セラミックヒーター

半導体製造のフロントエンドプロセス（FEOL）で、ウェーハさまざまなプロセス処理、特にウェーハを特定の温度に加熱する必要があり、温度の均一性が製品の収量に非常に重要な影響を与えるため、厳密な要件があります。同時に、半導体機器は、セラミックヒーターの使用が必要な真空、プラズマ、化学ガスの存在下で動作する必要があります。セラミックヒーター半導体薄膜堆積装置の重要な成分です。それらはプロセスチャンバーで使用され、ウェーハに直接接触して、ウェーハを運び、有効にして安定した均一なプロセス温度を取得し、ウェーハの表面で高精度で反応して薄膜を生成します。

セラミックヒーターで使用される薄膜堆積装置には高温が含まれるため、主に窒化アルミニウム（ALN）に基づくセラミック材料が使用されます。窒化アルミニウムには電気断熱と優れた熱伝導率があるためです。さらに、その熱膨張係数はシリコンのそれに近く、優れたプラズマ抵抗性があり、半導体機器コンポーネントとして使用するのに非常に適しています。

静電チャック（ESC）は、主に酸化アルミニウム（AL2O3）のエッチング機器で使用されます。静電チャック自体にはヒーターも含まれており、ドライエッチングを例に挙げているため、特定のエッチング特性を維持するために、-70 〜100℃の範囲の特定の温度でウェーハを制御する必要があります。したがって、ウェーハの温度を正確に制御するには、静電チャックによってウェーハを加熱または放散する必要があります。さらに、ウェーハ表面の均一性を確保するために、静電チャックはしばしば、各温度制御ゾーンの温度を個別に制御してプロセスの収率を改善するために温度制御ゾーンを上げる必要があります。もちろん、テクノロジーの開発により、従来のセラミックヒーターと静電チャックの区別がぼやけ始めました。一部のセラミックヒーターには、高温加熱と静電吸着の二重関数があります。

セラミックヒーターには、ウェーハを運ぶセラミックベースと、背面をサポートする円筒形のサポートボディが含まれています。セラミックベースの内部または表面に加えて、加熱用の抵抗要素（加熱層）に加えて、無線周波数電極（無線周波数層）もあります。迅速な暖房と冷却を達成するために、セラミックベースの厚さは薄くなければなりませんが、薄すぎると剛性も低下します。ヒーターの支持体は一般に、ベースのものと同様の熱膨張係数を備えた材料で作られているため、サポート本体はしばしば窒化アルミニウムで作られています。ヒーターは、底部にシャフト（シャフト）ジョイントのユニークな構造を採用しており、プラズマや腐食性化学ガスの影響から端子とワイヤを保護できます。ヒーターの均一な温度を確保するために、サポートボディに熱伝導ガス入口と出口パイプが提供されます。ベースとサポート本体は、結合層と化学的に結合しています。

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