چاک الکترواستاتیک (ESC) چیست؟

در تولید نیمه هادی، دقت و پایداری فرآیند اچینگ از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از عوامل مهم در دستیابی به اچینگ با کیفیت بالا، اطمینان از صاف بودن کامل ویفرها در سینی در طول فرآیند است. هر گونه انحراف می تواند منجر به بمباران یونی ناهموار و ایجاد زوایای نامطلوب و تغییرات در نرخ اچ شود. برای رسیدگی به این چالش ها، مهندسان توسعه داده اندچاک های الکترواستاتیک (ESC)، که به طور قابل توجهی کیفیت و پایداری اچ را بهبود بخشیده اند. این مقاله به طراحی و عملکرد ESC ها می پردازد، با تمرکز بر یک جنبه کلیدی: اصول الکترواستاتیکی که در پشت چسبندگی ویفر وجود دارد.

چسبندگی ویفر الکترواستاتیک

اصل پشتESCتوانایی نگه داشتن ایمن ویفر در طراحی الکترواستاتیک آن نهفته است. از دو پیکربندی الکترود اولیه استفاده می شودESCs: طرح های تک الکترودی و دو الکترودی.

طراحی تک الکترود: در این طرح، کل الکترود به طور یکنواخت در سراسر آن پخش می شودESCسطح در حالی که موثر است، سطح متوسطی از نیروی چسبندگی و یکنواختی میدان را فراهم می کند.

طراحی الکترود دوگانه: طراحی دو الکترود، با این حال، از هر دو ولتاژ مثبت و منفی برای ایجاد یک میدان الکترواستاتیک قوی‌تر و یکنواخت‌تر استفاده می‌کند. این طراحی نیروی چسبندگی بالاتری ارائه می دهد و تضمین می کند که ویفر به طور محکم و یکنواخت در سراسر سطح ESC نگه داشته می شود.

هنگامی که یک ولتاژ DC به الکترودها اعمال می شود، یک میدان الکترواستاتیک بین الکترودها و ویفر ایجاد می شود. این میدان از طریق لایه عایق گسترش می یابد و با قسمت پشتی ویفر در تعامل است. میدان الکتریکی باعث می شود بارهای روی سطح ویفر دوباره توزیع یا قطبی شوند. برای ویفرهای سیلیکونی دوپ شده، بارهای آزاد تحت تأثیر میدان الکتریکی حرکت می کنند - بارهای مثبت به سمت الکترود منفی و بارهای منفی به سمت الکترود مثبت حرکت می کنند. در مورد ویفرهای بدون دولا یا عایق، میدان الکتریکی باعث جابجایی جزئی بارهای داخلی می شود و دوقطبی ایجاد می کند. نیروی الکترواستاتیک حاصل، ویفر را محکم به چاک می‌چسبد. قدرت این نیرو را می توان با استفاده از قانون کولن و شدت میدان الکتریکی تقریب زد.