O que é mandril eletrostático (ESC)?

Na fabricação de semicondutores, a precisão e a estabilidade do processo de gravação são fundamentais. Um fator crítico para obter uma gravação de alta qualidade é garantir que os wafers fiquem perfeitamente planos na bandeja durante o processo. Qualquer desvio pode levar ao bombardeio iônico desigual, causando ângulos indesejáveis ​​e variações nas taxas de gravação. Para enfrentar esses desafios, os engenheiros desenvolveramMandris Eletrostáticos (ESCs), que melhoraram significativamente a qualidade e a estabilidade da gravação. Este artigo investiga o design e a funcionalidade dos ESCs, concentrando-se em um aspecto fundamental: os princípios eletrostáticos por trás da adesão do wafer.

Adesão eletrostática de wafer

O princípio por trás doESCA capacidade de segurar um wafer com segurança reside em seu design eletrostático. Existem duas configurações de eletrodos primários usadas emESCs: projetos de eletrodo único e eletrodo duplo.

Projeto de eletrodo único: Neste projeto, todo o eletrodo é espalhado uniformemente peloESCsuperfície. Embora eficaz, proporciona um nível moderado de força de adesão e uniformidade de campo.

Design de eletrodo duplo: O design de eletrodo duplo, entretanto, usa tensões positivas e negativas para criar um campo eletrostático mais forte e uniforme. Este design oferece maior força de adesão e garante que o wafer seja preso de maneira firme e uniforme em toda a superfície do ESC.

Quando uma tensão CC é aplicada aos eletrodos, um campo eletrostático é gerado entre os eletrodos e o wafer. Este campo se estende através da camada isolante e interage com a parte traseira do wafer. O campo elétrico faz com que as cargas na superfície do wafer sejam redistribuídas ou polarizadas. Para pastilhas de silício dopadas, as cargas livres movem-se sob a influência do campo elétrico – as cargas positivas movem-se em direção ao eletrodo negativo e as cargas negativas movem-se em direção ao eletrodo positivo. No caso de wafers não dopados ou isolantes, o campo elétrico provoca um ligeiro deslocamento das cargas internas, criando dipolos. A força eletrostática resultante adere firmemente o wafer ao mandril. A intensidade desta força pode ser aproximada usando a lei de Coulomb e a intensidade do campo elétrico.