FerroTec ウェーハ加熱プレート: 半導体産業の高精度温度制御の実現に貢献

公開先: 2025-05-12 14:23

半導体製造プロセスにおいて、コーティングと現像のプロセスはチップの性能に決定的な影響を与えます。フォトレジストのコーティングの厚さと均一性は、最終的なチップの性能に直接影響しますが、フォトレジストの均一性に影響を与える重要な要因の 1 つは、ウェーハ表面の温度制御精度です。そのため、実際のプロセスでは、プロセスの安定性と歩留まりを確保するために、ウェーハの高精度な温度制御を行うためにウェーハ加熱プレートが一般的に使用されています。

 

1. ウェーハ加熱プレートの分類基準

市場の需要を満たすために、FerroTec Thermoelectrics はさまざまなタイプのウェーハ加熱プレートを開発しました。まず、ウェハ加熱プレートをサイズに応じて 6 インチ、8 インチ、12 インチの 3 つのカテゴリに分類します。次に、内部加熱方法の違いにより、次の 3 つのタイプに分けられます。

1. 加熱フィルムタイプ

高速応答と高い均一性の利点を持つ薄膜加熱技術を採用しています。急速加熱と正確な温度制御が必要な用途に適しています。

 

2. マイカ加熱部品

絶縁ベースにはマイカ材を使用し、内蔵の抵抗線で加熱します。熱源が安定していて信頼性が高く、長期間の安定した作業が求められる場面に適しています。

 

3. 装甲電熱線タイプ

装甲電熱線は機械的強度と耐久性に優れており、高温環境に適しています。

 

FerroTec が提供するさまざまなウェーハ加熱プレートのうち、マイカタイプは優れた性能を備えているため広く使用されています。次に、8 インチのマイカ加熱プレートを例に挙げて、その構造構成と性能特性をより深く理解していただきます。

 

2. フェロテックホットプレートの構造と原理

▲ FerroTec マイカウェーハ加熱プレート(8インチ)

FerroTec マイカ ウェーハ加熱プレートは、熱伝導プレート、マイカ加熱プレート、低圧プレートといういくつかの主要コンポーネントで構成されています。これらのコンポーネントはそれぞれの機能を実行し、連携して動作することで、ウェハが必要な温度まで均一かつ安定して加熱されるようにします。以下に各コンポーネントの機能的な特徴を示します。

 

1.熱伝導プレート

熱伝導プレートはウェーハと直接接触し、加熱プレートによって生成された熱をウェーハに伝達する役割を果たします。その主な機能は、マイカ加熱プレートによって生成された熱をウェハに効率的に伝達することです。ほとんどのアプリケーション要件を満たし、コストを制御するために、通常、熱伝導率の高いアルミニウム合金が熱伝導プレートの材料として選択され、熱伝導プレートの表面は硬質陽極酸化処理されます。酸化層の厚さは一般に20μm以上であり、熱伝導板の表面を保護して傷や衝撃を防ぐだけでなく、熱伝導板内の金属イオンを効果的に遮断してウェハの汚染を防ぐこともできます。

 

2. マイカ加熱プレート

マイカ加熱プレートは、内部に抵抗線を備えたウェーハ加熱プレートのコア加熱要素です。抵抗線に電流が流れると、抵抗線が熱を発生し、加熱プレートに安定した信頼性の高い熱源を提供します。

 

3. 下圧力板

下圧力板の主な機能は、マイカ加熱板を固定し、熱が外に拡散するのを防ぎ、断熱の役割を果たすことです。ステンレス鋼は変形しにくく熱伝導率が低いため、効果的に熱を遮断し、加熱プレート内の温度安定性を確保できます。したがって、下部圧力プレートの材料としては通常ステンレス鋼を選択します。

 

3. FerroTecホットプレートの性能パラメータ

FerroTec マイカ ウェーハ加熱プレート (8 インチ) は優れた性能パラメータを備えており、半導体ウェーハ製造業界の精密温度制御ニーズを完全に満たすことができます。最大加熱速度は20℃/分で、短時間で必要な温度に到達できます。最高動作温度は 200℃ に達し、極度温度は 250℃ までになります。実際のアプリケーションでは、お客様が選択する主な温度は 90℃、120℃、150℃、180℃、200℃ です。

 

 

4. FerroTecホットプレートの温度均一性テスト

温度均一性は、ウェーハ加熱プレートの性能を測定するための重要なパラメータであり、ウェーハ表面の温度の一貫性を直接決定します。当社のウェーハ加熱プレートの温度均一性を検証するために、21 ポイントの温度測定機能を備えた TC ウェーハ (熱電対ウェーハ) を選択し、21 ポイントの温度を同時に測定しました。

テスト結果は上の図に示されています。これら 5 つの温度範囲での温度均一性は要件を満たしています。

90℃で0.337℃、 120℃で0.394℃の範囲で、 50~120℃で±0.2℃の温度均一性の基準を満たしています。

範囲は150℃で0.669℃です。120.1 ~150℃で±0.4℃の温度均一性の基準を満たしています。

範囲は180℃で0.791℃、200℃で1.009℃です。150.1 ~200℃で±0.6℃の温度均一性の基準を満たしています。

 

要約すると、FerroTec が自社開発・製造したマイカ ウェーハ加熱プレートは、温度制御の精度と温度均一性に大きな利点があり、複数の顧客プロジェクトにうまく適用されています。今後、半導体産業の急速な発展に伴い、FerroTec の熱電事業は温度制御機器の研究開発への投資をさらに増やし、より多くの高性能な温度制御製品と統合ソリューションを発表する予定です。

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