Kas yra elektrostatinis chuck (ESC)?

Ⅰ. ESC produkto apibrėžimas

Elektrostatinis chuck (trumpai) yra įrenginys, kuris naudoja elektrostatinę jėgą absorbuoti ir pataisytiSilicio plokštelėsarbakiti substratai. Jis plačiai naudojamas plazmos ėsdinant (plazmos ėsdinimas), cheminio garų nusėdimas (CVD), fizinio garų nusėdimas (PVD) ir kitos proceso jungtys vakuuminėje aplinkoje puslaidininkių gamybos aplinkoje.

Palyginti su tradiciniais mechaniniais įrenginiais, ESC gali tvirtai ištaisyti vaflius be mechaninio įtempio ir taršos, pagerinti apdorojimo tikslumą ir nuoseklumą ir yra vienas iš pagrindinių įrangos komponentų, susijusių su aukšto tikslumo puslaidininkių procesų.

Ⅱ. Produktų tipai (elektrostatinių griovių tipai)

Elektrostatinius griebtuvus galima suskirstyti į šias kategorijas pagal struktūrinį projektavimą, elektrodų medžiagas ir adsorbcijos metodus:

1. Monopolar Esc

Struktūra: vienas elektrodo sluoksnis + viena įžeminimo plokštuma

Savybės: reikalingas pagalbinis helis (HE) arba azotas (n₂) kaip izoliacinė terpė

Taikymas: Tinka apdoroti didelio stiliaus medžiagas, tokias kaip SiO₂ ir Si₃n₄

2. Bipolinė Esc

Struktūra: du elektrodai, teigiami ir neigiami elektrodai yra įterpti į keraminį arba polimero sluoksnį

Funkcijos: Tai gali veikti be papildomos laikmenos ir yra tinkamas medžiagoms, turinčioms gerą laidumą

Privalumai: stipresnė adsorbcija ir greitesnis atsakas

3. Šilumos valdymas (jis atvėsus už nugaros)

Funkcija: Derinama su aušinimo sistema (paprastai helis), temperatūra tiksliai kontroliuojama, pritvirtinant vaflį

Taikymas: plačiai naudojamas plazmos ėsdinant ir procesuose, kur ėsdinimo gylis turi būti tiksliai kontroliuojamas

4. Keramikos EscMedžiaga: 

Paprastai naudojamos didelės izoliacinės keraminės medžiagos, tokios kaip aliuminio oksidas (Al₂o₃), aliuminio nitridas (Aln) ir silicio nitridas (Si₃n₄).

Savybės: atsparumas korozijai, puikus izoliacijos veikimas ir didelis šilumos laidumas.

Iii. ESC pritaikymas puslaidininkių gamyboje 

1. Plazmos ėsdinimas ESC nustato vaflį reakcijos kameroje ir realizuoja vėsinimą, kontroliuodamas vaflių temperatūrą ± 1 ℃, taip užtikrinant, kad ėsdinimo greičio vienodumas (CD vienodumas) būtų kontroliuojamas ± 3%.

2. Cheminis garų nusėdimas (CVD) ESC gali pasiekti stabilią vaflių adsorbciją aukštos temperatūros sąlygomis, efektyviai slopinti šiluminę deformaciją ir pagerinti plono plėvelės nusėdimo vienodumą ir sukibimą.

3. Fizinis garų nusėdimas (PVD) ESC suteikia bekontaktį fiksaciją, kad būtų išvengta vaflių pažeidimų, kuriuos sukelia mechaninis įtempis, ir yra ypač tinkamas apdoroti ypač plonus vaflius (<150 μm).

4. Jonų implantacijos temperatūros valdymas ir stabilios ESC prispaudimo galimybės neleidžia vietiniam vaflinio paviršiaus pažeidimui dėl krūvio kaupimosi, užtikrinant implantacijos dozės kontrolės tikslumą.

5. Pažangios pakuotės lustai ir 3D IC pakuotė, ESC taip pat naudojama perskirstymo sluoksniuose (RDL) ir lazerio apdorojimu, palaikant nestandartinių vaflių dydžių apdorojimą.

Iv. Pagrindiniai techniniai iššūkiai 

1. 

Po ilgalaikio veikimo dėl elektrodų senėjimo ar keraminio paviršiaus užteršimo, ESC laikymo jėga mažėja, todėl vaflis pasislenka arba nukrito.

Sprendimas: naudokite plazmos valymą ir reguliarų paviršiaus apdorojimą.

2. Elektrostatinės iškrovos (ESD) rizika: 

Didelės įtampos paklaida gali sukelti akimirksniu išleidimą, pažeisdamas vaflį ar įrangą.

Atviros priemonės: Suprojektuokite kelių sluoksnių elektrodo izoliacijos struktūrą ir sukonfigūruokite ESD slopinimo grandinę.

3. Temperatūros nevienodumas Priežastis: 

Netolygus ESC nugaros aušinimas arba keramikos šilumos laidumo skirtumas.

Duomenys: Kai temperatūros nuokrypis viršija ± 2 ℃, tai gali sukelti ėsdinimo gylio nuokrypį> ± 10%.

Sprendimas: aukštas šilumos laidumo keramika (pvz., ALN) su dideliu tikslu HE slėgio valdymo sistema (0–15 Torr).

4. Depozicijos užteršimo programoje: 

Proceso likučiai (pvz., CF₄, SIH₄ skilimo produktai) nusėda ant ESC paviršiaus, turinčio įtakos adsorbcijos pajėgumui.

Atsakomoji priemonė: naudokite plazmos in situ valymo technologiją ir atlikite įprastą valymą po 1000 vaflių.

V. Pagrindiniai vartotojų poreikiai ir rūpesčiai