Hvad er Electrostatic Chuck (ESC)?

I halvlederfremstilling er præcisionen og stabiliteten af ​​ætseprocessen altafgørende. En kritisk faktor for at opnå ætsning af høj kvalitet er at sikre, at wafers er helt fladt på bakken under processen. Enhver afvigelse kan føre til ujævnt ionbombardement, hvilket forårsager uønskede vinkler og variationer i ætsningshastigheder. For at løse disse udfordringer har ingeniører udvikletElektrostatiske patroner (ESC'er), som har væsentligt forbedret ætsningskvalitet og stabilitet. Denne artikel dykker ned i design og funktionalitet af ESC'er, med fokus på ét nøgleaspekt: ​​de elektrostatiske principper bag wafer adhæsion.

Elektrostatisk wafer-adhæsion

Princippet bagESC's evne til sikkert at holde en wafer ligger i dens elektrostatiske design. Der er to primære elektrodekonfigurationer, der bruges iESCs: enkelt-elektrode og dobbelt-elektrode design.

Single-Electrode Design: I dette design er hele elektroden spredt ensartet overESCoverflade. Selvom det er effektivt, giver det et moderat niveau af adhæsionskraft og feltensartethed.

Dual-Electrode Design: Dual-electrode design, dog bruger både positive og negative spændinger til at skabe et stærkere og mere ensartet elektrostatisk felt. Dette design giver højere vedhæftningskraft og sikrer, at waferen holdes tæt og jævnt hen over ESC-overfladen.

Når en jævnspænding påføres elektroderne, genereres et elektrostatisk felt mellem elektroderne og waferen. Dette felt strækker sig gennem det isolerende lag og interagerer med waferens bagside. Det elektriske felt får ladningerne på waferoverfladen til at omfordele eller polarisere. For doterede siliciumwafers bevæger frie ladninger sig under indflydelse af det elektriske felt - positive ladninger bevæger sig mod den negative elektrode, og negative ladninger bevæger sig mod den positive elektrode. I tilfælde af udopede eller isolerende wafere forårsager det elektriske felt en lille forskydning af interne ladninger, hvilket skaber dipoler. Den resulterende elektrostatiske kraft klæber waferen fast til patronen. Styrken af ​​denne kraft kan tilnærmes ved hjælp af Coulombs lov og den elektriske feltstyrke.