Hvad er en elektrostatisk chuck (ESC)?

Ⅰ. ESC -produktdefinition

Elektrostatisk chuck (ESC for kort) er en enhed, der bruger elektrostatisk kraft til at absorbere og ordneSiliciumskiverellerAndre underlag. Det er vidt anvendt i plasma -ætsning (plasma -ætsning), kemisk dampaflejring (CVD), fysisk dampaflejring (PVD) og andre procesforbindelser i vakuummiljøet inden for halvlederproduktion.

Sammenlignet med traditionelle mekaniske inventar kan ESC fast fastgøre skiver uden mekanisk stress og forurening, forbedre behandlingsnøjagtigheden og konsistensen og er en af nøgleudstyrskomponenterne i højpræcisions-halvlederprocesser.

Ⅱ. Produkttyper (typer elektrostatiske chucks)

Elektrostatiske chucks kan opdeles i følgende kategorier i henhold til strukturelle design, elektrodematerialer og adsorptionsmetoder:

1. Monopolær Esc

Struktur: Et elektrodelag + et jordplan

Funktioner: Kræver hjælpelium (HE) eller nitrogen (N₂) som et isolerende medium

Anvendelse: Velegnet til behandling af højimpedansmaterialer såsom SiO₂ og Si₃n₄

2. bipolar Esc

Struktur: To elektroder, de positive og negative elektroder er indlejret i henholdsvis keramik- eller polymerlaget

Funktioner: Det kan fungere uden yderligere medier og er velegnet til materialer med god ledningsevne

Fordele: stærkere adsorption og hurtigere respons

3. Thermal Control (han bagside afkøling af ESC)

Funktion: Kombineret med bagsiden af kølesystemet (normalt helium) styres temperaturen nøjagtigt, mens du fastgør skiven

Anvendelse: Det er vidt anvendt i plasma -ætsning og processer, hvor ætsningsdybden skal kontrolleres nøjagtigt

4. Keramisk EscMateriale: 

Keramiske materialer med høj isolering, såsom aluminiumoxid (Al₂o₃), aluminiumsnitrid (ALN) og siliciumnitrid (Si₃n₄) anvendes normalt.

Funktioner: Korrosionsbestandighed, fremragende isoleringsydelse og høj termisk ledningsevne.

III. Anvendelser af ESC i halvlederfremstilling 

1. plasma -ætsning ESC fikserer skiven i reaktionskammeret og indser tilbage afkøling, kontrol af skivertemperaturen inden for ± 1 ℃ og derved sikrer, at ætsningshastighedens ensartethed (CD -ensartethed) styres inden for ± 3%.

2. Kemisk dampaflejring (CVD) ESC kan opnå stabil adsorption af skiver under høje temperaturforhold, effektivt undertrykke termisk deformation og forbedre ensartethed og vedhæftning af tyndfilmaflejring.

3. Fysisk dampaflejring (PVD) ESC tilvejebringer kontaktløs fiksering for at forhindre skader på skader forårsaget af mekanisk stress og er især velegnet til behandling af ultratynde skiver (<150μm).

4. ionimplantation Temperaturkontrollen og stabil klemmefunktioner ved ESC forhindrer lokal skade på skivenoverfladen på grund af opladning af akkumulering, hvilket sikrer nøjagtigheden af implantationsdosisstyring.

5. Avancerede emballageinchipletter og 3D IC-emballage, ESC bruges også i omfordelingslag (RDL) og laserbehandling, der understøtter behandlingen af ikke-standard skivestørrelser.

Iv. De vigtigste tekniske udfordringer 

1. Holding Force Nedbrydningsproblem Beskrivelse: 

Efter langvarig drift på grund af elektrode aldring eller keramisk overfladeforurening falder ESC-holdekraften, hvilket får skiven til at skifte eller falde af.

Løsning: Brug plasmarensning og regelmæssig overfladebehandling.

2. Risiko for elektrostatisk udladning (ESD): 

Højspændingsbias kan forårsage øjeblikkelig udflod og skade skiven eller udstyret.

Modforanstaltninger: Design en flerlags elektrodeisoleringsstruktur og konfigurer et ESD-undertrykkelseskredsløb.

3. Temperatur Ikke-ensartet årsag: 

Ujævn afkøling af bagsiden af ESC eller forskellen i termisk ledningsevne af keramik.

Data: Når temperaturafvigelsen overstiger ± 2 ℃, kan det forårsage en ætsning af dybdeafvigelse på> ± 10%.

Løsning: Høj termisk ledningsevne keramik (såsom ALN) med højpræcision HE trykstyringssystem (0–15 Torr).

4. deponering kontamineringsproblem: 

Procesrester (såsom CF₄, SIH₄ -nedbrydningsprodukter) deponeres på overfladen af ESC, hvilket påvirker adsorptionskapacitet.

Modforanstaltning: Brug plasma-in-situ rengøringsteknologi og udfør rutinemæssig rengøring efter at have kørt 1.000 skiver.

V. Kernebehov og bekymringer for brugerne