Kaj je elektrostatični chuck (ESC)?

Ⅰ. Opredelitev izdelka ESC

Elektrostatični chuck (na kratko) je naprava, ki uporablja elektrostatično silo za absorpcijo in popravljanjeSilicijeve rezinealidrugi substrati. Široko se uporablja pri plazemskem jedkanju (plazemski jedkanici), kemičnem odlaganju hlapov (CVD), fizičnem odlaganju hlapov (PVD) in drugih procesnih povezavah v vakuumskem okolju proizvodnje polprevodnikov.

V primerjavi s tradicionalnimi mehanskimi napeljavami lahko ESC trdno odpravi rezine brez mehanskega stresa in onesnaženja, izboljša natančnost in doslednost obdelave ter je ena ključnih komponent opreme visoko natančnih polprevodniških procesov.

Ⅱ. Vrste izdelkov (vrste elektrostatičnih chucks)

Elektrostatične chucks lahko razdelimo na naslednje kategorije v skladu s strukturno zasnovo, elektrodnimi materiali in adsorpcijskimi metodami:

1. monopolarni esc

Struktura: ena elektrodna plast + ena ozemljitvena ravnina

Značilnosti: Zahteva pomožni helij (He) ali dušik (N₂) kot izolacijski medij

Uporaba: Primerno za obdelavo materialov z visoko impedanco, kot sta sio₂ in si₃n₄

2. bipolarni esc

Struktura: dve elektrodi, pozitivne in negativne elektrode so vgrajene v keramično ali polimerno plast

Značilnosti: lahko deluje brez dodatnih medijev in je primeren za materiale z dobro prevodnostjo

Prednosti: močnejša adsorpcija in hitrejši odziv

3. Termični nadzor (za nazaj hladilnico)

Funkcija: V kombinaciji s hrbtnim hladilnim sistemom (običajno helij) je temperatura natančno nadzorovana med pritrditvijo rezin

Uporaba: široko se uporablja pri jedšenju v plazmi in procesih, kjer je treba globino jedkanja natančno nadzorovati

4. Keramična escMaterial: 

Običajno se uporabljajo visoke izolacijske keramične materiale, kot so aluminijev oksid (AL₂O₃), aluminijev nitrid (ALN) in silicijev nitrid (Si₃n₄).

Značilnosti: korozijska odpornost, odlična izolacijska zmogljivost in visoka toplotna prevodnost.

Iii. Uporaba ESC v izdelavi polprevodnikov 

1. Plazemsko jedkanje ESC pritrdi rezino v reakcijski komori in uresničuje hlajenje hrbta, pri čemer nadzira temperaturo rezin znotraj ± 1 ℃, s čimer zagotovi, da je enakomernost jedkanja (enakomernost CD) nadzorovana znotraj ± 3%.

2. Kemično odlaganje hlapov (CVD) ESC lahko doseže stabilno adsorpcijo rezin v visokih temperaturnih pogojih, učinkovito zavira toplotno deformacijo in izboljša enakomernost in oprijem nanašanja tankega filma.

3. Fizično odlaganje hlapov (PVD) ESC zagotavlja brezkontaktno fiksacijo za preprečevanje poškodb rezin, ki jih povzroča mehanski stres, in je še posebej primeren za obdelavo ultra tankih rezin (<150 μm).

4. Ionska implantacija temperaturnega nadzora in stabilne zmogljivosti vpenjanja ESC preprečujejo lokalno poškodbo površine rezin zaradi kopičenja naboja, kar zagotavlja natančnost nadzora odmerka implantacije.

5. Napredna embalaža Chiplets in 3D ic embalaža, ESC se uporablja tudi pri prerazporeditvi (RDL) in laserski obdelavi, ki podpira obdelavo nestandardnih velikosti rezin.

Iv. Ključni tehnični izzivi 

1. Opis Degradacije sile Degradacija: 

Po dolgoročnem delovanju se zaradi staranja elektrode ali keramične površinske kontaminacije zmanjša sila zadrževanja ESC, kar povzroči, da se rezina premakne ali odpade.

Rešitev: Uporabite čiščenje v plazmi in redno površinsko obdelavo.

2. Tveganje elektrostatičnega praznjenja (ESD): 

Visoka napetostna pristranskost lahko povzroči takojšen izpust, poškoduje rezino ali opremo.

Protiukrepi: Oblikujte večplastno izolacijsko strukturo elektrode in konfigurirajte vezje za zatiranje ESD.

3. Razlog za neenakomernost temperature: 

Neenakomerno hlajenje hrbta ESC ali razlika v toplotni prevodnosti keramike.

Podatki: Ko temperaturno odstopanje presega ± 2 ℃, lahko povzroči odstopanje globine jedkanja> ± 10%.

Rešitev: Keramika visoke toplotne prevodnosti (na primer ALN) z visoko natančnim sistemom za nadzor tlaka (0–15 Torr).

4. OBLIKOVANJE CONTATIONSPINGPROBLEM: 

Ostanki procesov (na primer CF₄, SIH₄ razgradnjo) se odlagajo na površini ESC, kar vpliva na adsorpcijsko sposobnost.

Protiukrep: Uporabite plazemsko tehnologijo čiščenja in situ in izvajajte rutinsko čiščenje, potem ko izvajate 1.000 rezin.

V. Ključne potrebe in pomisleki uporabnikov