Mikä on sähköstaattinen chuck (ESC)?

Ⅰ. ESC -tuotteen määritelmä

Sähköstaattinen chuck (Lyhyesti ESC) on laite, joka käyttää sähköstaattista voimaa absorbointiin ja korjaamiseenpiikiekkotaimuut substraatit. Sitä käytetään laajasti plasman etsauksessa (plasman etsaus), kemiallisessa höyryn laskeutumisessa (CVD), fysikaalisen höyryn laskeutumisessa (PVD) ja muissa prosessilinkeissä puolijohteiden valmistuksen tyhjiöympäristössä.

Verrattuna perinteisiin mekaanisiin kalusteisiin, ESC voi tiukasti korjata kiekkoja ilman mekaanista jännitystä ja pilaantumista, parantaa prosessoinnin tarkkuutta ja johdonmukaisuutta, ja se on yksi tärkeimmistä laitteiden komponenteista, joissa on tarkkaan varovainen puolijohdeprosessi.

Ⅱ. Tuotetyypit (sähköstaattiset istukkatyypit)

Sähköstaattiset istunnot voidaan jakaa seuraaviin luokkiin rakennesuunnittelun, elektrodimateriaalien ja adsorptiomenetelmien mukaan:

1. Monopolar ESC

Rakenne: Yksi elektrodikerros + yksi maataso

Ominaisuudet: Vaatii apu heliumin (He) tai typpeä (N₂) eristysväliaineena

Sovellus: Soveltuu korkean impedanssimateriaalien, kuten SIO₂ ja Si₃n₄, käsittelyyn

2. kaksisuuntainen esc ESC

Rakenne: Kaksi elektrodia, positiiviset ja negatiiviset elektrodit upotetaan vastaavasti keraamiseen tai polymeerikerrokseen

Ominaisuudet: Se voi toimia ilman lisävälineitä ja sopii materiaaleihin, joilla on hyvä johtavuus

Edut: vahvempi adsorptio ja nopeampi vastaus

3. Lämpöhallinta (hän takaosan jäähdytys ESC)

Toiminto: Yhdistettynä takaosan jäähdytysjärjestelmään (yleensä helium), lämpötilaa säädetään tarkasti kiekon kiinnittämisen aikana

Sovellus: Laajasti käytetty plasman etsauksessa ja prosesseissa, joissa etsaussyvyys on valvottava tarkasti

4. Keraaminen ESCMateriaali: 

Yleensä käytetään suuria eristyskeraamisia materiaaleja, kuten alumiinioksidia (al₂o₃), alumiininitridiä (ALN) ja piinitridiä (Si₃n₄).

Ominaisuudet: korroosionkestävyys, erinomainen eristyssuorituskyky ja korkea lämmönjohtavuus.

III. ESC: n sovellukset puolijohteiden valmistuksessa 

1. Plasman etsaus ESC kiinnittää kiekon reaktiokammioon ja toteuttaa takaisin jäähdytyksen, säätelee kiekkojen lämpötilaa ± 1 ℃: n sisällä, varmistaen siten, että etsausnopeuden tasaisuutta (CD -yhtenäisyys) säädetään ± 3%: n sisällä.

2. Kemiallinen höyryn laskeuma (CVD) ESC voi saavuttaa kiekkojen stabiilin adsorption korkeissa lämpötilan olosuhteissa, tukahduttaa tehokkaasti lämmön muodonmuutokset ja parantaa ohutkalvojen laskeutumisen tasaisuutta ja tarttuvuutta.

3. Fyysinen höyryn laskeuma (PVD) ESC tarjoaa kontaktitonta kiinnitystä mekaanisen rasituksen aiheuttamien kiekkovaurioiden estämiseksi, ja se on erityisen sopiva ultra-ohut kiekkojen (<150 μm) käsittelyyn.

4. ionin implantointi Lämpötilan hallinta ja Stable Pliming -ominaisuudet ESC: n kanssa estävät kiekon pinnan paikalliset vauriot varauksen kertymisen vuoksi varmistaen implantaatioannoksen hallinnan tarkkuuden.

5. Advanced Packingin-sirut ja 3D IC -pakkaus, ESC: tä käytetään myös uudelleenjakelukerroksissa (RDL) ja laserprosessoinnissa, mikä tukee epätyypillisten kiekkojen prosessointia.

Iv. Tärkeimmät tekniset haasteet 

1. Pitää voiman heikkenemisproblem Kuvaus: 

Pitkäaikaisen toiminnan jälkeen elektrodien ikääntymisen tai keraamisen pinnan saastumisen vuoksi ESC-pitovoima vähenee, aiheuttaen kiekon siirtymisen tai putoamisen.

Ratkaisu: Käytä plasmanpuhdistusta ja säännöllistä pintakäsittelyä.

2. Sähköstaattinen purkaus (ESD) -riski: 

Korkeajännitealue voi aiheuttaa välitöntä purkausta, vahingoittaa kiekoa tai laitteita.

Vastatoimet: Suunnittele monikerroksinen elektrodin eristysrakenne ja konfiguroi ESD-tukahdutuspiirin.

3. Lämpötilan epäyhtenäisyys Syy: 

ESC: n takaosan epätasainen jäähdytys tai keramiikan lämmönjohtavuuden ero.

Tiedot: Kun lämpötilan poikkeama ylittää ± 2 ℃, se voi aiheuttaa syövytyssyvyyspoikkeaman> ± 10%.

Ratkaisu: Korkea lämmönjohtavuuskeramiikka (kuten ALN), jolla on korkean tarkkuuden HE-paineenhallintajärjestelmä (0–15 Torr).

4. Laskeutumisen saastumisproblem: 

Prosessijäämät (kuten CF₄, SIH₄ hajotustuotteet) talletetaan ESC: n pinnalle, mikä vaikuttaa adsorptiokykyyn.

Vastatoimenpide: Käytä plasman in situ -puhdistustekniikkaa ja suorita rutiininomainen puhdistus 1000 kiekon suorittamisen jälkeen.

V. Käyttäjien ydintarpeita ja huolenaiheita