Ce este un Chuck Electrostatic (ESC)?

Ⅰ. Definiția produsului ESC

Electrostatic Chuck (ESC pentru scurt) este un dispozitiv care folosește forța electrostatică pentru a absorbi și reparaNapole de siliciusauAlte substraturi. Este utilizat pe scară largă în gravarea plasmatică (gravură cu plasmă), depunerea de vapori chimici (CVD), depunerea de vapori fizici (PVD) și alte legături de proces în mediul în vid al fabricării semiconductorilor.

În comparație cu accesoriile mecanice tradiționale, ESC poate repara ferm napolitarii fără stres mecanic și poluare, îmbunătățește precizia și consistența procesării și este una dintre componentele cheie ale echipamentelor din procesele semiconductoare de înaltă precizie.

Ⅱ. Tipuri de produse (tipuri de muchii electrostatice)

Chuck -urile electrostatice pot fi împărțite în următoarele categorii în funcție de proiectarea structurală, materialele cu electrozi și metodele de adsorbție:

1.. Monopolar ESC

Structura: un strat de electrod + un plan la sol

Caracteristici: necesită heliu auxiliar (HE) sau azot (N₂) ca mediu izolant

Aplicație: Potrivit pentru procesarea materialelor cu impedanță mare, cum ar fi Sio₂ și Si₃n₄

2. ESC bipolară

Structura: doi electrozi, electrozii pozitivi și negativi sunt încorporați în stratul ceramic sau, respectiv, în polimer

Caracteristici: Poate funcționa fără suporturi suplimentare și este potrivit pentru materiale cu o conductivitate bună

Avantaje: adsorbție mai puternică și răspuns mai rapid

3. Control termic (el răcire din spate ESC)

Funcție: combinat cu sistemul de răcire din spate (de obicei heliu), temperatura este controlată cu exactitate în timp ce fixează placa

Aplicație: utilizat pe scară largă în gravarea plasmatică și procesele în care adâncimea de gravură trebuie controlată cu precizie

4. Ceramică escMaterial: 

De obicei se folosesc materiale ceramice de izolare ridicată, cum ar fi oxidul de aluminiu (Al₂O₃), nitrura de aluminiu (ALN) și nitrura de siliciu (SI₃n₄).

Caracteristici: rezistență la coroziune, performanță excelentă de izolare și conductivitate termică ridicată.

Iii. Aplicații ale ESC în fabricarea semiconductorilor 

1. ESC de gravură plasmatică fixează placa în camera de reacție și realizează răcirea din spate, controlând temperatura plafonului în ± 1 ℃, asigurând astfel că uniformitatea ratei de gravură (uniformitatea CD) este controlată în ± 3%.

2. Depunerea de vapori chimici (CVD) ESC poate obține o adsorbție stabilă a napolitanelor în condiții de temperatură ridicată, suprimă eficient deformarea termică și îmbunătățește uniformitatea și adeziunea depunerii de film subțire.

3. Depunerea de vapori fizici (PVD) ESC oferă fixare fără contact pentru a preveni deteriorarea plafonului cauzată de stresul mecanic și este deosebit de potrivită pentru prelucrarea napolitanelor ultra-subțiri (<150 μm).

4. Implantare ionică Controlul temperaturii și capacitățile stabile de prindere ale ESC împiedică deteriorarea locală a suprafeței de placă din cauza acumulării de sarcină, asigurând exactitatea controlului dozei de implantare.

5. CHIPLETS AVANȚĂ ȘI AMBACTARE IC 3D, ESC este de asemenea utilizat în straturile de redistribuire (RDL) și în procesarea laser, care susține prelucrarea dimensiunilor de wafer non-standard.

Iv. Provocări tehnice cheie 

1.. Descriere de deținere a forței de muncă Descriere: 

După funcționarea pe termen lung, din cauza îmbătrânirii electrodului sau a contaminării suprafeței ceramice, forța de reținere a ESC scade, determinând ca placa să se schimbe sau să cadă.

Soluție: Utilizați curățarea plasmatică și tratarea regulată a suprafeței.

2. Risc de descărcare electrostatică (ESD): 

Preluarea de înaltă tensiune poate provoca descărcare instantanee, deteriorarea plafonului sau a echipamentului.

Contramăsuri: Proiectați o structură de izolare a electrodului cu mai multe straturi și configurați un circuit de suprimare ESD.

3. Motivul non-uniformității temperaturii: 

Răcirea neuniformă a spatelui ESC sau diferența de conductivitate termică a ceramicii.

Date: Odată ce abaterea temperaturii depășește ± 2 ℃, poate provoca o abatere de adâncime de gravură de> ± 10%.

Soluție: Ceramică de conductivitate termică ridicată (cum ar fi ALN) cu sistem de control al presiunii HI de înaltă precizie (0-15 TORR).

4.. Contaminare de depunere PROBLEM: 

Reziduurile de proces (cum ar fi CF₄, produsele de descompunere SIH₄) sunt depuse pe suprafața ESC, afectând capacitatea de adsorbție.

Contramăsură: Utilizați tehnologia de curățare plasmatică in situ și efectuați curățarea de rutină după ce a rulat 1.000 de napolitane.

V. Nevoile și preocupările de bază ale utilizatorilor