Čo je to elektrostatický Chuck (ESC)?

Ⅰ. Definícia produktu ESC

Electrostatic Chuck (ESC for short) is a device that uses electrostatic force to absorb and fix kremíkaleboOstatné substráty. Všeobecne sa používa pri leptaní v plazme (leptanie plazmy), chemickej depozícii pary (CVD), fyzikálneho ukladania pary (PVD) a ďalších procesných väzbách vo vákuovom prostredí výroby polovodičov.

V porovnaní s tradičnými mechanickými príslušenstvami môžu ESC pevne fixovať doštičky bez mechanického stresu a znečistenia, zlepšiť presnosť a konzistentnosť spracovania a je jednou z kľúčových komponentov zariadení vysoko presných polovodičových procesov.

Ⅱ. Typy produktov (typy elektrostatických skľučov)

Elektrostatické skľučovanie možno rozdeliť do nasledujúcich kategórií podľa štrukturálneho návrhu, elektródových materiálov a adsorpčných metód:

1. Monopolar ESC

Štruktúra: jedna elektródová vrstva + jedna pozemná rovina

Vlastnosti: vyžaduje pomocné hélium (HE) alebo dusík (n₂) ako izolačné médium

Aplikácia: Vhodná na spracovanie materiálov s vysokou impedanciou, ako sú Sio₂ a Si₃n₄

2. Bipolárny ESC

Štruktúra: Dve elektródy, pozitívne a negatívne elektródy sú zabudované do keramickej alebo polymérnej vrstvy

Vlastnosti: Môže fungovať bez ďalších médií a je vhodný pre materiály s dobrou vodivosťou

Výhody: Silnejšia adsorpcia a rýchlejšia reakcia

3. Termálna kontrola (on zadné chladenie ESC)

Funkcia: V kombinácii so systémom chladiaceho systému na zadnom chladení (zvyčajne hélium) je teplota presne regulovaná pri fixovaní oblátky

Aplikácia: Široko používa sa pri leptaní plazmy a procesov, kde je potrebné presne kontrolovať hĺbku leptania

4. Keramický ESCMateriál: 

Zvyčajne sa používajú vysoké izolačné keramické materiály, ako je oxid hlinitý (al₂o₃), nitrid hlinitý (ALN) a nitrid kremíka (Si₃n₄).

Vlastnosti: odolnosť proti korózii, vynikajúci izolačný výkon a vysoká tepelná vodivosť.

III. Aplikácie ESC pri výrobe polovodičov 

1. Plazmové leptanie ESC fixuje oblátku v reakčnej komore a realizuje chladenie chrbta, reguluje teplotu oblátky v rámci ± 1 ℃, čím sa zabezpečí, aby sa rovnomernosť rýchlosti leptania (uniformita CD) regulovala v rámci ± 3%.

2. Chemické ukladanie pary (CVD) ESC môže dosiahnuť stabilnú adsorpciu doštičiek za podmienok vysokej teploty, účinne potláča tepelnú deformáciu a zlepšiť uniformitu a adhéziu ukladania tenkého filmu.

3. Fyzikálna depozícia pary (PVD) ESC poskytuje bezkontaktnú fixáciu, aby sa zabránilo poškodeniu oblátok spôsobených mechanickým napätím, a je obzvlášť vhodná na spracovanie ultratenných doštičiek (<150 μm).

4. Ion implantácia Teplotná kontrola a stabilné schopnosti upínania ESC bránia miestnemu poškodeniu povrchu oblátky v dôsledku akumulácie náboja, čím sa zabezpečí presnosť riadenia implantácie.

5. Advanced Balingin Chiplets a 3D IC Balenie, ESC sa tiež používa v redistribučných vrstvách (RDL) a spracovaní laserov, čo podporuje spracovanie neštandardných veľkostí oblátok.

Iv. Kľúčové technické výzvy 

1. 

Po dlhodobej prevádzke, v dôsledku starnutia elektród alebo kontaminácie keramickej povrchu, klesá sila ESC, čo spôsobuje, že doštička sa posunie alebo spadne.

Roztok: Používajte čistenie plazmy a pravidelné povrchové ošetrenie.

2. Riziko elektrostatického výboja (ESD): 

Predpätie vysokého napätia môže spôsobiť okamžité vybíjanie, ktoré poškodzuje oblátku alebo vybavenie.

Protiopatrenia: Navrhnite viacvrstvovú štruktúru izolácie elektród elektród a nakonfigurujte obvod supresie ESD.

3. Dôvod nejednotnosti teploty: 

Nerovnomerné chladenie zadnej časti ESC alebo rozdiel v tepelnej vodivosti keramiky.

Údaje: Akonáhle teplotná odchýlka prekročí ± 2 ℃, môže to spôsobiť odchýlku hĺbky leptania> ± 10%.

Riešenie: Keramika s vysokou tepelnou vodivosťou (napríklad ALN) s vysoko presným systémom riadenia tlaku (0–15 Torr).

4. Program kontaminácie depozície: 

Zvyšky procesov (ako napríklad CF₄, SIH₄ rozkladové produkty) sa ukladajú na povrch ESC, čo ovplyvňuje adsorpčnú kapacitu.

Protiopatrenie: Používajte plazmovú technológiu čistenia in situ a vykonajte rutinné čistenie po spustení 1 000 doštičiek.

V. Základné potreby a obavy používateľov