FerroTec晶圆加热盘：助力半导体行业高精度温控
在半导体制造流程中，涂胶显影工艺对芯片性能具有决定性影响。光刻胶的涂布厚度和均匀性直接影响最终芯片的性能，而影响光刻胶均匀性的关键因素之一正是晶圆表面的温度控制精度。因此在实际工艺中，普遍采用晶圆加热盘对晶圆进行高精温度控制，以确保工艺稳定性与良品率。
一、晶圆加热盘的分类标准
为满足市场需求，FerroTec热电事业开发了不同类型的晶圆加热盘。首先，我们根据尺寸将晶圆加热盘分为6英寸、8英寸和12英寸三类。其次，再根据内部加热方式的不同，又可分为以下三种类型：
1.加热膜式
采用薄膜加热技术，具有快速响应和高均匀性等优势。适用于需要快速升温和精确控温的应用场景。
2.云母式发热组件
通过云母材料作为绝缘基底，内置电阻丝进行加热，热源稳定可靠，适用于需要长时间稳定工作的场合。
3.铠装电热丝式
铠装电热丝具备优良的机械强度和耐久性，适用于高温环境。
在FerroTec提供的多种晶圆加热盘中，云母式因其出色性能得到了广泛应用。接下来我们将以8英寸云母式加热盘为例，带大家深入了解它的结构组成和性能特点。
二、FerroTec热盘的结构和原理
▲ FerroTec云母式晶圆加热盘（8英寸）
FerroTec云母式晶圆加热盘由导热板、云母发热盘和下压板这几个关键部件组成。这些部件各司其职、协同工作，确保将晶圆均匀稳定地加热到所需温度。下面是每个部件各自的功能特性。
1.导热板
导热板和晶圆直接接触，负责将发热盘产生的热量传导至晶圆。它的主要功能是将云母发热盘产生的热量高效传导到晶圆上。为满足大部分应用需求并控制成本，通常选用导热系数较高的铝合金作为导热板材质，并对导热板表面进行硬质阳极氧化处理。氧化层厚度一般在20μm以上，既能保护导热板表面，防止出现划痕磕伤，又能有效阻隔导热板中的金属离子，避免晶圆受到污染。
2.云母发热盘
云母发热盘是晶圆加热盘的核心加热元件，内部布有电阻丝。当电流通过电阻丝时，电阻丝发热，为加热盘提供稳定可靠的热源。
3.下压板
下压板的主要作用是固定云母发热盘，并防止热量向外扩散，起到隔热的作用。由于不锈钢不易变形，且导热性能较差，能有效隔离热量，确保加热盘内部的温度稳定性，因此我们通常选择不锈钢作为下压板材质。
三、FerroTec热盘的性能参数
FerroTec云母式晶圆加热盘（8英寸）拥有优越的性能参数，能充分满足半导体晶圆制造行业的精密温控需求。其最大升温速率为20℃/分钟，能在短时间内迅速达到所需的温度。最高工作温度可达200℃，极限温度高达250℃。在实际应用中，客户选用的主要温度有90℃、120℃、150℃、180℃和200℃。
四、FerroTec热盘温度均匀性测试
温度均匀性是衡量晶圆加热盘性能的重点参数，它直接决定了晶圆表面的温度一致性。为验证我司该款晶圆加热盘的温度均匀性，我们挑选了一款具备21点测温能力的TC Wafer（热电偶晶圆），对21个点位同时进行测温。
测试结果如上图所示：这五个温度段下温度均匀性均符合要求。
90℃时Range为0.337℃，120℃时Range为0.394℃：满足在50～120℃时，温度均匀性±0.2℃的标准
150℃时Range为0.669℃：满足在120.1~150℃时，温度均匀性±0.4℃的标准
180℃时Range为0.791℃，200℃时Range为1.009℃：满足在150.1~200℃时，温度均匀性±0.6℃的标准
综上可知，FerroTec自研生产的云母式晶圆加热盘在控温精度与温度均匀性方面优势显著，目前已成功应用于多个客户项目。未来，随着半导体行业的快速发展，FerroTec热电事业将进一步加大温控设备研发投入，推出更多高性能温控产品和整体化方案。
