Mikä on sähköstaattinen istukka (ESC)?

Puolijohteiden valmistuksessa etsausprosessin tarkkuus ja vakaus ovat ensiarvoisen tärkeitä. Yksi kriittinen tekijä korkealaatuisen syövytyksen saavuttamisessa on varmistaa, että kiekot ovat täysin tasaisesti alustalla prosessin aikana. Mikä tahansa poikkeama voi johtaa epätasaiseen ionipommitukseen, mikä aiheuttaa ei-toivottuja kulmia ja vaihteluita etsausnopeuksissa. Näiden haasteiden ratkaisemiseksi insinöörit ovat kehittäneetSähköstaattiset istukat (ESC), jotka ovat merkittävästi parantaneet etsauksen laatua ja vakautta. Tässä artikkelissa perehdytään ESC:iden suunnitteluun ja toimivuuteen keskittyen yhteen keskeiseen näkökohtaan: kiekkojen kiinnittymisen taustalla oleviin sähköstaattisiin periaatteisiin.

Sähköstaattinen kiekkojen kiinnitys

Periaate takanaESCkyky pitää kiekko turvallisesti kiinni sen sähköstaattisessa rakenteessa. Siinä käytetään kahta ensisijaista elektrodikokoonpanoaESCs: yksi- ja kaksielektrodimallit.

Yksielektrodirakenne: Tässä mallissa koko elektrodi on jaettu tasaisesti koko elektrodiinESCpinta. Vaikka se on tehokas, se tarjoaa kohtalaisen pitovoiman ja kentän tasaisuuden.

Kaksoiselektrodirakenne: Kaksielektrodirakenne kuitenkin käyttää sekä positiivisia että negatiivisia jännitteitä luodakseen vahvemman ja tasaisemman sähköstaattisen kentän. Tämä muotoilu tarjoaa suuremman tartuntavoiman ja varmistaa, että kiekko pysyy tiukasti ja tasaisesti ESC-pinnan yli.

Kun elektrodeihin syötetään tasajännite, elektrodien ja kiekon väliin syntyy sähköstaattinen kenttä. Tämä kenttä ulottuu eristävän kerroksen läpi ja on vuorovaikutuksessa kiekon takapuolen kanssa. Sähkökenttä saa kiekon pinnalla olevat varaukset jakautumaan uudelleen tai polarisoitumaan. Seostetuissa piikiekoissa vapaat varaukset liikkuvat sähkökentän vaikutuksen alaisena - positiiviset varaukset liikkuvat kohti negatiivista elektrodia ja negatiiviset varaukset kohti positiivista elektrodia. Seostamattomissa tai eristävissä kiekoissa sähkökenttä aiheuttaa pientä sisäisten varausten siirtymistä, jolloin syntyy dipoleja. Tuloksena oleva sähköstaattinen voima kiinnittää kiekon tiukasti istukkaan. Tämän voiman voimakkuutta voidaan arvioida käyttämällä Coulombin lakia ja sähkökentän voimakkuutta.