أخبار
الدور المهم للسخان الخزفي في ترسيب الفيلم
في عملية تصنيع أشباه الموصلات السابقة، تمر الرقاقات بسلسلة من العمليات المعقدة، حيث تُعد عملية التسخين بالغة الأهمية. لا يؤثر اتساق درجة الحرارة على إنتاجية المنتجات فحسب، بل يُحدد بشكل مباشر جودة العمليات الرئيسية مثل ترسيب الأغشية والنقش. في هذه البيئات القاسية، يجب ألا تعمل أجهزة أشباه الموصلات في ظل ظروف الفراغ والبلازما والغازات الكيميائية فحسب، بل يجب أيضًا ضمان استقرار درجة حرارة الرقاقة واتساقها، مما يجعل السخان الخزفي مكونًا أساسيًا وهامًا.
1، ما هو سخان السيراميك؟
يُعدّ السخان الخزفي مكونًا أساسيًا في معدات ترسيب أغشية أشباه الموصلات، حيث يُطبّق مباشرةً في تجويف العملية ويتلامس مباشرةً مع الرقاقة، ليس فقط لحمل الرقاقة، بل أيضًا لضمان حصولها على درجة حرارة عملية ثابتة وموحدة. تُعد هذه الخاصية أساسية لإجراء تفاعلات عالية الدقة على سطح الرقاقة وتكوين أغشية متجانسة. نظرًا لبيئة درجات الحرارة العالية التي تنطوي عليها معدات ترسيب الأغشية الرقيقة، تُستخدم عادةً مواد سيراميكية مصنوعة من نيتريد الألومنيوم (AlN)، ليس فقط لعزله الكهربائي الممتاز وموصليته الحرارية، ولكن أيضًا لأن معامل تمدده الحراري قريب من السيليكون، مع مقاومة بلازما ممتازة، مما يجعله مناسبًا جدًا لمكونات معدات أشباه الموصلات.
تُعدّ سخانات سيراميك نتريد الألومنيوم (AlN) مُفضّلة في تصنيع أشباه الموصلات، ويعود ذلك أساسًا إلى خصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة. لا يقتصر نيتريد الألومنيوم على موصليته الحرارية العالية، بل يُمكنه تحقيق تسخين وتبريد سريعين في وقت قصير، بالإضافة إلى عزله الكهربائي الجيد ومتانته الميكانيكية، مما يضمن استقراره وموثوقيته. علاوة على ذلك، يُشبه معامل التمدد الحراري لنتريد الألومنيوم معامل السيليكون، مما يُساعد على تقليل تأثير الإجهاد الحراري على الرقاقة وتحسين سرعة المعالجة. في معدات ترسيب الأغشية الرقيقة، عادةً ما يكون سخان سيراميك نتريد الألومنيوم مُدمجًا في تجويف المعالجة، ويكون على اتصال مباشر بالرقاقة.
3، التحكم في درجة الحرارة ESC
على عكس السخان الخزفي في معدات ترسيب الأغشية الرقيقة،تشاك الكهروستاتيكييُستخدم (ESC) بشكل رئيسي في معدات النقش، وأكسيد الألومنيوم (Al2O3) هو المادة الرئيسية. لا يقتصر دور المشبك الثابت على التسخين فحسب، بل يُثبّت الرقاقة في مكانها من خلال الامتزاز الكهروستاتيكي، مما يضمن استقرار موضع الرقاقة أثناء عملية النقش. في عملية النقش الجاف، يجب أن تحافظ الرقاقة على خصائص نقش محددة ضمن نطاق درجة حرارة محدد يتراوح بين -70 درجة مئوية و100 درجة مئوية، لذا يجب أن يحتوي المشبك الكهروستاتيكي على وظيفتي التسخين والتبريد للتحكم الدقيق في درجة حرارة الرقاقة.
لتحسين الاحتفاظ بالحرارة على سطح الرقاقة، عادةً ما تُصمَّم الوصلات الكهروستاتيكية بمناطق تحكم متعددة في درجة الحرارة، يمكن التحكم في كل منها بشكل مستقل لتحسين إنتاجية العملية. مع تطور تكنولوجيا أشباه الموصلات، تلاشت الحدود بين سخانات السيراميك التقليدية والوصلات الكهروستاتيكية تدريجيًا، وتتميز بعض سخانات السيراميك المتقدمة بوظيفتين: التسخين بدرجة حرارة عالية والامتصاص الكهروستاتيكي، مما يوفر إمكانيات أكبر لتصنيع أشباه الموصلات.
4. الهيكل الأساسي وأداء السخان الخزفي
يتكون الهيكل الأساسي للسخان الخزفي من قاعدة خزفية تحمل رقاقة، وجسم دعم أسطواني في الخلف، وعنصر مقاومة للتسخين وقطب تردد لاسلكي موضوعين داخل القاعدة الخزفية أو عليها. لتحقيق تسخين وتبريد سريعين، يجب أن يكون سمك القاعدة الخزفية رقيقًا قدر الإمكان، لأن الرقاقة الزائدة تؤدي إلى انخفاض صلابتها، لذا يجب تقليلها قدر الإمكان لضمان صلابتها.
من حيث نوع المنتج، يُعدّ مقاس 8 بوصات حاليًا الشريحة الأكثر هيمنة، حيث يُمثّل حوالي 45.9% من حصة السوق. ومع استمرار تطور عمليات أشباه الموصلات، يتزايد الطلب تدريجيًا على السخانات ذات الأحجام الأكبر. أما من حيث تطبيقات المنتجات، فتُعدّ معدات الترسيب الكيميائي للبخار المصدر الأهم للطلب، حيث تُمثّل حوالي 73.7% من الحصة. مع التطور المستمر لتكنولوجيا تصنيع أشباه الموصلات، سيزداد استخدام السخانات الخزفية في العمليات الرئيسية، مثل ترسيب الأغشية والنقش. بصفتها مكونًا رئيسيًا في معدات ترسيب أغشية أشباه الموصلات، تلعب السخانات الخزفية دورًا حيويًا في تصنيع أشباه الموصلات. من خلال التحكم الدقيق في درجة حرارة الرقاقة، تضمن السخانات الخزفية ترسيب أغشية عالية الجودة وتحسين إنتاجية العملية.
