随着半导体及集成电路制程设备和制程工艺的发展,传统的以有机高分子材料和阳极氧化层为电介质的静电卡盘逐步被陶瓷静电卡盘逐渐替代,陶瓷静电卡盘拥有良好的导热和耐卤素等离子气氛的性能,广泛应用于半导体及集成电路核心制程制作中,在高真空等离子体或特气环境中起到对晶圆的夹持和温度控制等作用,是离子注入、刻蚀等关键制程核心零部件之一。
晶片处理过程中,之所以需要把晶片牢牢地吸到吸盘表面,主要是增加晶片与吸盘之间的传热。此外,晶片背面与吸盘表面之间的氦气是传热的重要媒介。
氧化铝静电卡盘采用层压技术实现极高的面内温度均一性,通过使用高纯度的氧化铝可以降低金属污染,在卤素气体等离子体环境下发挥出出色的耐久性。有的氧化铝静电卡盘使用特有等离子纳米喷涂工艺制造的静电卡盘,可以形成致密的电介质绝缘层,相对于共烧及层压工艺生产的静电吸盘,价格上拥有很大的优势,耐温性能及使用寿命又比薄膜电介质更高。
通过控制AIN的体积电阻率,可以获得大范围的温度域和充分的吸附力。通过自由度高的加热器设计可以实现良好的温度均匀性。因使AIN和电极完成一体化熔结,不会出现因电极的劣化造成的历时变化。也可以应对采用接合技术的陶瓷中空结构和陶瓷轴安装。
氮化铝[AlN]静电卡盘/加热器[Heater]是以最高的质量标准和先进的工艺设计制造,以承受半导体及微电子最苛刻的制程环境,旨在提供稳定的吸附力和温度控制。
一般来说,迥斯热背类吸盘的吸力比库仑类的大。在对晶片温度控制要求很高的蚀刻机中,越来越多地采用迥斯热背类吸盘,其电介质通常是参杂的氮化铝陶瓷材料。氮化铝有很好的导热性。
在吸盘中,除了直流电极外,还有射频电极。射频电极用来提供晶片处理过程中需要的射频偏置功率。有些使用的时候,ESC与电极通过一个滤波器相连接。
当前,陶瓷静电卡盘市场被国外厂商占据,主要有Kyocera、NTK、SHINKO、TOTO、CreativeTechnology、FMIndustries等。近年来,受到半导体行业的快速发展,国内陶瓷静电卡盘行业也逐步放量。
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原文始发于微信公众号(艾邦陶瓷展):陶瓷静电卡盘成半导体晶圆主流用静电夹盘