Co to jest elektrostatyczny chuck (ESC)?

Ⅰ. Definicja produktu ESC

Elektrostatyczny Chuck (w skrócie ESC) to urządzenie, które wykorzystuje siłę elektrostatyczną do wchłaniania i naprawyWafle silikonoweLubinne podłoża. Jest szeroko stosowany w trawaniu w osoczu (trawienie w osoczu), chemiczne odkładanie pary (CVD), fizyczne osadzanie pary (PVD) i inne połączenia procesowe w środowisku próżniowym produkcji półprzewodników.

W porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami mechanicznymi ESC może mocno naprawić płytki bez naprężenia mechanicznego i zanieczyszczenia, poprawić dokładność i spójność przetwarzania oraz jest jednym z kluczowych elementów wyposażenia o wysokiej precyzyjnej procesy półprzewodników.

Ⅱ. Rodzaje produktów (rodzaje elektrostatycznych uchwytów)

Elektrostatyczne uchwyty można podzielić na następujące kategorie zgodnie z konstrukcją, materiałami elektrodowymi i metodami adsorpcji:

1. Monopolarne ESC

Struktura: jedna warstwa elektrody + jedna płaszczyzna uziemienia

Cechy: Wymaga pomocniczego helu (HE) lub azotu (N₂) jako pożywki izolacyjnej

Zastosowanie: Nadaje się do przetwarzania materiałów o wysokiej impedancji, takich jak SiO₂ i Si₃n₄

2. Bipolar ESC

Struktura: Dwie elektrody, elektrody dodatnie i ujemne są osadzone odpowiednio w warstwie ceramicznej lub polimerowej

Funkcje: może działać bez dodatkowych mediów i nadaje się do materiałów o dobrej przewodności

Zalety: silniejsza adsorpcja i szybsza reakcja

3. Kontrola termiczna (On Backside Cooling ESC)

Funkcja: W połączeniu z tylnym układem chłodzenia (zwykle helem) temperatura jest precyzyjnie kontrolowana podczas ustawiania wafla

Zastosowanie: szeroko stosowane w trawaniu w osoczu i procesach, w których głębokość trawienia musi być precyzyjnie kontrolowana

4. Ceramiczny escTworzywo: 

Zwykle stosuje się wysoką izolację materiały ceramiczne, takie jak tlenek glinu (AL₂O₃), azotek aluminiowy (ALN) i azotek krzemu (Si₃n₄).

Cechy: odporność na korozję, doskonała wydajność izolacji i wysoka przewodność cieplna.

Iii. Zastosowania ESC w produkcji półprzewodników 

1. Esc trawienia w osoczu naprawia wafel w komorze reakcyjnej i realizuje chłodzenie pleców, kontrolując temperaturę opłatek w granicach ± ​​1 ℃, zapewniając w ten sposób jednorodność szybkości trawienia (jednorodność CD) jest kontrolowana w granicach ± ​​3%.

2. Chemiczne osadzanie pary (CVD) ESC może osiągnąć stabilną adsorpcję płytek w warunkach wysokiej temperatury, skutecznie tłumi deformację termiczną i poprawić jednolitość i adhezję osadzania cienkiego warstwy.

3. Fizyczne osadzanie pary (PVD) ESC zapewnia bezkontroli utrwalanie, aby zapobiec uszkodzeniu waflowym spowodowanym naprężeniem mechanicznym, i jest szczególnie odpowiednie do przetwarzania ultraciennych wafli (<150 μm).

4. Implanowanie jonów Kontrola temperatury i stabilne zdolności mocowania ESC Zapobiegają miejscowym uszkodzeniu powierzchni waflowej z powodu akumulacji ładunku, zapewniając dokładność kontroli dawki implantacji.

5. Zaawansowane chiplety opakowaniowe i opakowanie 3D IC, ESC jest również stosowany w warstwach redystrybucji (RDL) i przetwarzaniu laserowym, wspierając przetwarzanie niestandardowych rozmiarów płytek.

Iv. Kluczowe wyzwania techniczne 

1. Holding Force DegradationProblem Opis: 

Po długoterminowym działaniu, ze względu na starzenie się elektrod lub zanieczyszczenie powierzchni ceramicznej, siła przytrzymująca ESC zmniejsza się, powodując przesunięcie lub spadek opłatek.

Rozwiązanie: Użyj czyszczenia plazmy i regularnego obróbki powierzchni.

2. Ryzyko elektrostatyczne (ESD): 

Odchylenie wysokiego napięcia może powodować natychmiastowe rozładowanie, uszkadzając opłatę lub sprzęt.

Zakład: Zaprojektuj strukturę izolacji elektrody wielowarstwowej i skonfiguruj obwód supresji ESD.

3. Temperatura nierównomierność Rozum: 

Nierównomierne chłodzenie tylnej części ESC lub różnica w przewodności termicznej ceramiki.

Dane: Gdy odchylenie temperatury przekroczy ± 2 ℃, może to powodować odchylenie głębokości trawienia> ± 10%.

Rozwiązanie: Wysoka ceramika przewodności cieplnej (taka jak ALN) z dużym systemem kontroli ciśnienia HE (0–15 Torr).

4. Zatrudnienie Zatrudnienie: 

Pozostałości procesowe (takie jak produkty rozkładowe Sih₄, Sih₄) są osadzone na powierzchni ESC, wpływając na zdolność adsorpcji.

Zakład: Użyj technologii czyszczenia w osoczu i wykonaj rutynowe czyszczenie po uruchomieniu 1000 płytek.

V. Podstawowe potrzeby i obawy użytkowników