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又是多層陶瓷共燒技術(shù)?陶瓷靜電卡盤的主要生產(chǎn)工藝及設(shè)備介紹
靜電吸盤是半導(dǎo)體制造設(shè)備夾持晶片加工的關(guān)鍵零部件。在先進(jìn)的大規(guī)模集成電路制造過(guò)程中,有刻蝕、切割、拋光冷卻、變形矯正等許多種復(fù)雜工藝步驟,晶片需要在各個(gè)工藝之間來(lái)回傳輸,并且需被十分安穩(wěn)、準(zhǔn)確地安放在工藝設(shè)備中進(jìn)行加工檢測(cè)。因此針對(duì)大集成高復(fù)雜電路的精準(zhǔn)定位加工工藝要求,晶片夾持技術(shù)顯得尤為重要。
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圖??陶瓷靜電卡盤,來(lái)源:apollotech

由于靜電吸附方式具有溫度可控、吸附力均勻,對(duì)大面積(8 寸以上的晶圓)薄片工件吸附時(shí)不會(huì)產(chǎn)生傷痕和皺紋,同時(shí)沒(méi)有晶片邊緣排除效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),被作為現(xiàn)代半導(dǎo)體制造業(yè)中重要的晶片夾持工具,成為當(dāng)今超大規(guī)模集成電路高端裝備刻蝕機(jī)(ETCH)、離子注入機(jī)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)等半導(dǎo)體制造設(shè)備的核心部件,在等離子和真空環(huán)境下的刻蝕、化學(xué)氣相沉淀、離子植入等晶圓制造加工過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。
1、陶瓷靜電卡盤的主要結(jié)構(gòu)
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圖??陶瓷靜電卡盤結(jié)構(gòu)示意圖,來(lái)源:apollotech

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陶瓷靜電卡盤的典型結(jié)構(gòu)包括由上至下依次疊置的絕緣層、加熱器和鋁基座,此外,在加熱器與鋁基座之間還設(shè)置有隔熱層。
①絕緣層采用Al2O3或AlN等陶瓷材料制成,并且在絕緣層中設(shè)置有直流電極層,直流電極層與直流電源電連接后在直流電極層與晶片之間產(chǎn)生靜電引力,從而將晶片等被加工工件固定在絕緣層的頂部;
②加熱器用于對(duì)晶片等被加工工件進(jìn)行加熱;
③鋁基座與射頻電源連接,用以在晶片等被加工工件上生成射頻偏壓。
④隔熱層采用硅橡膠等具有良好隔熱性能的材料制成,以阻擋由加熱器產(chǎn)生的熱量向鋁基座傳導(dǎo),從而可以減少加熱器的熱量損失,進(jìn)而提高靜電卡盤的加熱效率。而且,在隔熱層與加熱器之間以及隔熱層與鋁基座之間分別設(shè)置有密封劑,利用密封劑分別對(duì)隔熱層與加熱器之間的間隙和隔熱層與鋁基座之間的間隙進(jìn)行密封,從而防止空氣自該間隙進(jìn)入晶片所在的真空環(huán)境。
2、陶瓷靜電卡盤主要生產(chǎn)工藝
陶瓷靜電卡盤生產(chǎn)制造大體可分為兩部分:
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圖?陶瓷靜電卡盤生產(chǎn)流程,來(lái)源:apollotech
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1)陶瓷絕緣層制造(陶瓷圓盤)
陶瓷靜電卡盤通常由含有埋植其內(nèi)的至少一個(gè)電極層的陶瓷圓盤構(gòu)成,通常使用多層陶瓷共燒工藝進(jìn)行制備,采用絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電漿料(鎢、鉬)在一個(gè)或多個(gè)陶瓷生坯片(氧化鋁或氮化鋁材質(zhì))上形成電極。將印刷好的生坯片按照要求進(jìn)行疊層共燒后,經(jīng)過(guò)精加工得到陶瓷圓盤。

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2)陶瓷絕緣層與鋁基等部件粘接和表面處理
將清洗后的陶瓷圓盤和鋁基座等部件粘接,進(jìn)行表面處理(噴砂)等。

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靜電卡盤檢測(cè)項(xiàng)目主要包括:尺寸檢測(cè)、表面平整度檢測(cè)、粗糙度檢測(cè)、耐壓檢測(cè)、介電層厚度檢測(cè)、夾緊性能檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、氦氣泄漏檢測(cè)等。
3、陶瓷靜電卡盤主要生產(chǎn)設(shè)備
陶瓷靜電卡盤生產(chǎn)主要涉及的設(shè)備包括:球磨機(jī)、真空脫泡機(jī)、流延機(jī)、裁片機(jī)、整平機(jī)、絲網(wǎng)印刷機(jī)、疊層機(jī)、燒結(jié)爐、平面磨拋設(shè)備、噴砂設(shè)備、清洗設(shè)備、視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備、表面粗糙度測(cè)試儀、超聲波檢測(cè)設(shè)備、檢漏儀等。

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2024年半導(dǎo)體陶瓷產(chǎn)業(yè)論壇

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10

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12

半導(dǎo)體裝備用陶瓷靜電卡盤關(guān)鍵技術(shù)

擬邀請(qǐng)靜電卡盤企業(yè)/高校研究所

13

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作者 gan, lanjie

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