एक इलेक्ट्रोस्टैटिक चक (ESC) क्या है?

Ⅰ। ESC उत्पाद परिभाषा

इलेक्ट्रोस्टैटिक चक (एएससी फॉर शॉर्ट) एक उपकरण है जो अवशोषित करने और ठीक करने के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक बल का उपयोग करता हैसिलिकॉन वेफ़र्सयाअन्य सब्सट्रेट। यह व्यापक रूप से प्लाज्मा नक़्क़ाशी (प्लाज्मा नक़्क़ाशी), रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी), भौतिक वाष्प जमाव (पीवीडी) और सेमीकंडक्टर विनिर्माण के वैक्यूम वातावरण में अन्य प्रक्रिया लिंक में उपयोग किया जाता है।

पारंपरिक यांत्रिक जुड़नार की तुलना में, ईएससी यांत्रिक तनाव और प्रदूषण के बिना वेफर्स को मजबूती से ठीक कर सकता है, प्रसंस्करण सटीकता और स्थिरता में सुधार कर सकता है, और उच्च-सटीक अर्धचालक प्रक्रियाओं के प्रमुख उपकरण घटकों में से एक है।

Ⅱ। उत्पाद प्रकार (इलेक्ट्रोस्टैटिक चक के प्रकार)

इलेक्ट्रोस्टैटिक चक को संरचनात्मक डिजाइन, इलेक्ट्रोड सामग्री और सोखना विधियों के अनुसार निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

1। मोनोपोलर ईएससी

संरचना: एक इलेक्ट्रोड परत + एक ग्राउंड प्लेन

सुविधाएँ: एक इन्सुलेट माध्यम के रूप में सहायक हीलियम (HE) या नाइट्रोजन (N () की आवश्यकता है

अनुप्रयोग: उच्च-प्रतिबाधा सामग्री जैसे कि Sio₂ और Si₃n₄ को संसाधित करने के लिए उपयुक्त है

2। द्विध्रुवी ईएससी

संरचना: दो इलेक्ट्रोड, सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्रमशः सिरेमिक या बहुलक परत में एम्बेडेड होते हैं

विशेषताएं: यह अतिरिक्त मीडिया के बिना काम कर सकता है और अच्छी चालकता वाली सामग्रियों के लिए उपयुक्त है

लाभ: मजबूत सोखना और तेजी से प्रतिक्रिया

3। थर्मल कंट्रोल (वह कूलिंग कूलिंग एस्क)

फ़ंक्शन: बैकसाइड कूलिंग सिस्टम (आमतौर पर हीलियम) के साथ संयुक्त, वेफर को ठीक करते समय तापमान को सटीक रूप से नियंत्रित किया जाता है

अनुप्रयोग: व्यापक रूप से प्लाज्मा नक़्क़ाशी और प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है जहां नक़्क़ाशी की गहराई को सटीक रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए

4. सिरेमिक ईएससीसामग्री: 

उच्च इन्सुलेशन सिरेमिक सामग्री जैसे कि एल्यूमीनियम ऑक्साइड (AL₂O₃), एल्यूमीनियम नाइट्राइड (ALN), और सिलिकॉन नाइट्राइड (SI₃N₄) का उपयोग आमतौर पर किया जाता है।

विशेषताएं: संक्षारण प्रतिरोध, उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन और उच्च तापीय चालकता।

Iii। अर्धचालक निर्माण में ईएससी के अनुप्रयोग 

1। प्लाज्मा नक़्क़ाशी एस्क रिएक्शन चैंबर में वेफर को ठीक करता है और वापस शीतलन का एहसास करता है, ± 1 ℃ के भीतर वेफर तापमान को नियंत्रित करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि नक़्क़ाशी दर एकरूपता (सीडी एकरूपता) को ± 3%के भीतर नियंत्रित किया जाता है।

2। रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) ईएससी उच्च तापमान की स्थिति में वेफर्स के स्थिर सोखना को प्राप्त कर सकता है, प्रभावी रूप से थर्मल विरूपण को दबा सकता है, और पतली फिल्म बयान की एकरूपता और आसंजन में सुधार कर सकता है।

3। भौतिक वाष्प जमाव (PVD) ESC यांत्रिक तनाव के कारण होने वाले वेफर क्षति को रोकने के लिए संपर्क रहित निर्धारण प्रदान करता है, और विशेष रूप से अल्ट्रा-पतली वेफर्स (<150μm) के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है।

4। आयन इम्प्लांटेशन। तापमान नियंत्रण और ईएससी की स्थिर क्लैम्पिंग क्षमताएं चार्ज संचय के कारण वेफर सतह को स्थानीय क्षति को रोकती हैं, आरोपण खुराक नियंत्रण की सटीकता सुनिश्चित करती है।

5। उन्नत पैकेजिंगिन चिपलेट्स और 3 डी आईसी पैकेजिंग, ईएससी का उपयोग पुनर्वितरण परतों (आरडीएल) और लेजर प्रसंस्करण में भी किया जाता है, जो गैर-मानक वेफर आकारों के प्रसंस्करण का समर्थन करता है।

Iv। प्रमुख तकनीकी चुनौतियां 

1। होल्डिंग फोर्स डिग्रेडेशनप्रोइमबल विवरण: 

दीर्घकालिक संचालन के बाद, इलेक्ट्रोड उम्र बढ़ने या सिरेमिक सतह संदूषण के कारण, ESC होल्डिंग बल कम हो जाता है, जिससे वेफर शिफ्ट या गिर जाता है।

समाधान: प्लाज्मा सफाई और नियमित सतह उपचार का उपयोग करें।

2। इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी) जोखिम: 

उच्च वोल्टेज पूर्वाग्रह तात्कालिक निर्वहन का कारण हो सकता है, वेफर या उपकरण को नुकसान पहुंचा सकता है।

काउंटरमेशर्स: एक मल्टी-लेयर इलेक्ट्रोड इन्सुलेशन संरचना को डिज़ाइन करें और एक ईएसडी दमन सर्किट को कॉन्फ़िगर करें।

3। तापमान गैर-एकरूपता कारण: 

ESC के पीछे की असमान शीतलन या सिरेमिक की थर्मल चालकता में अंतर।

डेटा: एक बार जब तापमान विचलन ± 2 ℃ से अधिक हो जाता है, तो यह> ± 10%की एक नक़्क़ाशी गहराई विचलन का कारण हो सकता है।

समाधान: उच्च-सटीकता के साथ उच्च तापीय चालकता सिरेमिक (जैसे ALN) दबाव नियंत्रण प्रणाली (0–15 Torr) के साथ।

4। बयान संदूषणप्रोच: 

प्रक्रिया अवशेषों (जैसे CF₄, SIH₄ अपघटन उत्पाद) ESC की सतह पर जमा किए जाते हैं, जो सोखना क्षमता को प्रभावित करते हैं।

काउंटरमेशर: प्लाज्मा इन-सीटू क्लीनिंग टेक्नोलॉजी का उपयोग करें और 1,000 वेफर्स को चलाने के बाद नियमित सफाई करें।

वी। कोर की जरूरतों और उपयोगकर्ताओं की चिंताएं