Elektrostatik Chuck (ESC) nedir?

Ⅰ. ESC Ürün Tanımı

Elektrostatik Chuck (kısaca ESC), emmek ve düzeltmek için elektrostatik kuvvet kullanan bir cihazdır.silikon gofretlerveyaDiğer substratlar. Plazma aşınması (plazma aşınması), kimyasal buhar birikimi (CVD), fiziksel buhar birikimi (PVD) ve yarı iletken üretiminin vakum ortamındaki diğer işlem bağlantılarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Geleneksel mekanik armatürlerle karşılaştırıldığında, ESC, mekanik stres ve kirlilik olmadan gofretleri sağlam bir şekilde sabitleyebilir, işleme doğruluğunu ve tutarlılığını artırabilir ve yüksek hassasiyetli yarı iletken işlemlerin temel ekipman bileşenlerinden biridir.

Ⅱ. Ürün Türleri (Elektrostatik Ayarlama Türleri)

Elektrostatik aynalar, yapısal tasarıma, elektrot malzemelerine ve adsorpsiyon yöntemlerine göre aşağıdaki kategorilere ayrılabilir:

1. Monopolar ESC

Yapı: Bir Elektrot Katmanı + Bir Zemin Düzlemi

Özellikler: Bir yalıtım ortamı olarak yardımcı helyum (He) veya Azot (N₂) gerektirir

Uygulama: Sio₂ ve Si₃n₄ gibi yüksek empedanslı malzemelerin işlenmesi için uygun

2. Bipolar ESC

Yapı: İki elektrot, pozitif ve negatif elektrotlar sırasıyla seramik veya polimer tabakasına gömülüdür

Özellikler: Ek medya olmadan çalışabilir ve iyi iletkenliğe sahip malzemeler için uygundur

Avantajlar: daha güçlü adsorpsiyon ve daha hızlı yanıt

3. Termal Kontrol (O Arka Soğutma ESC)

Fonksiyon: Arka soğutma sistemi (genellikle helyum) ile birleştirildiğinde, gofreti sabitlerken sıcaklık tam olarak kontrol edilir

Uygulama: Plazma dağlama ve dağlama derinliğinin tam olarak kontrol edilmesi gereken işlemlerde yaygın olarak kullanılır

4. Seramik escMalzeme: 

Genellikle alüminyum oksit (al₂o₃), alüminyum nitrür (ALN) ve silikon nitrür (Si₃n₄) gibi yüksek yalıtım seramik malzemeleri kullanılır.

Özellikler: Korozyon direnci, mükemmel yalıtım performansı ve yüksek termal iletkenlik.

III. Yarıiletken imalatında ESC uygulamaları 

1. Plazma aşındırma ESC, reaksiyon odasındaki gofretleri sabitler ve geri soğutmayı gerçekleştirir, gofret sıcaklığını ± 1 ℃ içinde kontrol eder, böylece dağlama hızı homojenliğinin (CD homojenliği) ±%3 içinde kontrol edilmesini sağlar.

2. Kimyasal buhar birikimi (CVD) ESC, yüksek sıcaklık koşulları altında gofretlerin stabil adsorpsiyonunu sağlayabilir, termal deformasyonu etkili bir şekilde bastırabilir ve ince film birikiminin homojenliğini ve yapışmasını iyileştirebilir.

3. Fiziksel buhar birikimi (PVD) ESC, mekanik stresin neden olduğu gofret hasarını önlemek için temassız fiksasyon sağlar ve özellikle ultra ince gofretlerin (<150μm) işlenmesi için uygundur.

4. İyon İmplantasyonu ESC'nin sıcaklık kontrolü ve stabil kenetleme yetenekleri, yük birikimi nedeniyle gofret yüzeyine lokal hasarı önler ve implantasyon doz kontrolünün doğruluğunu sağlar.

5. Gelişmiş ambalaj çipleri ve 3D IC paketleme, ESC, standart olmayan gofret boyutlarının işlenmesini destekleyen yeniden dağıtım katmanlarında (RDL) ve lazer işlemede de kullanılır.

IV. Temel teknik zorluklar 

1. Tutma kuvveti bozulmasıProblem Açıklama: 

Uzun süreli operasyondan sonra, elektrot yaşlanması veya seramik yüzey kontaminasyonu nedeniyle, ESC tutma kuvveti azalır ve gofretin değişmesine veya düşmesine neden olur.

Çözüm: Plazma temizliği ve normal yüzey işlemi kullanın.

2. Elektrostatik deşarj (ESD) Risk: 

Yüksek voltaj sapması, anlık deşarja neden olabilir, gofret veya ekipmana zarar verebilir.

Karşı önlemler: Çok katmanlı bir elektrot yalıtım yapısı tasarlayın ve bir ESD supresyon devresi yapılandırın.

3. Sıcaklık Tekdüzelik Olmayan Nedeni: 

ESC'nin arkasının eşit olmayan soğutması veya seramiklerin termal iletkenliğindeki fark.

Veri: Sıcaklık sapması ± 2 ℃'yi aştığında,> ±%10'luk bir dağlama derinliği sapmasına neden olabilir.

Çözüm: Yüksek hassasiyetli HE basınç kontrol sistemi (0-15 TORR) ile yüksek termal iletkenlik seramikleri (ALN gibi).

4. Biriktirme kontaminasyonu: 

Proses kalıntıları (CF₄, SIH₄ ayrışma ürünleri gibi), ESC'nin yüzeyine biriktirilir ve adsorpsiyon kapasitesini etkiler.

Karşı önlem: Plazma yerinde temizlik teknolojisini kullanın ve 1.000 gofret çalıştırdıktan sonra rutin temizlik gerçekleştirin.

V. Kullanıcıların temel ihtiyaçları ve endişeleri