Recherche structurelle et technologie des semi-conducteurs - Mandrin thermique (mandrin de température)
Les plateaux chauffants pour plaquettes sont souvent utilisés pour tester la température des plaquettes. Voici d'autres applications possibles :
Détection des plaquettes : Les pinces pour plaquettes chaudes permettent de contrôler la température lors de l'analyse des plaquettes dans diverses conditions thermiques afin d'étudier leurs caractéristiques électriques et de détecter les défauts. Caractéristiques de l'équipement : Grâce à des tests réalisés à des températures extrêmes, ils permettent d'évaluer le comportement des équipements dans différentes conditions de fonctionnement.
Analyse des défaillances : Ces systèmes permettent de réaliser des tests thermiques détaillés, d'identifier les points de défaut et d'analyser les dispositifs semi-conducteurs.
Fabrication d'un test thermique : Utilisation au niveau de la plaquette pendant le cycle thermique, pour simuler les conditions réelles de fonctionnement, afin de garantir la durabilité et les performances du produit. Inspection et mesure : Le mandrin assure un environnement thermique stable, afin de garantir une mesure de haute précision lors du contrôle optique et électrique.
Principaux points techniques clés du Thermo Chuck :
Hot Chuck : Chuck permet un chauffage et un refroidissement précis et est souvent utilisé pour tester les plaquettes à température contrôlée. Les systèmes modernes utilisent un refroidissement par air pur, éliminant ainsi le besoin de liquide de refroidissement.
Liaison céramique : y compris la liaison à la plaque de refroidissement à haute conductivité thermique, plaque en céramique pour assurer un contrôle précis de la température lors du traitement des plaquettes.
Chauffage et climatisation : Certains systèmes, combinant de manière décalée l'élément chauffant et le tuyau de refroidissement, assurent une régulation rapide et uniforme de la température.
Système intégré avec capteur : Le mandrin perfectionné intègre des éléments chauffants multizones, des tubes de refroidissement et des capteurs RTD pour un contrôle précis de la température lors de la gravure et du dépôt, des tests et autres procédés.
La structure du porte-plaquettes chauffant doit être soigneusement conçue pour garantir un contrôle efficace de la température, une stabilité mécanique et une manipulation aisée des plaquettes lors du traitement des semi-conducteurs.
1. La plaque de base (substrat), généralement constituée de matériaux à haute conductivité thermique (comme l'aluminium, le cuivre ou la céramique), assure le support structurel et la répartition de la chaleur. Elle intègre également des canaux pour le système de refroidissement (par exemple, des tuyaux de refroidissement à air ou à liquide).
2. Éléments chauffants :
Élément chauffant à feuille métallique : élément chauffant à résistance mince, intégré ou fixé sur un substrat, utilisé pour une distribution uniforme de la chaleur.
Chauffage multizone : permet un contrôle séparé des différentes zones du mandrin afin de garantir une température uniforme de la plaquette.
3. Couche électrostatique (pour ESC) : La couche diélectrique génère une force électrostatique qui maintient fermement la plaquette. Cette couche est généralement collée à un support en céramique ou à un substrat, assurant ainsi l’isolation électrique et la stabilité mécanique.
4. Plaque céramique : généralement composée d’alumine ou de nitrure d’aluminium, ou d’autres matériaux, elle présente une conductivité thermique élevée et d’excellentes propriétés diélectriques. Elle sert d’interface entre la plaquette et le système de chauffage/refroidissement.
5. Système de refroidissement : Tube de refroidissement intégré ou passage d’air sous la couche chauffante pour une régulation précise de la température. Conception avancée des composants de chauffage et de refroidissement décalés pour une réponse thermique rapide.
6. Capteur de température : Généralement un détecteur de température à résistance (RTD) ou un thermocouple intégré, pour la surveillance en temps réel et le contrôle par rétroaction.
7. Encapsulation/isolation : Protège les composants internes de chauffage et de refroidissement des facteurs environnementaux tels que la poussière ou l’humidité. Améliore la durabilité et l’efficacité thermique du système.
