半导体-多孔陶瓷吸板的应用和设计技术总结

文摘   2024-09-24 18:17   韩国  

通过视频可以详细了解多孔陶瓷的应用,视频来源:coreflow

   多孔陶瓷吸附板在晶圆制造和处理过程中有着重要的应用,尤其是在晶圆的固定、搬运、检测以及加工等环节中。其核心功能是通过多孔结构和真空吸附的原理,将晶圆牢固地固定在工作台或设备上,从而避免晶圆的移动或振动,确保高精度的加工与测量。

以下是其应用和技术的要点:

1. 应用场景

  • 晶圆加工:在光刻、蚀刻、清洗等过程中,用作晶圆的固定平台。

  • 探针台:晶圆在进行电性能测试时需要稳定在吸附台上,确保探针接触的精确性。

  • CMP抛光:在化学机械抛光过程中,吸附板通过均匀分布的吸附力确保晶圆在抛光时平稳固定,避免不必要的振动或位移。

  • 晶圆搬运:在晶圆的自动化搬运过程中,多孔陶瓷吸附板确保晶圆不会滑动或破损。

2. 技术要点

  • 材料选择:多孔陶瓷吸附板通常采用氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)等高强度、耐高温、化学稳定性强的材料。这些材料能够承受高温环境以及腐蚀性化学品。

  • 多孔设计:吸附板的表面布满均匀分布的微米级孔洞,孔径通常在1-10微米范围内。这些孔洞连接到吸附系统,形成真空负压,提供均匀的吸附力。

  • 吸附力分布:吸附板的设计需确保吸附力均匀分布,避免局部吸附力过大或过小导致的晶圆变形或破损。因此,孔洞的布置与间距设计至关重要,需要与晶圆的大小和厚度相匹配。

  • 热传导性能:晶圆在加工过程中可能会产生大量热量,吸附板需要具备较好的热传导性能,防止局部过热导致晶圆的热应力或变形。通常,陶瓷材料的热导率较低,需要在设计中考虑热量的均匀分散。

  • 平整度:吸附板表面的平整度对晶圆的固定至关重要,一般要求表面粗糙度在纳米级别,从而确保晶圆与吸附板的完全贴合,避免晶圆翘曲或弯曲。

  • 表面处理:为了增强吸附性能和减少晶圆划伤,吸附板的表面可能会经过精细的抛光处理,甚至在某些场景中加入特殊的涂层,以减少吸附和脱附过程中晶圆表面可能的损伤。

3. 技术总结

  • 真空泄漏:设计中需要考虑如何避免真空泄漏,特别是在晶圆和吸附板之间,确保长期稳定的吸附力。

  • 耐磨性:吸附板在反复使用过程中会受到机械摩擦,设计中需要提高材料的耐磨性,延长使用寿命。

  • 清洁性:吸附板的多孔结构可能容易吸附颗粒或污染物,设计时需要考虑如何便于清洁,防止颗粒对晶圆的污染。

  • 智能吸附控制系统:未来的吸附板设计可能会集成智能传感系统,实时监控吸附力、温度、真空状态等,以动态调整吸附力,确保更加精准的晶圆固定。

  • 材料选择:随着晶圆尺寸的增加和厚度的减小,吸附板材料的发展也在向低损耗、低热膨胀系数材料方向发展,以适应更大尺寸和更薄晶圆的工艺要求。


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