Mis on elektrostaatiline padrun (ESC)?

Ⅰ. ESC toote määratlus

Elektrostaatiline padrun (lühidalt ESC) on seade, mis kasutab elektrostaatilist jõudu imamiseks ja parandamiseksräni vahvlidvõimuud substraadid. Seda kasutatakse laialdaselt plasma söövitamisel (plasma söövitamisel), keemilise aurude ladestumisel (CVD), füüsikalise aurude ladestumisel (PVD) ja muud protsessiühendused pooljuhtide tootmise vaakumkeskkonnas.

Võrreldes traditsiooniliste mehaaniliste kinnitusdetailidega suudab ESC kindlalt fikseerida vahvleid ilma mehaanilise stressi ja reostuseta, parandada töötlemise täpsust ja järjepidevust ning on üks peamiste seadmete komponente ülitäpse pooljuhtide protsesside jaoks.

Ⅱ. Tootetüübid (elektrostaatiliste padrunite tüübid)

Elektrostaatilised padrunid saab jagada järgmistesse kategooriatesse vastavalt konstruktsioonilisele kujundusele, elektroodimaterjalidele ja adsorptsioonimeetoditele:

1. Monopolaarne Esc

Struktuur: üks elektroodikiht + üks maapind

Omadused: nõuab isoleeriva söötmena lisas heeliumi (HE) või lämmastikku (N₂)

Rakendus: sobib kõrge takistusega materjalide, näiteks SiO₂ ja Si₃n₄ töötlemiseks

2. bipolaarne Esc

Struktuur: kaks elektroodi, positiivsed ja negatiivsed elektroodid on manustatud vastavalt keraamilisse või polümeerkihti

Omadused: see võib töötada ilma täiendavate meediumiteta ja sobib hea juhtivusega materjalidele

Eelised: tugevam adsorptsioon ja kiirem reageerimine

3. termiline kontroll (ta tagakülg jahutab ESC)

Funktsioon: koos tagakülje jahutussüsteemiga (tavaliselt heelium) kontrollitakse temperatuuri täpselt vahvli kinnitamisel

Rakendus: laialdaselt kasutatud plasma söövitamisel ja protsessides, kus söövitussügavust tuleb täpselt kontrollida

4. Keraamiline ESCMaterjal: 

Tavaliselt kasutatakse tavaliselt keraamilisi materjale, näiteks alumiiniumoksiid (al₂o₃), alumiiniumnitriidi (ALN) ja räni nitriid (Si₃n₄).

Omadused: korrosioonikindlus, suurepärane isolatsiooni jõudlus ja kõrge soojusjuhtivus.

Iii. ESC rakendused pooljuhtide valmistamisel 

1. plasma söövitus ESC kinnitab vahvli reaktsioonikambris ja realiseerib selja jahutuse, kontrollides vahvli temperatuuri ± 1 ℃ piires, tagades sellega söövituskiiruse ühtluse (CD ühtluse) kontrolli ± 3%piires.

2. Keemilise aurude ladestumine (CVD) ESC võib saavutada vahvlite stabiilse adsorptsiooni kõrgete temperatuuri tingimustes, pärssib tõhusalt termilist deformatsiooni ja parandada õhukese kile sadestumise ühtlust ja adhesiooni.

3. Füüsiline aurude sadestumine (PVD) ESC tagab kontaktivaba fikseerimise, et vältida mehaanilise stressi põhjustatud vahvli kahjustusi, ja sobib eriti ülikergete vahvlite töötlemiseks (<150 μm).

4. ioonide implanteerimine. Temperatuuri kontroll ja ESC stabiilsed kinnitusvõimalused takistavad laengu kogunemise tõttu vahvli pinna kohalikku kahjustust, tagades implantatsiooni annuse kontrolli täpsuse.

5. Advanced Packagingini laastud ja 3D IC-pakendid, ESC kasutatakse ka ümberjaotumiskihtides (RDL) ja lasertöötlemisel, toetades mittestandardsete vahvlite suuruste töötlemist.

IV. Peamised tehnilised väljakutsed 

1. Hoidva jõu lagundamineprobleem Kirjeldus: 

Pärast pikaajalist kasutamist, elektroodide vananemise või keraamilise pinna saastumise tõttu, väheneb ESC hoidmisjõud, põhjustades vahvli nihkumise või kukkumise.

Lahendus: kasutage plasma puhastamist ja regulaarset pinna töötlemist.

2. Elektrostaatiline tühjenemise (ESD) risk: 

Kõrgepinge eelarvamused võivad põhjustada hetkelist tühjenemist, kahjustades vahvlit või seadmeid.

Vastumeetmed: kavandage mitmekihiline elektroodide isolatsiooni struktuur ja konfigureerige ESD summutuse vooluringi.

3. Temperatuuri ebaühtlane põhjus: 

ESC taga jahutamine või keraamika soojusjuhtivuse erinevus.

Andmed: Kui temperatuuri kõrvalekalle ületab ± 2 ℃, võib see põhjustada söövitussügavuse hälve> ± 10%.

Lahendus: kõrge soojusjuhtivusega keraamika (näiteks ALN), millel on ülitäpne HE rõhu juhtimissüsteem (0–15 Torr).

4. sadestus saastumine: 

Protsessijäägid (näiteks CF₄, Sih₄ lagunemisproduktid) ladestuvad ESC pinnale, mõjutades adsorptsiooni mahtu.

Vastumeetmed: kasutage plasma in situ puhastustehnoloogiat ja tehke pärast 1000 vahvli jooksmist rutiinset puhastamist.

V. Kasutajate põhivajadused ja mured