《半导体行业》制造中的夹持工具——陶瓷静电卡盘(ESC)

静电吸盘又称静电卡盘（英文全称Electrostatic Chucks（ESC））主要作用是固定衬底起到快速加热的作用，也是wafer晶圆键合中的夹持工具。ESC的质量直接影响半导体制造及封装的质量问题。超声扫描显微镜SAM作为一种利用声波传递幅值变化鉴别内部质量的无损检测设备。在工作中通过脉冲反射法和透射法可以对半导体元器件内部质量进行评估。在半导体大规模集成电路制造中，会面对很多“必经之路”如刻蚀、切割、抛光冷却等许多复杂的工艺步骤，需要利用静电卡盘吸附晶片在各个工艺之间来回传输。因此，针对集成复杂的半导体来说，对晶片夹持技术的质量显得尤为重要。静电卡盘是当今超大规模集成电路高端装备刻蚀机、离子注入机、物理（化学）气相沉积等重要夹持工具。通过电极与晶片之间的库仑力来吸附晶片，从而达到均匀吸附，保证稳定性。

采声研发超声扫描显微镜SAM

目前，关于陶瓷静电卡盘的制造有两种可分为陶瓷绝缘层制造和陶瓷绝缘层与铝基粘接等。其中，叠片工艺是实现吸附和温度均匀性的重要环节，这种工艺与LTCC多层共烧陶瓷的叠片工艺类似。目前，高端半导体工艺均采用12英寸陶瓷静电卡盘，生产瓷片规格≥470mm×470mm，尺寸较大，为此对叠片工艺制造的陶瓷静电卡盘质量有了严格标准。叠层后生瓷片之间不能存在气泡，一旦出现气泡对吸附力可能会造成失效影响。因此，需要对陶瓷静电卡盘层间质量进行检测，超声扫描显微镜是半导体材料中最适宜的检测方式，不需要做破坏性处理，只需要把检测工件放在设备的水槽内，利用水作为声波的传输介质，探头向被检工件发送短波开始形成脉冲反射效应。

采声检测现场及检测结果

陶瓷静电吸盘内部气泡缺陷超声C扫描图像