Hva er elektrostatisk chuck (ESC)?

I halvlederproduksjon er presisjonen og stabiliteten til etseprosessen avgjørende. En kritisk faktor for å oppnå etsing av høy kvalitet er å sikre at wafere ligger perfekt flatt på brettet under prosessen. Ethvert avvik kan føre til ujevnt ionebombardement, forårsake uønskede vinkler og variasjoner i etsehastigheter. For å møte disse utfordringene har ingeniører utvikletElektrostatiske chucker (ESC), som har forbedret etsekvaliteten og stabiliteten betydelig. Denne artikkelen fordyper seg i utformingen og funksjonaliteten til ESC-er, med fokus på ett nøkkelaspekt: ​​de elektrostatiske prinsippene bak wafer-adhesjon.

Elektrostatisk wafer-adhesjon

Prinsippet bakESCsin evne til å holde en wafer sikkert ligger i dens elektrostatiske design. Det er to primære elektrodekonfigurasjoner som brukes iESCs: enkeltelektrode- og dobbelelektrodedesign.

Enkeltelektrodedesign: I dette designet er hele elektroden spredt jevnt overESCflate. Selv om den er effektiv, gir den et moderat nivå av adhesjonskraft og feltuniformitet.

Dual-Electrode Design: Dual-electrode designen bruker imidlertid både positive og negative spenninger for å skape et sterkere og mer jevnt elektrostatisk felt. Denne designen gir høyere heftkraft og sikrer at waferen holdes tett og jevnt over ESC-overflaten.

Når en likespenning påføres elektrodene, genereres et elektrostatisk felt mellom elektrodene og skiven. Dette feltet strekker seg gjennom det isolerende laget og samhandler med waferens bakside. Det elektriske feltet får ladningene på waferoverflaten til å omfordele eller polarisere. For dopede silisiumskiver beveger frie ladninger seg under påvirkning av det elektriske feltet - positive ladninger beveger seg mot den negative elektroden, og negative ladninger beveger seg mot den positive elektroden. Når det gjelder udopede eller isolerende wafere, forårsaker det elektriske feltet en liten forskyvning av interne ladninger, og skaper dipoler. Den resulterende elektrostatiske kraften fester skiven godt til chucken. Styrken til denne kraften kan tilnærmes ved å bruke Coulombs lov og den elektriske feltstyrken.