Co je to elektrostatické sklíčivo (ESC)?

Ⅰ. Definice produktu ESC

Elektrostatické sklíčivo (zkrátka ESC) je zařízení, které používá k absorpci a opravě elektrostatické sílykřemíkové oplatkynebojiné substráty. Je široce používán při leptání v plazmě (plazmové leptání), chemické depozice par (CVD), ukládání fyzikální páry (PVD) a dalších procesních spojeních ve vakuovém prostředí polovodičové výroby.

Ve srovnání s tradičními mechanickými příslušenstvími může ESC pevně opravit oplatky bez mechanického napětí a znečištění, zlepšit přesnost a konzistenci zpracování a je jednou z klíčových součástí vysoce přesných polovodičových procesů.

Ⅱ. Typy produktů (typy elektrostatických sklíčidel)

Elektrostatické sklíčičky lze rozdělit do následujících kategorií podle strukturálního designu, elektrodových materiálů a adsorpčních metod:

1. Monopolární ESC

Struktura: Jedna vrstva elektrod + jedna zemní rovina

Funkce: Vyžaduje pomocné helium (HE) nebo dusík (N₂) jako izolační médium

Aplikace: Vhodné pro zpracování vysoce impedančních materiálů, jako jsou Sio₂ a Si₃n₄

2. bipolární ESC

Struktura: Dvě elektrody, pozitivní a negativní elektrody jsou zabudovány do keramické nebo polymerní vrstvy

Funkce: Může fungovat bez dalších médií a je vhodná pro materiály s dobrou vodivostí

Výhody: silnější adsorpce a rychlejší odezva

3. Tepelné ovládání (on zadním chlazením ESC)

Funkce: V kombinaci s chladicím systémem zadní strany (obvykle helium) je teplota přesně ovládána při upevňování oplatky

Aplikace: Široce používané při leptání a procesech plazmy, kde je třeba přesně ovládat hloubku leptání

4. Keramická escMateriál: 

Obvykle se používají vysoká izolační keramická materiály, jako je oxid hlinitý (Al₂o₃), nitrid hlinitý (ALN) a nitrid křemíku (Si₃N₄).

Funkce: Odolnost proti korozi, vynikající izolační výkon a vysoká tepelná vodivost.

Iii. Aplikace ESC v polovodičové výrobě 

1. plazmatické leptání ESC fixuje oplatku v reakční komoře a realizuje zpětné chlazení a kontroluje teplotu oplatky v rámci ± 1 ℃, čímž zajišťuje, že uniformita rychlosti leptání (uniformita CD) je kontrolována v rámci ± 3%.

2. chemické depozice par (CVD) ESC může dosáhnout stabilní adsorpce oplatků za podmínek s vysokou teplotou, účinně potlačit tepelnou deformaci a zlepšit uniformitu a adhezi depozice tenkého filmu.

3. Fyzikální depozice páry (PVD) ESC poskytuje bezkontaktní fixaci, aby se zabránilo poškození oplatky způsobené mechanickým napětím, a je zvláště vhodný pro zpracování ultratenkých destiček (<150 μm).

4. Implantace iontů Regulace teploty a stabilní schopnosti upínání ESC zabraňují lokálnímu poškození povrchu oplatky v důsledku hromadění náboje, což zajišťuje přesnost kontroly dávky implantace.

5. Advanced PackaginIn Chiplets a 3D IC balení se ESC používá také ve vrstvách redistribuce (RDL) a laserovou zpracování, což podporuje zpracování nestandardních velikostí oplatky.

IV. Klíčové technické výzvy 

1. Popsající síla DegradationProblem Popis: 

Po dlouhodobém provozu se v důsledku stárnutí elektrody nebo keramické povrchové kontaminace snižuje držení ESC, což způsobuje posun nebo spadnutí oplatky.

Roztok: Použijte čištění plazmy a pravidelné povrchové úpravy.

2. Riziko elektrostatického výboje (ESD): 

Vysoký napěťový zkreslení může způsobit okamžitý výtok a poškodit oplatku nebo zařízení.

Protiopatření: Navrhněte vícevrstvou izolační strukturu elektrod a nakonfigurujte obvod potlačení ESD.

3. Důvod nejednotnosti teploty: 

Nerovnoměrné chlazení zadní části ESC nebo rozdílu v tepelné vodivosti keramiky.

Data: Jakmile teplotní odchylka překročí ± 2 ℃, může to způsobit hloubkovou odchylku leptání> ± 10%.

Roztok: Ceramika s vysokou tepelnou vodivostí (jako je ALN) s vysokou přesností na kontrolu tlaku (0–15 Torr).

4. Kontaminace depozice: 

Zbytky procesu (jako jsou produkty rozkladu SIH₄, SIH₄) jsou uloženy na povrchu ESC, což ovlivňuje adsorpční kapacitu.

Countermeasure: Použijte plazmatickou technologii čištění in-situ a provádějte rutinní čištění po spuštění 1 000 oplatků.

V. Základní potřeby a obavy uživatelů