Kodėl pirmaujantys ESC gamintojai pereina prie aliuminio nitrido keramikos

Šiuolaikinėje puslaidininkių gamyboje keraminė plokštė elektrostatinio griebtuvo (ESC) viduje yra daug daugiau nei paprasta atrama. Jis nustato praktines plokštelių temperatūros vienodumo, suspaudimo stabilumo ir proceso pakartojamumo ribas. Mažėjant įrenginio mazgams ir mažėjant šiluminiam biudžetui, įprastiniai aliuminio oksido (Al2O3) substratai vis labiau negali patenkinti plazminio ėsdinimo, CVD ir pažangių litografijos įrankių reikalavimų. Ši realybė stumia ESC gamintojus link aliuminio nitrido (AlN) keramikos.

1.Pagrindas lemia Chuck našumą

Įmonėms, kurios projektuoja ir gamina elektrostatinius griebtuvus, keraminis sluoksnis yra pagrindinė šiluminė ir elektrinė sąsaja su plokštele. Jis turi užtikrinti greitą, vienodą šilumos perdavimą, išlaikant dielektrines savybes, reikalingas patikimam elektrostatiniam suspaudimui. Išplėstiniuose proceso mazguose net nedideli temperatūros gradientai arba plokštelių deformacija gali sukelti derliaus praradimą. Todėl medžiagos pasirinkimas nebėra neprivalomas – tai pagrindinis inžinerinis sprendimas, kurį lemia fizinės aliuminio oksido ribos ir aiškūs AlN pranašumai.

2.Aliuminio oksidas prieš aliuminio nitridą: aiškus techninis kontrastas

ESC inžinieriai pasirenka AlN, nes jis tiesiogiai pašalina aliuminio oksido trūkumus didelio našumo programose. Toliau pateiktame palyginime išryškinami svarbiausi skirtumai:

Šilumos laidumo tarpas yra lemiamas. Didesnis laidumas reiškia griežtesnę temperatūros kontrolę, greitesnę šiluminę reakciją ir geresnį proceso vienodumą didelėse plokštelėse – pranašumai, kurie tampa neabejotini, kai mazgai pasislenka žemiau 5 nm ir 3 nm.

3.Ko reikia ESC gamintojams be tuščio substrato

Aukšto grynumo AlN plokštė yra tik pradinis taškas. Norint sėkmingai integruoti į gamybai paruoštą ESC, iš keramikos tiekėjo reikia papildomų galimybių:

1. Tikslus šildytuvų ir elektrodų metalizavimas.Sudėtingi volframo arba molibdeno grandinės modeliai turi būti atspausdinti, padengti arba deginti kartu su stipriu sukibimu ir stabiliu laidumu. Storosios plėvelės ir HTCC procesai, kurie išgyvena sukepinant, yra būtini norint užtikrinti pastovų elektrinį veikimą per visą griebtuvo naudojimo laiką.

2. Nano skalės paviršiaus apdaila ir lygumas.Plokštelės kontaktiniam paviršiui reikalingas optinis lygumas (TTV paprastai mažesnis nei 1 µm) ir griežtai kontroliuojamas mikronelygumas. Paviršiaus apdaila su Ra nuosekliai iki 10 nm pagerina šiluminį kontaktą ir sumažina plokštelių prilipimo riziką.

3. Patikimas klijavimas prie metalinių pagrindo plokščių.Nesvarbu, ar tiekėjas tiekia iš anksto lituotus AlN – nerūdijančio plieno mazgus, ar paruošia paviršius klientų klijavimui, norint užtikrinti ilgalaikį mechaninį vientisumą, reikalingi patvirtinti šlyties stiprumo ir terminio ciklo duomenys.

4. Pagrindiniai klausimai, kuriuos reikia užduoti savo AlN substrato tiekėjui

Vien duomenų lapų neužtenka. ESC statybininkai turėtų spausti potencialius partnerius šiais klausimais:

1. Kiek vienodas yra šilumos laidumas tarp partijos ir kokie matavimo metodai tai patvirtina?

2. Ar galite pateikti visą medžiagos apibūdinimo paketą, į kurį įeina dielektrinė konstanta ir atitinkamų dažnių ir temperatūrų nuostolių liestinė?

3. Kokias lygumo (TTV, lankas) ir paviršiaus šiurkštumo (Ra) vertes garantuojate standartiškai?

4. Kokios metalizacijos sistemos yra prieinamos ir kokius sukibimo stiprumus (pavyzdžiui, nulupimo bandymo rezultatus) galite parodyti?

5. Ar siūlote surinkimo galimybes, pvz., išankstinį metalizavimą arba litavimą prie nurodytų pagrindo plokščių? Šios paslaugos gali sutrumpinti integracijos laiką ir sumažinti riziką.

5.Išvada: AlN kaip strateginis pasirinkimas naujos kartos ESC

Perėjimas nuo aliuminio oksido prie aliuminio nitrido yra vienas didžiausių svertų sprendimų, kurį gali priimti ESC gamintojas, siekdamas pažangių mazgų šiluminės kontrolės reikalavimų. Tačiau perėjimas nėra tik materialinis apsikeitimas. Tam reikalingas tiekėjas, suprantantis keramikos apdirbimą, tikslų apdirbimą, metalizavimą ir funkcinę integraciją.

Mes „VeTek Semiconductor“ palaikome puslaidininkinės įrangos ekosistemą naudodami labai grynus pažangius keramikos sprendimus ir susijusias medžiagas, sukurtas reiklioms procesų aplinkoms. Mūsų dėmesys medžiagų kokybei, procesų suderinamumui ir patikimam tiekimui padeda ESC ir įrangos partneriams paversti esminius AlN pranašumus į stabilius, našius griebtuvų dizainus.

Jei vertinate AlN substratus ar susijusius keraminius komponentus savo naujos kartos elektrostatinio griebtuvo platformai, kviečiame aptarti techninius reikalavimus su mūsų komanda. Susisiekite su „VeTek Semiconductor“, kad gautumėte medžiagų duomenų, informacijos apie galimybes ir taikomųjų programų palaikymą, pritaikytą jūsų projektavimo tikslams.