半导体-Thermo Chuck(温度卡盘)的结构研究和技术文档下载

文摘   2024-12-12 17:29   广东  

视频来源:Cast Aluminum 

晶圆卡盘常用于晶圆各种的温度测试。另外还有以下几种应用:

晶圆探测:热晶圆夹盘提供温度控制,用于在各种热条件下探测晶圆,以分析电气特性和检测缺陷 。

设备特性分析:通过在极端温度下进行测试,它们有助于评估设备在不同操作条件下的行为。

故障分析:这些系统有助于进行详细的热测试,识别和分析半导体器件中的故障点。

制造中的热测试:在晶圆级热循环期间使用,以模拟真实世界的操作条件,确保产品的耐用性和性能。

检查和计量:夹盘提供稳定的热环境,以确保在光学和电气检查期间进行高精度测量 。

关于Thermo Chuck主要技术要点:

热夹盘:夹盘可实现精确加热和冷却,通常用于在受控温度下测试晶圆。现代系统使用纯空气冷却方法,无需使用液体冷却剂。

陶瓷粘合:包括粘合到冷却板上的高导热性陶瓷板,确保在晶圆处理过程中实现高性能温度控制。

交错加热和冷却:某些系统以交错方式将加热元件与冷却管组合在一起,确保均匀快速的温度调节。

带传感器的集成系统:先进的卡盘集成了多区域加热器、冷却管和 RTD 传感器,可在蚀刻和沉积,测试等工艺中实现精确的温度控制 。

关于Thermo Chuck结构组成:

加热晶圆卡盘的结构必须经过精心设计,可确保在半导体加工过程中实现高效的温度控制、机械稳定性和晶圆处理。

1. 基板(衬底)通常由具有高导热性的材料制成(例如铝、铜或陶瓷)。可提供结构支撑和热分布。且集成冷却系统的通道(例如空气或液体冷却管)。

2. 加热元件:

金属箔加热器:嵌入或附接到基板的薄电阻加热元件,用于均匀分布热量 

多区域加热:允许独立控制夹头的不同区域,以确保晶圆温度均匀。


3. 静电层(用于 ESC):介电层产生静电力以牢固地固定晶圆。该层通常粘合到陶瓷或基板上,确保电气绝缘和机械稳定性。

4. 陶瓷板:通常由氧化铝或氮化铝等材料制成,具有高导热性和出色的介电性能。充当晶圆与加热/冷却系统之间的接口 。


5. 冷却系统:加热层下方的集成冷却管或空气通道,用于精确调节温度。

在先进的设计中,加热和冷却组件交错排列,以实现快速热响应。

6. 温度传感器:通常嵌入电阻式温度检测器 (RTD) 或热电偶,用于实时监控和反馈控制 。

7. 封装/绝缘层:保护内部加热和冷却组件免受灰尘或湿气等环境因素的影响。提高系统的耐用性和热效率。


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以上参考部分资料来源:https://www.castaluminumsolutions.com/semiconductor-wafer-heaters/

https://www.waferworld.com/post/what-is-a-wafer-chuck

https://www.att-systems.com/products/

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