晶圆静电吸附(ESC)详解
2024-08-31
今天,我们特别要对其中的静电吸附进行更详细的解析。静电吸盘在半导体设备中十分常见,它被广泛用作半导体制造工艺(PVD、CVD、ETCH)中固定硅片。详细了解其原理,构造,有助于优化相关工艺。什么是ESC?ESC,Electrostatic Chuck,即静电吸附。当处理用于制造芯片的硅片和用于液晶面板的玻璃基板时,需要将它们吸附并固定在设备的真空室中。此时,传统的用爪子固定的方法很可能会划伤晶圆,并且对特定部位施加强力可能会导致碎裂。另外,如果采用真空吸附,则无法采用像吸盘那样减压吸附的方法。因此,出现了利用静电的方法。ESC的三种吸附原理静电吸盘吸引力一般涉及三种吸附原理(库仑力、约翰逊-拉贝克力,梯度力)但并不总是只有一种力在起作用,多种力结合起来产生一种吸引物体的力。库仑力:库仑力是电荷间的相互作用力,由库仑定律定义。在静电吸附中,当电压施加到吸附电极上时,将在晶圆和吸附表面之间产生电荷。这些电荷之间的相互吸引力就是库仑力。约翰逊-拉贝克力(Johnson-Rahbek Force):当晶圆与吸附表面之间存在非常细微的间隙时,约翰逊-拉贝克力可能起作用。这种力的大小取决于施加的电压和接触面之间的距离。当施加电压时,这些间隙中的导电颗粒与两个接触表面产生相互作用。这种相互作用产生了一种吸引力,将晶圆牢固地吸附到了装置上。电场梯度力:在一个非均匀的电场中,更强的电场会在物体的一侧产生更大的力,而更弱的电场会在另一侧产生较小的力。这种力的差异就产生了一个有方向的总合力,即梯度力。梯度力通常与电场的非均匀分布有关。在静电吸附中,如果电场在晶圆和吸附表面之间不均匀分布,就会产生梯度力。这种力可以使晶圆向电场更强的区域移动。静电卡盘ESC的结构静电吸盘通常由disk,electrode,heater,baseplate组成,各组件的作用如下:Disk(盘): 这是静电吸盘的主要工作区域,晶圆直接与之接触并被吸附Electrode(电极):电极用于产生所需的静电力,通过施加电压产生电场,从而使物体吸附在盘上。Heater(加热器):加热器可用于控制静电吸盘的温度,这在许多半导体处理步骤中可能是必需的。Baseplate(底板):底板为整个静电吸盘提供结构支撑,并确保所有组件的正确对齐和稳定。ESC的电源电源是为静电吸盘提供电源的设备,它在吸附晶圆或其他物体时产生所需的电场。根据应用的不同,ESC电源可能需要提供不同的电压范围。有些应用可能需要更高的电压以产生更强的吸附力。无锡方克斯公司逐步涉及半导体核心零部件国产化替代,重点是静电卡盘(ESC)国产化设计。我们承诺全心全意为半导体生产厂家提供专业、独特、满意的服务。想了解更多静电卡盘相关信息,请跟我们联系或者访问方克斯网站http://www.focusdz.com/