Ano ang Electrostatic Chuck (ESC)?

Sa paggawa ng semiconductor, ang katumpakan at katatagan ng proseso ng pag-ukit ay pinakamahalaga. Ang isang kritikal na salik sa pagkamit ng mataas na kalidad na pag-ukit ay ang pagtiyak na ang mga wafer ay perpektong nakadikit sa tray sa panahon ng proseso. Ang anumang paglihis ay maaaring humantong sa hindi pantay na pambobomba ng ion, na nagdudulot ng hindi kanais-nais na mga anggulo at pagkakaiba-iba sa mga rate ng pag-ukit. Upang matugunan ang mga hamong ito, bumuo ang mga inhinyeroMga Electrostatic Chuck (ESCs), na makabuluhang nagpabuti ng kalidad at katatagan ng pag-ukit. Tinutukoy ng artikulong ito ang disenyo at functionality ng mga ESC, na tumutuon sa isang pangunahing aspeto: ang mga electrostatic na prinsipyo sa likod ng wafer adhesion.

Electrostatic Wafer Adhesion

Ang prinsipyo sa likod ngESCAng kakayahan ni na ligtas na humawak ng wafer ay nakasalalay sa electrostatic na disenyo nito. Mayroong dalawang pangunahing pagsasaayos ng elektrod na ginagamit saESCs: single-electrode at dual-electrode na mga disenyo.

Disenyo ng Single-Electrode: Sa disenyong ito, ang buong elektrod ay kumakalat nang pantay-pantay sa kabuuan ngESCibabaw. Habang epektibo, nagbibigay ito ng katamtamang antas ng puwersa ng pagdirikit at pagkakapareho ng field.

Dual-Electrode Design: Ang dual-electrode design, gayunpaman, ay gumagamit ng parehong positibo at negatibong boltahe upang lumikha ng mas malakas at mas pare-parehong electrostatic field. Ang disenyong ito ay nag-aalok ng mas mataas na puwersa ng pagdirikit at tinitiyak na ang wafer ay hawak nang mahigpit at pantay-pantay sa ibabaw ng ESC.

Kapag ang isang DC boltahe ay inilapat sa mga electrodes, isang electrostatic field ay nabuo sa pagitan ng mga electrodes at ang wafer. Ang field na ito ay umaabot sa insulating layer at nakikipag-ugnayan sa likuran ng wafer. Ang electric field ay nagiging sanhi ng mga singil sa ibabaw ng wafer upang muling ipamahagi o polarize. Para sa mga doped na silicon na wafer, ang mga libreng singil ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng electric field—ang mga positibong singil ay lumilipat patungo sa negatibong elektrod, at ang mga negatibong singil ay lumilipat patungo sa positibong elektrod. Sa kaso ng undoped o insulating wafers, ang electric field ay nagiging sanhi ng bahagyang pag-aalis ng mga panloob na singil, na lumilikha ng mga dipoles. Ang resultang electrostatic force ay mahigpit na nakadikit sa wafer sa chuck. Ang lakas ng puwersang ito ay maaaring tantiyahin gamit ang batas ng Coulomb at ang lakas ng patlang ng kuryente.