Anwendung des Wisman-Hochspannungsnetzteils im Bereich der elektrostatischen Spannvorrichtung

Spezifikation der Anwendung

Elektrostatische Spannvorrichtung ist eine Vorrichtung, die das Prinzip der elektrostatischen Adsorption verwendet, um das adsorbierte Material zu klemmen und zu fixieren, geeignet für Vakuum und Plasma-Umgebung, die Hauptfunktion ist es, ultra-reine Blatt (wie Silizium) zu adsorbieren, und die Adsorption flach zu halten, kann die Verformung der Adsorption in den Prozess zu verhindern, sondern auch die Temperatur der Adsorption einzustellen.

Aufbau und Prinzip des elektrostatischen Spannfutters

1. Typen

Grundsätzlich wird in zwei Kategorien unterschieden. Nämlich die Coulomb-Klasse und die Johnsen-Rahbek-Klasse. Beide Arten von Saugnäpfen beruhen auf elektrostatischen Ladungen, die das gleiche Geschlecht anziehen, um den Siliziumwafer zu fixieren; auf der Oberfläche, wo der Saugnapf den Wafer berührt, befindet sich eine dielektrische Schicht. Die meisten Saugnäpfe aus Keramik sind Coulomb-Saugnäpfe, die Saugnäpfe aus gemischtem Dielektrikum sind Johnsen-Rahbek-Saugnäpfe.

2. Wie funktioniert es?

Praktische Anwendungen von ESC werden in unipolare und bipolare (im Allgemeinen mit Vorspannung) unterteilt.

In die dielektrische Schicht des Saugers ist eine Gleichstromelektrode eingebettet (in der Größe des Siliziumwafers, nur geringfügig kleiner), die an die Hochspannungs-Gleichstromversorgung (mit niedrigem Strom) angeschlossen wird.

(1) Das Prinzip der Ansaugung

Wenn die Gleichstromelektrode an eine Hochspannung (Schwachstrom) angeschlossen ist und kein Plasma vorhanden ist, erzeugt die Oberfläche des Dielektrikums eine polarisierte Ladung (bei Coulomb-Saugern). Handelt es sich um einen Hot-Back-Saugnapf, hat die dielektrische Oberfläche nicht nur eine polarisierte Ladung, sondern auch einen großen Teil der freien Ladung, da das Dielektrikum des JR-Saugnapfes eine gewisse Leitfähigkeit besitzt. Die Oberflächenladung des Dielektrikums erzeugt ein elektrisches Feld, das wiederum eine polarisierte Ladung auf der Oberfläche des Wafers erzeugt, der auf dem Saugnapf platziert wird (sie kann auch einen Teil der freien Ladung enthalten, je nachdem, welche Art von Wafer und welcher Film sich auf der Oberfläche des Wafers befindet, leitend oder isolierend), und die auf der Rückseite des Wafers verteilte Ladung hat die entgegengesetzte Polarität der auf dem Saugnapf verteilten Ladung, so dass der Wafer vom Saugnapf absorbiert wird.

(2) Auslöseprinzip

a. In Abwesenheit eines Plasmas, wenn die Hochspannungs-Gleichstromversorgung (Schwachstrom) an der Gleichstromelektrode (eingebettet in das Dielektrikum des Saugers) ausgeschaltet wird, wenn die auf der Rückseite des Chips verteilte Ladung und die auf dem Sauger verteilte Ladung polarisierte Ladungen sind, dann wird der Chip freigegeben, d.h. der Sog verschwindet automatisch.

b. Wenn ein Teil der auf der Rückseite des Wafers verteilten Ladung und der auf dem Saugnapf verteilten Ladung freie Ladungen sind, wird der Wafer in Abwesenheit eines Plasmas auch dann nicht vollständig freigegeben, wenn die an die Gleichstromelektrode (eingebettet in das Dielektrikum des Saugnapfes) angeschlossene Hochspannungs-Gleichstromversorgung (mit niedrigem Strom) ausgeschaltet wird, d.h. es besteht weiterhin ein gewisser elektrostatischer Sog aufgrund der Restladung. In diesem Fall ist in der Regel eine statische Gegenspannung erforderlich, um die Restladung auszutreiben, bevor der Chip freigegeben werden kann.

