌號制成。鎳具有導(dǎo)電性和磁性。

    塑料--塑料卡盤非常柔軟。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(yīng)用。

    不銹鋼-不銹鋼卡盤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(biāo)準(zhǔn)合金鋼的。不銹鋼導(dǎo)電，不太適合硬化和某些類型的表面精加工。

    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(dǎo)電性和非磁性。