晶圆加热盘也称晶圆卡盘，在晶圆加工应用中可处理或固定晶圆或基板。它们是洁净室工厂环境中晶圆制造和测试的关键组成部分。晶圆和基板处理步骤可包括薄抛光或化学机械平面化、薄膜沉积(PVD、CVD 或电沉积)、抛光、蚀刻、图案化或光刻、光刻胶旋涂、离子注入、扩散和电介质薄膜生长的氧化。
晶圆卡盘也是制造过程中各种基板测试、计量和分析步骤的关键产物，例如光谱法或成分分析、平面度或弯曲度测量、表面粗糙度和波纹度计量、自动缺陷检测、热应力或热循环测试和故障分析。晶圆和基板非常薄，因此像在传统卡盘中那样对边缘夹持进行夹持会导致晶圆严重弯世或翘曲和损坏。常见的晶圆夹持技术包括真空、静电、机械和磁力。无论夹持技术如何，都能提供所需的夹持均匀性，不会变形或损坏。
工作原理：
晶圆加热盘通常采用电阻加热或射频加热的方式，将电能转化为热能，以实现对晶圆的精确加热。在电阻加热中，电流通过加热盘内部的导电路径，产生热量。而射频加热则是利用高频电场使材料分子摩擦生热。这些加热方式能够在短时间内将晶圆加热到所需的高温，以满足诸如扩散、氧化等半导体制程步骤的要求。
技术特点：
温度精确性与均匀性：重要的技术特点之一是其能够提供非常精确和均匀的温度分布。这是通过精密的温度控制系统和优化的加热元件布局来实现的，确保了在整个晶圆表面上的温度一致性。
快速响应：能够快速响应温度变化的需求，从而缩短了生产周期，提高了生产效率。
兼容性与适应性：产物设计得足够灵活，可以适应不同尺寸和材料的晶圆，并与各种半导体加工设备兼容。
耐用性：在高温、腐蚀性气体的环境中长期工作，要求具备高度的耐用性和可靠性。因此，它们通常由耐高温、耐腐蚀的材料制成，如高质量的石墨和特种合金。
规格：
外径/宽度--外径或宽度决定了可以夹持或夹持的晶圆或基板的尺寸。
长度--长度决定了可以夹持或夹持的晶圆或基板的尺寸。
平整度--平整度是一个重要的规格，通常以微米为单位。对于紫外光刻，聚焦需要具有高平坦度的晶圆卡盘。
温度范围--这表示热卡盘可以提供的温度控制范围。温度范围表示卡盘可以在其中运行而不会损坏的温度极限。温度通常以摄氏度或华氏度表示。
热稳定性--热稳定性表示温度控制水平，通常以摄氏度或华氏度表示。
热均匀性--晶圆表面温度控制的均匀性，通常以摄氏度或华氏度表示。具有高热均匀性的热卡盘不会有热点或冷点。
电容--电容(微法拉)是电气测试或探测中使用的卡盘的一个重要参数。低电容更适合测试或探测。
种类：
常温卡盘--常温卡盘或非热卡盘在室温下运行，没有加热或冷却功能。
热卡盘--热卡盘具有集成的加热或冷却功能，可在加工或测试过程中将晶圆或基板保持在特定温度。
晶圆加热盘常用材料：
铝- 夹头出铝制成，铝是一种相对柔软、重量轻、非磁性、耐腐蚀的材料。铝制卡盘用于避免损坏工件。铝和铝合金可以非常导热和导电。
黄铜/青铜- 卡盘由黄铜或青铜制成或衬有黄铜或青铜。黄铜卡盘和青铜卡盘可避免工件损坏，同时仍提供适当的刚性和精确的夹持和定位。铜和一些铜合金可以非常导热和导电。黄铜不适用于高真空和高温室环境中的卡盘，因为锌很容易蒸发。铜或低合金青铜材料在冷却或加热应用中会迅速导热。
陶瓷- 陶瓷是在受控环境中通过矿物高温熔化生产的材料，旨在赋予特定的物理和电气特性。通常，陶瓷是电绝缘体或半导体，具有高抗热击穿、侵蚀和表面退化(例如，损坏或点蚀)的特性。陶瓷卡盘用于高度专业化的应用,例如加工过程中的半导体晶圆夹持。
电介质-夹头由电介质或电绝缘材料制成。
导电-卡盘由导电材料制成。
玻璃-卡盘由玻璃材料制成。硅酸盐玻璃在室温下通常是电绝缘体。玻璃可以是透明的，这有助于通过卡盘对晶片进行感测或温度测量。
金属绝缘体--金属晶圆卡盘上的绝缘体有一层石英、蓝宝石、聚合物或玻璃粘合到金属基底上。
磁性-吸盘由磁性或铁磁性合金或材料制成，如果基板或晶圆具有磁性，则吸盘非常有用。
镍- 镍卡盘由镍或镍合金牌号制成。镍具有导电性和磁性。
塑料--塑料卡盘非常柔软。它们用于防止工件擦伤或损坏，以及用于需要具有良好电绝缘或热绝缘材料的应用。
不锈钢-不锈钢卡盘由特定的耐腐蚀等级的钢制成。通常，这些金属要么是非磁性的，要么是磁性低于标准合金钢的。不锈钢导电，不太适合硬化和某些类型的表面精加工。
钢--与其他材料相比，钢缺乏耐腐蚀性和抗氧化性。碳钢或合金钢卡盘通常镀镍或镀金以提供耐腐蚀表面。
钛-钛夹头由钛或钛合金等级制成，例如商用纯钛或 T6AI-4V，它们是耐腐蚀的材料。钛具有导电性和非磁性。
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