c. Bei Vorhandensein von Plasma wird der Chip aufgrund der Gleichstrom-Selbstvorspannung auch dann vom Sauger angezogen, wenn die Hochspannungs-Gleichstromversorgung (mit niedrigem Strom), die an die Gleichstromelektrode (eingebettet in das Dielektrikum des Saugers) angeschlossen ist, ausgeschaltet ist, d. h. wenn die Saugerspannung Null ist. Der Grund dafür ist, dass die Gleichstromvorspannung die Rolle der Saugerspannung übernimmt. In einigen Reaktionskavitäten (nicht in der Ätzmaschine) ist es sogar nicht erforderlich, die statische Spannung der Hochspannungs-Gleichstromversorgung (mit niedrigem Strom) zu verwenden, und es reicht aus, sich vollständig auf die Gleichstrom-Selbstvorspannung zu verlassen, um die Aufgabe des Absaugens des Chips zu erfüllen. Daher benötigen Sie nach der Bearbeitung des Chips ein Freigabemenü (Dechucking-Rezept), um den Chip freizugeben, sonst können Sie den Chip nicht aus der Reaktionskammer entfernen.

3. Die ESC-Funktion

Im Allgemeinen ist die Saugkraft des Jeroback-Saugers größer als die des Coulomb-Saugers. In Ätzmaschinen mit hohen Anforderungen an die Temperaturkontrolle der Chips werden mehr und mehr Saugnäpfe des Setback-Typs verwendet. Das Dielektrikum ist in der Regel ein gemischtes Aluminiumnitrid-Keramikmaterial. Aluminiumnitrid hat eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit.

Bei der Waferverarbeitung wird der Wafer hauptsächlich deshalb fest an die Oberfläche des Saugers gesaugt, um die Wärmeübertragung zwischen dem Wafer und dem Sauger zu erhöhen. Darüber hinaus ist das Heliumgas zwischen der Rückseite des Wafers und der Oberfläche des Saugnapfes ein wichtiges Medium für die Wärmeübertragung.

Im Sauger befinden sich neben der Gleichstromelektrode auch Hochfrequenzelektroden. Die Hochfrequenzelektrode dient dazu, die während der Bearbeitung der Wafer benötigte HF-Vorspannung zu liefern. In einigen Fällen ist der ESC über einen Filter mit der Elektrode verbunden.

Darüber hinaus benötigen die Saugnäpfe auch Kanäle für die Kühlmittelzirkulation und Helium-Luftkanäle. Ihr Design erfordert besondere Sorgfalt und Detailgenauigkeit. Darüber hinaus ist die Konstruktion durch andere Aspekte eingeschränkt, z. B. darf das Volumen nicht zu groß sein, da es sonst die Reaktionskammer blockiert oder die Abluftgeschwindigkeit verringert.

Wisman liefert Strom für eine ganze Reihe von elektronischen Spannvorrichtungen mit folgenden Funktionen:

Bipolarer Hochspannungsausgang (positiv/negativ),

Umkehrfunktion der Ausgangspolarität zur Erleichterung der Adsorption/Desorption von Wafern,

Die Möglichkeit, den Wafer-Status durch Kapazitätsmessung (Coulomb-Chuck) oder Strommessung (JR-Chuck) zu erkennen,

Analoge und digitale Schnittstellen zur einfachen Integration in verschiedene Systeme,

Hohe Zuverlässigkeit, kein mechanisches Relaisdesign,

Wisman verfügt über ein breites Spektrum an theoretischem Wissen und Fertigungskapazitäten, so dass das Unternehmen eine breite Palette an kundenspezifischen Produkten für eine Vielzahl von Anforderungen anbieten kann. Je nach Anwendung sind Optionen wie Hochspannungsvorspannung/Offset und RF-Filterung verfügbar.