静電チャック（ESC）とは何ですか？

ⅰ。 ESC製品定義

静電チャック（略してESC）は、静電力を使用して吸収および修正するデバイスですシリコンウェーハまたは他の基質。これは、半導体製造の真空環境における血漿エッチング（プラズマエッチング）、化学蒸気堆積（CVD）、物理蒸気堆積（PVD）およびその他のプロセスリンクで広く使用されています。

従来の機械的備品と比較して、ESCは機械的ストレスや汚染なしにウェーハをしっかりと固定し、処理の精度と一貫性を改善し、高精度の半導体プロセスの重要な機器コンポーネントの1つです。

ⅱ。製品タイプ（静電チャックの種類）

静電チャックは、構造設計、電極材料、吸着方法に従って、次のカテゴリに分けることができます。

1。モノ極ESC

構造：1つの電極層 + 1つのグランドプレーン

特徴：断熱媒体として補助ヘリウム（HE）または窒素（n₂）が必要です

アプリケーション：Sio₂やSi₃n₄などの高インピーダンス材料の処理に適しています

2。双極ESC

構造：2つの電極、正と負の電極はそれぞれセラミックまたはポリマー層に埋め込まれています

機能：追加のメディアなしで機能し、導電性が良好な材料に適しています

利点：より強い吸着とより速い応答

3。サーマルコントロール（彼は裏面冷却ESC）

機能：バックサイド冷却システム（通常はヘリウム）と組み合わせると、ウェーハの固定中に温度が正確に制御されます

アプリケーション：エッチングの深さを正確に制御する必要があるプラズマエッチングとプロセスで広く使用されています

4. セラミックESC材料： 

酸化アルミニウム（Al₂O₃）、窒化アルミニウム（ALN）、窒化シリコン（Si₃n₄）などの高断熱セラミック材料が通常使用されます。

特徴：腐食抵抗、優れた断熱性能、および高い熱伝導率。

iii。半導体製造におけるESCのアプリケーション 

1.プラズマエッチングESCは、反応チャンバー内のウェーハを修正し、腰の冷却を実現し、±1℃以内のウェーハ温度を制御するため、エッチング速度の均一性（CD均一性）が±3％以内に制御されるようにします。

2。化学蒸気堆積（CVD）ESCは、高温条件下でのウェーハの安定した吸着を達成し、熱変形を効果的に抑制し、薄膜堆積の均一性と接着を改善することができます。

3.物理的な蒸気堆積（PVD）ESCは、機械的ストレスによるウェーハ損傷を防ぐための非接触性の固定を提供し、特に超薄いウェーハ（<150μm）の処理に適しています。

4.イオン移植ESCの温度制御と安定したクランプ能力電荷の蓄積により、ウェーハ表面への局所的な損傷を防ぎ、移植用量制御の精度を確保します。

5.高度なパッケージングのシップレットと3D ICパッケージング、ESCは再配布層（RDL）およびレーザー処理でも使用され、非標準のウェーハサイズの処理をサポートします。

IV。重要な技術的課題 

1.保持力の劣化の問題説明： 

長期動作後、電極の老化またはセラミック表面汚染により、ESC保持力が減少し、ウェーハがシフトまたは落ちます。

解決策：プラズマクリーニングと定期的な表面処理を使用します。

2。静電放電（ESD）リスク： 

高電圧バイアスは瞬間的な放電を引き起こし、ウェーハまたは機器に損傷を与える可能性があります。

対策：多層電極絶縁構造を設計し、ESD抑制回路を構成します。

3。温度不均一性理由： 

ESCの背面の不均一な冷却またはセラミックの熱伝導率の差。

データ：温度偏差が±2°を超えると、>±10％のエッチング深度偏差が発生する可能性があります。

解決策：高精度HE圧力制御システム（0〜15 TORR）を備えた高熱伝導性セラミック（ALNなど）。

4。堆積汚染の問題： 

プロセス残基（CF₄、SIH₄分解生成物など）は、ESCの表面に堆積し、吸着能力に影響します。

対策：プラズマインサイトクリーニングテクノロジーを使用し、1,000枚のウェーハを実行した後、定期的なクリーニングを実行します。

V.ユーザーのコアニーズと懸念