تفاوت بین چاک های خلاء و چاک های الکترواستاتیک

از آنجا که پیوندهای اصلی ضروری در تولید نیمه هادی ها، پایداری و دقت فناوری نگهداری ویفر به طور مستقیم بر راندمان تولید تراشه و کیفیت دستگاه نهایی تأثیر می گذارد. چاک های خلاء و چاک های الکترواستاتیک دو راه حل اصلی نگهداری ویفر برای تولید نیمه هادی هستند. اگرچه هر دو متعلق به ویفر چاک هستند، اما در ساختار، ویژگی های عملکرد و سناریوهای قابل اجرا تفاوت زیادی دارند.

1. اصول کار متفاوت

چاک های خلاءبرای نگه داشتن ویفرها در جای خود به فشار منفی تکیه کنید. هوا از طریق خطوط لوله متصل به پمپ خلاء استخراج می شود و فشار منفی در زیر ویفر ایجاد می کند تا ویفرها یا بسترها را محکم به سطح چاک بچسبانند. پایه چاک با ماشینکاری دقیق از سرامیک یا فلز ساخته شده است و سطح جذب آن شامل یک صفحه سرامیکی متخلخل است که در یک سوراخ روی پایه نصب شده است که حاشیه آن به پایه چسبانده و مهر و موم شده است.  چاک که از طریق کانال های ریز متخلخل داخلی صفحه سرامیکی به پمپ خلاء متصل می شود، یک ناحیه خلاء بسیار کمتر از فشار اتمسفر ایجاد می کند، بنابراین ویفر را محکم محکم می کند.

چاک های الکترواستاتیک یک ساختار هسته ای با الکترودهای تعبیه شده در داخل یک پایه فلزی که توسط یک لایه دی الکتریک سرامیکی با کارایی بالا پوشانده شده است، اتخاذ می کنند. آنها یک میدان الکترواستاتیک بر روی سطح خود ایجاد می کنند تا بارهای الکتریکی را بر روی قطعات کار القاء کنند و جاذبه الکترواستاتیکی را برای بستن ویفرها یا بسترها ایجاد کنند. هنگامی که ولتاژ اعمال می شود، یک میدان الکترواستاتیک قوی بین الکترودها، دی الکتریک سرامیکی وویفر، برای تثبیت ویفر پایدار، نیروی نگهدارنده چند هزار تا ده ها هزار پاسکال را ارائه می دهد.

2. مزایای عملکرد متفاوت

چاک‌های خلاء با ویفرهایی با ابعاد مختلف و جریان‌های کاری مختلف سازگار هستند و تثبیت پایدار ویفرها را در طول پردازش ارائه می‌کنند. در مقایسه با چاک‌های الکترواستاتیک، به دلیل ساختار داخلی نسبتاً ساده، هزینه‌های ساخت و نگهداری پایینی دارند.

با این حال، هنگامی که ویفرها تحت فرآیندهایی قرار می گیرند که نیاز به عملیات در محیط خلاء یا کم فشار دارند، مانند رسوب بخار شیمیایی، چاک های خلاء متکی به اختلاف فشار نمی توانند الزامات فرآیند را برآورده کنند. علاوه بر این، هنگامی که ویفرها توسط چاک‌های خلاء در جای خود قرار می‌گیرند، فشار هوا ممکن است باعث تغییر شکل ویفر شود و در نتیجه پس از پردازش، ویفر به عقب برگردد. این ممکن است منجر به یک سطح موج دار، صافی ضعیف و کاهش دقت ماشینکاری در ویفر فرآوری شده شود.

چاک های الکترواستاتیکجذب بدون تماس را بپذیرید و نیروی گیره ای منسجم و توزیع شده را ارائه دهید. این به طور موثر از تاب برداشتن ویفر، اعوجاج و آسیب جلوگیری می کند و صافی عالی را برای دقت بالاتر ماشینکاری حفظ می کند. چاک های الکترواستاتیک مجهز به خنک کننده پشت هلیوم برای توزیع یکنواخت دما، از تنظیم دقیق دمای ویفر پشتیبانی می کنند.

از جنبه منفی، چاک های الکترواستاتیک دارای ساختارهای پیچیده با استانداردهای بسیار سختگیرانه برای صافی سطح، صافی و ریزساختارهای میکرونی هستند. دقت در سطح میکرو برای ویژگی‌های میکرو موانع فنی بالایی در فرمولاسیون مواد خام، پخت و تکمیل سطح ایجاد می‌کند. کنترل دما همچنان یک چالش فنی اصلی است. ESCهای دی الکتریک نیترید آلومینیوم (AlN) برای افزایش اتلاف گرما شامل فرآیندهای تولید حتی پیچیده تر است. الزامات فنی چند بعدی سختگیرانه قیمت محصول را بالا می برد و بازرسی و نگهداری منظم سیستم های الکترواستاتیک برای تضمین عملکرد پایدار الزامی است.

3. فیلدهای برنامه اصلی مختلف

با مسطح بودن بالا، موازی بودن برتر، بافت یکنواخت متراکم، استحکام مکانیکی بالا، نفوذپذیری هوای یکنواخت و تهویه مجدد آسان، از چاک‌های خلاء برای تثبیت و حمل و نقل قطعات کار مسطح و خوب مهر و موم شده مانند ورق‌های فلزی و بسترهای پلاستیکی استفاده می‌شود. در تولید نیمه هادی، آنها در خدمت نازک کردن ویفر، قطعه قطعه کردن، آسیاب کردن، تمیز کردن و سایر فرآیندهای تصفیه ویفر هستند و به طور موثر مشکلات رایج از جمله فرورفتگی ویفر، تجزیه الکترواستاتیکی تراشه ها و آلودگی ذرات را حل می کنند.

چاک های الکترواستاتیک که برای قطعات کار مسطح و غیر رسانا طراحی شده اند، حامل های ویفر فوق العاده تمیزی هستند که برای محیط های خلاء و پلاسما اختصاص داده شده اند. آنها به طور گسترده در فرآیندهای نیمه هادی پلاسما و خلاء، از جمله حکاکی خشک، PECVD، CVD حرارتی، رسوب فیزیکی بخار (PVD)، کاشت یون و لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUVL) استفاده می شوند.