Chuck tĩnh điện (ESC) là gì?

. ESC định nghĩa sản phẩm

Chuck tĩnh điện (ESC ngắn) là một thiết bị sử dụng lực tĩnh điện để hấp thụ và sửa chữasilicon wafershoặcCác chất nền khác. Nó được sử dụng rộng rãi trong khắc plasma (khắc huyết tương), lắng đọng hơi hóa học (CVD), lắng đọng hơi vật lý (PVD) và các liên kết quy trình khác trong môi trường chân không của sản xuất chất bán dẫn.

So với đồ đạc cơ học truyền thống, ESC có thể cố định chắc chắn các tấm wafer mà không cần căng thẳng cơ học và ô nhiễm, cải thiện độ chính xác và tính nhất quán của xử lý, và là một trong những thành phần thiết bị chính của các quá trình bán dẫn có độ chính xác cao.

. Các loại sản phẩm (các loại chuck tĩnh điện)

Chuck tĩnh điện có thể được chia thành các loại sau theo thiết kế kết cấu, vật liệu điện cực và phương pháp hấp phụ:

1. ESC đơn cực

Cấu trúc: Một lớp điện cực + một mặt phẳng mặt đất

Các tính năng: Yêu cầu helium phụ (HE) hoặc nitơ (N₂) như một phương tiện cách điện

Ứng dụng: Thích hợp cho việc xử lý các vật liệu quá nhiều như SiO₂ và Si₃n₄

2. BiPolar ESC

Cấu trúc: Hai điện cực, các điện cực dương và âm được nhúng trong lớp gốm hoặc polymer tương ứng

Các tính năng: Nó có thể hoạt động mà không cần thêm phương tiện và phù hợp với các vật liệu có độ dẫn tốt

Ưu điểm: Hấp phụ mạnh hơn và phản ứng nhanh hơn

3. Kiểm soát nhiệt (anh ấy làm mát mặt sau ESC)

Chức năng: Kết hợp với hệ thống làm mát mặt sau (thường là helium), nhiệt độ được kiểm soát chính xác trong khi cố định wafer

Ứng dụng: Được sử dụng rộng rãi trong các quá trình khắc plasma và các quá trình trong đó độ sâu khắc cần được kiểm soát chính xác

4. Gốm escVật liệu: 

Các vật liệu gốm cách nhiệt cao như oxit nhôm (Al₂O₃), nhôm nitride (ALN) và silicon nitride (SI₃N₄) thường được sử dụng.

Các tính năng: Kháng ăn mòn, hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời và độ dẫn nhiệt cao.

Iii. Các ứng dụng của ESC trong chế tạo chất bán dẫn 

1. ESC khắc plasma cố định wafer trong buồng phản ứng và nhận ra làm mát trở lại, kiểm soát nhiệt độ wafer trong phạm vi ± 1, do đó đảm bảo rằng độ đồng nhất tốc độ khắc (đồng nhất CD) được kiểm soát trong phạm vi ± 3%.

2. Lấy diện tích hơi hóa học (CVD) ESC có thể đạt được sự hấp phụ ổn định của các wafer trong điều kiện nhiệt độ cao, triệt tiêu hiệu quả biến dạng nhiệt và cải thiện tính đồng nhất và độ bám dính của lắng đọng màng mỏng.

3. Sự lắng đọng hơi vật lý (PVD) ESC cung cấp sự cố định không tiếp xúc để ngăn ngừa thiệt hại wafer gây ra bởi ứng suất cơ học, và đặc biệt phù hợp để xử lý các tấm wafer siêu mỏng (<150μm).

4. Ion cấy ghép Kiểm soát nhiệt độ và khả năng kẹp ổn định của ESC ngăn ngừa thiệt hại cục bộ trên bề mặt wafer do tích lũy điện tích, đảm bảo độ chính xác của kiểm soát liều cấy.

5. Chickagingin Chickagingin nâng cao và Bao bì IC 3D, ESC cũng được sử dụng trong các lớp phân phối lại (RDL) và xử lý laser, hỗ trợ xử lý các kích thước wafer không chuẩn.

Iv. Những thách thức kỹ thuật chính 

1. Giữ Lực lượng DEGREARPROPROM Mô tả: 

Sau khi hoạt động lâu dài, do sự lão hóa điện cực hoặc ô nhiễm bề mặt gốm, lực giữ ESC giảm, khiến wafer thay đổi hoặc rơi ra.

Giải pháp: Sử dụng làm sạch huyết tương và xử lý bề mặt thường xuyên.

2. Rủi ro xả tĩnh điện (ESD): 

Độ lệch điện áp cao có thể gây ra xả tức thời, làm hỏng wafer hoặc thiết bị.

Các biện pháp đối phó: Thiết kế cấu trúc cách nhiệt điện cực nhiều lớp và định cấu hình mạch ức chế ESD.

3. Lý do không đồng nhất nhiệt độ: 

Làm mát không đều mặt sau của ESC hoặc sự khác biệt về độ dẫn nhiệt của gốm sứ.

Dữ liệu: Một khi độ lệch nhiệt độ vượt quá ± 2, nó có thể gây ra độ lệch sâu khắc> ± 10%.

Giải pháp: Gốm dẫn độ dẫn nhiệt cao (như ALN) với hệ thống kiểm soát áp suất HE có độ chính xác cao (0 Tor15 Torr).

4. 

Dư lượng quy trình (như CF₄, các sản phẩm phân hủy SIH₄) được lắng đọng trên bề mặt của ESC, ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ.

Biểu đồ đối phó: Sử dụng công nghệ làm sạch tại chỗ plasma và thực hiện làm sạch thường xuyên sau khi chạy 1.000 wafer.

V. Nhu cầu cốt lõi và mối quan tâm của người dùng