¿Qué es un fuck electrostático (ESC)?

Ⅰ. Definición del producto ESC

El fuck electrostático (ESC para abreviar) es un dispositivo que utiliza fuerza electrostática para absorber y fijarobleas de silicioootros sustratos. Se usa ampliamente en el grabado en plasma (grabado en plasma), deposición de vapor químico (CVD), deposición de vapor físico (PVD) y otros enlaces de proceso en el entorno de vacío de la fabricación de semiconductores.

En comparación con los accesorios mecánicos tradicionales, ESC puede fijar firmemente las obleas sin estrés mecánico y contaminación, mejorar la precisión y la consistencia del procesamiento, y es uno de los componentes clave del equipo de los procesos semiconductores de alta precisión.

Ⅱ. Tipos de productos (tipos de chucks electrostáticos)

Los fucks electrostáticos se pueden dividir en las siguientes categorías de acuerdo con el diseño estructural, los materiales de electrodos y los métodos de adsorción:

1. ESC monopolar

Estructura: una capa de electrodo + un plano de tierra

Características: requiere helio auxiliar (HE) o nitrógeno (N₂) como medio aislante

Aplicación: Adecuado para procesar materiales de alta impedancia como SIO₂ y SI₃N₄

2. ESC bipolar

Estructura: Dos electrodos, los electrodos positivos y negativos están integrados en la capa de cerámica o polímero respectivamente

Características: puede funcionar sin medios adicionales y es adecuado para materiales con buena conductividad

Ventajas: adsorción más fuerte y respuesta más rápida

3. Control térmico (el trasero enfriando ESC)

Función: combinada con el sistema de enfriamiento trasero (generalmente helio), la temperatura se controla con precisión al fijar la oblea

Aplicación: ampliamente utilizado en el grabado y procesos de plasma donde la profundidad de grabado debe controlarse con precisión

4. ESC de cerámicaMaterial: 

Los materiales cerámicos de alto aislamiento como el óxido de aluminio (al₂o₃), el nitruro de aluminio (ALN) y el nitruro de silicio (Si₃n₄) se usan generalmente.

Características: resistencia a la corrosión, excelente rendimiento de aislamiento y alta conductividad térmica.

Iii. Aplicaciones de ESC en la fabricación de semiconductores 

1. El grabado en plasma ESC fija la oblea en la cámara de reacción y realiza el enfriamiento de la espalda, controlando la temperatura de la oblea dentro de ± 1 ℃, asegurando así que la uniformidad de la tasa de grabado (uniformidad de CD) se controla dentro de ± 3%.

2. Deposición de vapor químico (CVD) ESC puede lograr una adsorción estable de obleas en condiciones de alta temperatura, suprimir efectivamente la deformación térmica y mejorar la uniformidad y la adhesión de la deposición de la película delgada.

3. Deposición física de vapor (PVD) ESC proporciona una fijación sin contacto para evitar el daño de la oblea causado por el estrés mecánico, y es particularmente adecuado para el procesamiento de obleas ultradelgadas (<150 μm).

4. Implantación de iones El control de temperatura y las capacidades de sujeción estable de ESC evitan el daño local a la superficie de la oblea debido a la acumulación de carga, asegurando la precisión del control de la dosis de implantación.

5. PAGA DE PAGA AVANZADA Y ESCLAGO DE IC 3D, ESC también se usa en capas de redistribución (RDL) y procesamiento de láser, lo que respalda el procesamiento de tamaños de obleas no estándar.

IV. Desafíos técnicos clave 

1. Degradación de la fuerza de retención Descripción del problema: 

Después de la operación a largo plazo, debido al envejecimiento del electrodo o la contaminación de la superficie cerámica, la fuerza de retención de ESC disminuye, lo que hace que la oblea cambie o se caiga.

Solución: Use la limpieza de plasma y el tratamiento de superficie regular.

2. Riesgo de descarga electrostática (ESD): 

El sesgo de alto voltaje puede causar descarga instantánea, dañando la oblea o el equipo.

Contramedidas: diseñe una estructura de aislamiento de electrodos de múltiples capas y configure un circuito de supresión de ESD.

3. Temperatura no de uniformidad: 

Enfriamiento desigual de la parte posterior del ESC o la diferencia en la conductividad térmica de la cerámica.

Datos: una vez que la desviación de la temperatura excede ± 2 ℃, puede causar una desviación de profundidad de grabado de> ± 10%.

Solución: cerámica de conductividad térmica alta (como ALN) con un sistema de control de presión HE High Precision H (0-15 Torr).

4. Deposición Contaminación Problema: 

Los residuos de proceso (como CF₄, productos de descomposición Sih₄) se depositan en la superficie del ESC, lo que afecta la capacidad de adsorción.

Contramedida: use la tecnología de limpieza de plasma in situ y realice la limpieza de rutina después de ejecutar 1,000 obleas.

V. necesidades y preocupaciones centrales de los usuarios