静电卡盘 / 加热器

为在半导体等离子气氛工艺制程中,实现对晶圆的有效夹持功能。在具较高相对介电常数的电介质材料内部设置具有特定功能结构的电极组图案,通过混凝、烧结、键合等一体化工艺,可以制备静电卡盘(Electrostatic Chuck)和静电卡盘加热器总成(Electrostatic Chuck With Heater)。

应用混凝陶瓷烧结技术,可在较低的烧结温度下实现纳米级陶瓷粉体快速致密化,制备出致密性高、晶体结构稳定、体电阻率分布均匀的陶瓷静电卡盘和陶瓷静电卡盘加热器总成。

而应用聚合物高分子改性技术,可以提高聚合物电介质材料和无机电介质材料的介电常数、机械强度、耐高温性能、抗腐蚀等效果,制备具有兼容性强的聚合物静电卡盘和聚合物静电卡盘加热器总成。
特征 | Features

全谱系国产化 | 兼容性 | 客制化 | 高致密 | 结构强度高 | 快速纳期 | 性价比高
Localization | Compatibility | Customization | High-Density | High Structural Strength | Fast Delivery Time | Cost-effective


运用 | Applications

离子注入 | 成膜 | 刻蚀 | 工艺开发 | 设备设计
Ion-implantation | Thin Film | Etch | Process Development | Equipment Design

设计及制造 | Design and Manufacture

拥有12寸FAB交付验证实绩,提供再生修复,验证性开发设计。
12 inch Fab delivered to verify the actual performance, provide regeneration and repair, and verify the development and design。

半导体关键零部件 | Semiconductor Core Components


静电卡盘具有在真空气氛中正常使用的功能,在高真空等离子体或特气环境中起到对晶圆的夹持和温度控制的作用,辅助半导体制程设备实现对晶圆特定区域的电性特征和物理形态的改变,使之呈现特定的功能,且通过其他一系列复杂苛刻的工艺将晶圆最终变成复杂的集成电路结构。静电卡盘和静电卡盘加热器广泛应用于半导体核心制程中,是离子注入、刻蚀、气相沉积等关键制程的核心零部件之一。

随着半导体及集成电路制程设备和制程工艺的发展,传统的以有机高分子材料、金属氧化物、陶瓷材料为电介质的静电卡盘并不能完全兼容诸如硅晶圆、蓝宝石、碳化硅等材料的夹持;因此,具有兼容第一代、第二代、第三代半导体晶圆夹持的静电卡盘将逐渐发展起来。

聚合物静电卡盘 / 加热器 | Polymer Electrostatic Chuck / Heater

聚合物电介质材料((Polymer)是目前运用最广泛的静电卡盘材料,其制备工艺也最为成熟,聚合物电介质材料经过高分子改性处理后,电气、机械、耐温、耐卤素等性能将得到大幅度提高。电介质材料经其它一体化作业实现图案化,再经多级真空重载层压,内部电极之间结构形成致密的电介质绝缘层。

聚合物静电卡盘 / Polymer Electrostatic Chuck
  • 采用高分子改性技术,实现较高的体电阻率和相对介电常数,获得更稳定的夹持力。
  • 高致密性电介质材料可以降低颗粒物风险,降低离子迁移率。
  • 可夹持对象的多样性,可以兼容不同材料晶圆的夹持。
  • 在卤素及等离子体气氛中拥有出色的抗腐蚀性能。
  • 性价比高、纳期短,适用于产品工艺开发和新设备开发验证。
聚合物静电卡盘加热器总成 / Polymer Electrostatic Chuck With Heater
  • 可实现多加热温区布局(最多20温区),具有良好的加热温度均匀性(±5%℃@150℃)。
  • 采用真空层压技术实现极高的致密性,加热温度最高可达200℃。
  • 加温曲线均匀,拥有更为广泛的升温曲线设置。
  • 性价比高、纳期短,适用于产品工艺开发和新设备开发验证。

陶瓷静电卡盘 / 加热器 | Ceramics Electrostatic Chuck / Heater

陶瓷混凝技术是在氧化铝/氮化铝陶瓷静电卡盘和加热器研发过程中改良的烧结工艺,其核心是使用多种纳米级直径的陶瓷粉末,以一定的比例通过独特搅拌设备和搅拌流程混合,在经喷雾造粒,在烧结设备中以一定的烧结温度曲线烧结成致密性高、晶体结构稳定、体电阻率分布均匀的陶瓷静电卡盘。使用陶瓷混凝技术制造的静电卡盘具有致密性高、晶体结构稳定、体电阻率分布均匀,能够实现在高真空、等离子、卤素等苛刻环境正常发挥对晶片的夹持功能。

