Hva er en elektrostatisk chuck (ESC)?

Ⅰ. ESC produktdefinisjon

Elektrostatisk chuck (ESC for kort) er en enhet som bruker elektrostatisk kraft for å absorbere og fikseSilisiumskiverellerandre underlag. Det er mye brukt i plasma -etsing (plasma -etsing), kjemisk dampavsetning (CVD), fysisk dampavsetning (PVD) og andre prosessforbindelser i vakuummiljøet for halvlederproduksjon.

Sammenlignet med tradisjonelle mekaniske inventar, kan ESC fast fikse skiver uten mekanisk stress og forurensning, forbedre prosesseringsnøyaktigheten og konsistensen, og er en av nøkkelutstyrskomponentene i halvpresisjonens halvlederprosesser.

Ⅱ. Produkttyper (typer elektrostatiske chucks)

Elektrostatiske chucks kan deles inn i følgende kategorier i henhold til strukturell design, elektrodematerialer og adsorpsjonsmetoder:

1. Monopolar Esc

Struktur: ett elektrodelag + ett bakkeplan

Funksjoner: Krever hjelpehelium (HE) eller nitrogen (N₂) som et isolerende medium

Bruksområde: Egnet for behandling av høyimpedansmaterialer som Sio₂ og si₃n₄

2. Bipolar Esc

Struktur: To elektroder, de positive og negative elektrodene er innebygd i henholdsvis keramikk- eller polymerlaget

Funksjoner: Det kan fungere uten flere medier og er egnet for materialer med god ledningsevne

Fordeler: Sterkere adsorpsjon og raskere respons

3. Termisk kontroll (han avkjøling av baksiden av esc)

Funksjon: Kombinert med kjølesystemet for baksiden (vanligvis helium), kontrolleres temperaturen nøyaktig mens du fikser skiven

Bruksområde: mye brukt i plasma -etsing og prosesser der etsedybden må kontrolleres nøyaktig

4. Keramisk escMateriale: 

Keramiske materialer med høy isolasjon som aluminiumoksyd (AL₂O₃), aluminiumnitrid (ALN) og silisiumnitrid (Si₃n₄) brukes vanligvis.

Funksjoner: Korrosjonsmotstand, utmerket isolasjonsytelse og høy termisk ledningsevne.

Iii. Bruksområder av ESC i halvlederproduksjon 

1. Plasma -etsing ESC fikser skiven i reaksjonskammeret og realiserer avkjøling av rygg, og kontrollerer skivetemperaturen innen ± 1 ℃, og dermed sikrer at etsningshastighetseniformiteten (CD -enhetlighet) kontrolleres innen ± 3%.

2. Kjemisk dampavsetning (CVD) ESC kan oppnå stabil adsorpsjon av skiver under høye temperaturforhold, effektivt undertrykke termisk deformasjon, og forbedre ensartetheten og vedheftet av tynnfilmavsetning.

3. Fysisk dampavsetning (PVD) ESC gir kontaktløs fiksering for å forhindre skader skader forårsaket av mekanisk stress, og er spesielt egnet for behandling av ultratynne skiver (<150μm).

4. Ionimplantasjon Temperaturkontrollen og stabile klemmekapasiteter til ESC forhindrer lokal skade på skiveoverflaten på grunn av ladningsakkumulering, noe som sikrer nøyaktigheten av implantasjonsdosekontrollen.

5. Avanserte emballaginginflis og 3D IC-emballasje, ESC brukes også i omfordelingslag (RDL) og laserbehandling, noe som støtter behandlingen av ikke-standard skivestørrelser.

IV. Viktige tekniske utfordringer 

1. Holdingskraft Nedbrytningsproblem Beskrivelse: 

Etter langvarig drift, på grunn av aldring av elektrode eller keramisk overflateforurensning, reduseres ESC-holdekraften, noe som får skiven til å skifte eller falle av.

Løsning: Bruk plasmastrengning og regelmessig overflatebehandling.

2. Risiko for elektrostatisk utladning (ESD): 

Høyspenningsskjevhet kan forårsake øyeblikkelig utslipp, skade skiven eller utstyret.

Motmål: Design en flerlags elektrodeisolasjonsstruktur og konfigurere en ESD-undertrykkelseskrets.

3. Temperatur ikke-ensartet grunn: 

Ujevn avkjøling av baksiden av ESC eller forskjellen i termisk ledningsevne for keramikk.

Data: Når temperaturavviket overstiger ± 2 ℃, kan det føre til etsedybdeavvik på> ± 10%.

Løsning: High Thermal Conductivity Ceramics (som ALN) med høypresisjon HE Trykkstyringssystem (0–15 Torr).

4. Avsetning av forurensningsproblem: 

Prosessrester (for eksempel CF₄, SIH₄ nedbrytningsprodukter) blir avsatt på overflaten av ESC, noe som påvirker adsorpsjonskapasiteten.

Motmåling: Bruk rengjøringsteknologi i plasma og utfør rutinemessig rengjøring etter å ha kjørt 1000 skiver.

V. Kjernebehov og bekymringer fra brukerne