Wat is elektrostatische Chuck (ESC)?

Bij de productie van halfgeleiders zijn de precisie en stabiliteit van het etsproces van het grootste belang. Een cruciale factor bij het bereiken van etsen van hoge kwaliteit is ervoor te zorgen dat de wafels tijdens het proces perfect vlak op de schaal liggen. Elke afwijking kan leiden tot een ongelijkmatig ionenbombardement, waardoor ongewenste hoeken en variaties in de etssnelheid ontstaan. Om deze uitdagingen aan te pakken, hebben ingenieurs zich ontwikkeldElektrostatische klauwplaten (ESC's), die de etskwaliteit en stabiliteit aanzienlijk hebben verbeterd. Dit artikel gaat in op het ontwerp en de functionaliteit van ESC's, waarbij de nadruk ligt op één belangrijk aspect: de elektrostatische principes achter waferhechting.

Elektrostatische waferhechting

Het principe achter deESCHet vermogen om een ​​wafer veilig vast te houden ligt in het elektrostatische ontwerp. Er worden twee primaire elektrodeconfiguraties gebruiktESCs: ontwerpen met enkele elektrode en dubbele elektrode.

Ontwerp met één elektrode: Bij dit ontwerp is de gehele elektrode gelijkmatig over het oppervlak verspreidESCoppervlak. Hoewel effectief, biedt het een gematigd niveau van adhesiekracht en velduniformiteit.

Ontwerp met dubbele elektroden: Het ontwerp met dubbele elektroden maakt echter gebruik van zowel positieve als negatieve spanningen om een ​​sterker en uniformer elektrostatisch veld te creëren. Dit ontwerp biedt een hogere hechtkracht en zorgt ervoor dat de wafer stevig en gelijkmatig over het ESC-oppervlak wordt vastgehouden.

Wanneer een gelijkspanning op de elektroden wordt aangelegd, wordt een elektrostatisch veld gegenereerd tussen de elektroden en de wafer. Dit veld strekt zich uit door de isolatielaag en werkt samen met de achterkant van de wafer. Het elektrische veld zorgt ervoor dat de ladingen op het wafeloppervlak zich herverdelen of polariseren. Bij gedoteerde siliciumwafels bewegen vrije ladingen onder invloed van het elektrische veld: positieve ladingen bewegen naar de negatieve elektrode en negatieve ladingen bewegen naar de positieve elektrode. In het geval van ongedoteerde of isolerende wafers veroorzaakt het elektrische veld een kleine verplaatsing van interne ladingen, waardoor dipolen ontstaan. De resulterende elektrostatische kracht hecht de wafel stevig aan de spankop. De sterkte van deze kracht kan worden benaderd met behulp van de wet van Coulomb en de elektrische veldsterkte.