氧化铝静电卡盘 / AlO₃ Electrostatic Chuck
  • 通过混凝陶瓷技术和共烧工艺控制体积电阻率,获得更持久的夹持力。
  • 高温烧结内部结构致密性高、晶体结构稳定,可以获得更大温度区间的夹持力。
  • 一体化共烧成型,降低离子迁移。
  • 在等离子卤素真空气氛环境下能持久运行。
氮化铝静电卡盘 / AlN Electrostatic Chuck
  • 通过控制混凝材料的成份和配比,实现体积电阻率的微量控制,获得更大温度区间的夹持力。
  • 通过混凝陶瓷烧结技术及共烧工艺保障均匀温区分布。
  • 一体化共烧成型,最大限度保障产品质量。
  • 在等离子卤素真空气氛环境下能持久运行。
陶瓷静电卡盘加热器 / Ceramics Electrostatic Chuck With Heater
  • 可实现多加热温区布局,具有良好的加热温度均匀性(±7.5%℃@350℃)。
  • 采用真空层压烧结技术实现极高的致密性,加热温度最高可达550℃。
  • 一体化共烧成型,最大限度保障产品质量。
  • 在等离子卤素真空气氛环境下能持久运行。

复合型静电卡盘 / 加热器 | Complex Type Electrostatic Chuck / Heater

复合型静电卡盘(Complex Type Electrostatic Chuck)/加热器(Heater)可兼容硅、砷化镓、碳化硅、蓝宝石等类型晶片的夹持,可以降低设备制造商和终端使用者的换线成本。基于混凝陶瓷技术和高分子改性技术,使用一体化真空层压和热键和技术,可降低静电吸盘内部热阻,实现内部温度均匀性,形成致密的电介质绝缘层提高耐离子迁移性能。

复合型静电卡盘 / Complex Type Electrostatic Chuck
  • 采用混凝陶瓷和高分子改性技术,具有更高的致密性结构和更低的释气量。
  • 具有更严格的电介质层和电极组厚度控制。
  • 可夹持对象的多样性,可以兼容不同材质晶圆的夹持。
  • 可精确控制体电阻率,获得更强的静电夹持力。
  • 性价比高、纳期短,适用于产品工艺开发和新设备开发验证。
复合型静电卡盘加热器总成 / Complex Type Electrostatic Chuck With Heater
  • 可实现多加热温区布局,具有良好的加热温度均匀性(±3.5%℃@150℃)。
  • 采用真空层压技术实现极高的致密性,加热温度最高可达200℃。
  • 加温曲线均匀,拥有更为广泛的升温曲线设置。
  • 性价比高、纳期短,适用于产品工艺开发和新设备开发验证。

核心技术 | Core Technology

海拓创新公司拥有完整的技术、人才及经验储备,结合独有的静电卡盘仿真技术,优化材料和电极图案,实现对静电卡盘体电阻率及静电场分布的有效控制,保障吸附力强度均匀分布,从而获得稳定的静电吸附力。
  • 高分子改性技术。
  • 陶瓷混凝烧结技术。
  • 静电卡盘方案设计能力。
  • 静电力学模型仿真。
  • 热力辐射模型仿真。
  • 耐离子表面涂装工艺。
  • 热复合处理技术。
  • 装备集成开发能力。

Further Product Information

  • Specifications
  • Applications
  • Business
  • Theory
  • Operational Videos

Electrical Parameters

Operating Voltage Ranges ± 0.5 - 8.0KV Max HV/DC
Max. Current 5mA DC max
Volume Resistivity Coulombs : ≥ 8x10¹³ , Johnsen-Rahbek : 1x10¹³
Capacitance ≧ 12.5nF
Electrode Pattern Bipolar Electrode
Leak Current @ ATM < 5nA (At ± 500V)
Release Time ≤ 1 Second

Performance Parameter

Adsorption Force ≧ 25gf/cm²
Operating Temperature 200℃ - 800℃
Heating Temperature 200℃ - 700℃
Particle Residue Positive Particles (>φ120μm) Value Added < 10 pcs
Environment < 1x10⁻⁷ Torr.
Gas Leakage Rate < 1x10⁻⁸ Torr. L/S

Optional Configuration

Temperature Control Design 1# Helium(He)Cooling Channel
Temperature Control Design 2# Water Cooling Channel
Rising Pin Device 1# Voice Voil Motor(VCM)
Rising Pin Device 2# Ultrasonic Motor(USM)