Apa itu Chuck Elektrostatis (ESC)?

Dalam manufaktur semikonduktor, ketepatan dan stabilitas proses etsa adalah yang terpenting. Salah satu faktor penting dalam mencapai etsa berkualitas tinggi adalah memastikan wafer rata sempurna di atas baki selama proses berlangsung. Setiap penyimpangan dapat menyebabkan pemboman ion yang tidak merata, menyebabkan sudut yang tidak diinginkan dan variasi kecepatan etsa. Untuk mengatasi tantangan ini, para insinyur telah mengembangkanChuck Elektrostatis (ESC), yang telah meningkatkan kualitas dan stabilitas etsa secara signifikan. Artikel ini mempelajari desain dan fungsionalitas ESC, dengan fokus pada satu aspek utama: prinsip elektrostatis di balik adhesi wafer.

Adhesi Wafer Elektrostatis

Prinsip di balikESCKemampuannya untuk memegang wafer dengan aman terletak pada desain elektrostatisnya. Ada dua konfigurasi elektroda primer yang digunakanESCs: desain elektroda tunggal dan elektroda ganda.

Desain Elektroda Tunggal: Dalam desain ini, seluruh elektroda tersebar secara merata di seluruhESCpermukaan. Meskipun efektif, ini memberikan tingkat kekuatan adhesi dan keseragaman lapangan yang moderat.

Desain Elektrostatik Ganda: Namun, desain elektroda ganda menggunakan tegangan positif dan negatif untuk menciptakan medan elektrostatis yang lebih kuat dan seragam. Desain ini menawarkan kekuatan adhesi yang lebih tinggi dan memastikan wafer menempel erat dan merata di seluruh permukaan ESC.

Ketika tegangan DC diterapkan ke elektroda, medan elektrostatik dihasilkan antara elektroda dan wafer. Bidang ini meluas melalui lapisan isolasi dan berinteraksi dengan bagian belakang wafer. Medan listrik menyebabkan muatan pada permukaan wafer terdistribusi ulang atau terpolarisasi. Untuk wafer silikon yang didoping, muatan bebas bergerak di bawah pengaruh medan listrik—muatan positif bergerak menuju elektroda negatif, dan muatan negatif bergerak menuju elektroda positif. Dalam kasus wafer yang tidak dilapisi atau diisolasi, medan listrik menyebabkan sedikit perpindahan muatan internal, sehingga menciptakan dipol. Gaya elektrostatis yang dihasilkan melekat erat wafer ke chuck. Kekuatan gaya ini dapat diperkirakan dengan menggunakan hukum Coulomb dan kuat medan listrik.