Erot tyhjiöistukan ja sähköstaattisen istukan välillä

Puolijohteiden valmistuksen välttämättöminä ydinlinkkeinä kiekkojen kiinnitysteknologian vakaus ja tarkkuus vaikuttavat suoraan sirutuotannon tehokkuuteen ja valmiiden laitteiden laatuun. Tyhjiöistukat ja sähköstaattiset istukat ovat puolijohteiden valmistuksen kaksi yleistä kiekkojen kiinnitysratkaisua. Vaikka molemmat kuuluvat kiekkojen istukkaisiin, ne eroavat suuresti rakenteeltaan, suorituskykyominaisuuksiltaan ja soveltuvilta skenaarioilta.

1. Erilaiset toimintaperiaatteet

Tyhjiöistukatluottaa alipaineeseen pitämään kiekot paikoillaan. Ilma poistetaan tyhjiöpumppuun yhdistettyjen putkien kautta, jolloin kiekon alle muodostuu alipaine, jotta kiekot tai alustat kiinnittyvät lujasti istukan pintaan. Chuckin pohja on tarkkuustyöstetty keraamisesta tai metallista, ja sen adsorptiopinta koostuu huokoisesta keraamisesta levystä, joka on sovitettu pohjassa olevaan vastareikään, jonka reuna on liimattu ja tiivistetty alustaan.  Yhdistettynä tyhjiöpumppuun keraamisen levyn sisäisten mikrohuokoisten kanavien kautta, istukka muodostaa alipainevyöhykkeen, joka on paljon ilmakehän paineen alapuolella, mikä kiinnittää kiekon tiukasti.

Sähköstaattisissa istukkaissa on ydinrakenne, jossa elektrodit on upotettu metallipohjan sisään ja peitetty tehokkaalla keraamisella dielektrisellä kerroksella. Ne synnyttävät sähköstaattisen kentän pinnoilleen sähkövarauksen indusoimiseksi työkappaleisiin, mikä luo sähköstaattista vetovoimaa kiinnittääkseen kiekkoja tai substraatteja. Kun jännitettä kytketään, elektrodien väliin muodostuu voimakas sähköstaattinen kenttä, keraaminen dielektrinen javohveli, tuottaa useista tuhansista kymmeniin tuhansiin pascaleihin pitovoiman vakaan kiekon kiinnittämiseen.

2. Erilaiset suorituskyvyn edut

Tyhjiöistukat ovat yhteensopivia erikokoisten kiekkojen ja eri prosessien työnkulkujen kanssa, mikä takaa kiekkojen vakaan kiinnityksen käsittelyn aikana. Sähköstaattisiin istukkaisiin verrattuna niiden valmistus- ja ylläpitokustannukset ovat alhaiset suhteellisen yksinkertaisten sisäisten rakenteidensa ansiosta.

Kuitenkin, kun kiekot käyvät läpi prosesseja, jotka edellyttävät käyttöä tyhjiössä tai matalapaineisessa ympäristössä, kuten kemiallinen höyrypinnoitus, paine-eroihin perustuvat tyhjiöistukat eivät voi täyttää prosessin vaatimuksia. Lisäksi, kun kiekkoja pidetään paikoillaan tyhjiöistukkailla, ilmanpaine voi aiheuttaa kiekon muodonmuutoksen, mikä johtaa kimppuun käsittelyn jälkeen. Tämä voi johtaa käsitellyn kiekon aaltoilevaan pintaan, huonoon tasaisuuteen ja heikentyneeseen koneistustarkkuuteen.

Sähköstaattiset istukatottaa käyttöön kontaktittoman adsorption, mikä tarjoaa tasaisen, tasaisesti jakautuneen puristusvoiman. Tämä estää tehokkaasti kiekkojen vääntymistä, vääristymistä ja vaurioita säilyttäen erinomaisen tasaisuuden ja parantaa koneistustarkkuutta. Varustettu helium-takapuolen jäähdytyksellä tasaista lämpötilan jakautumista varten, sähköstaattiset istukat tukevat tarkkaa kiekkojen lämpötilan säätöä.

Huonona puolena on, että sähköstaattisissa istukkaissa on monimutkaisia ​​rakenteita ja erittäin tiukat standardit pinnan tasaisuuden, sileyden ja mikronimittakaavan mikrorakenteille. Mikronitason tarkkuus mikroominaisuuksille luo korkeat tekniset esteet raaka-aineiden formuloinnissa, sintrauksessa ja pinnan viimeistelyssä. Lämpötilan hallinta on edelleen keskeinen tekninen haaste; Alumiininitridi (AlN) dielektriset ESC:t tehostamaan lämmönpoistoa edellyttävät vieläkin monimutkaisempia tuotantoprosesseja. Tiukat moniulotteiset tekniset vaatimukset nostavat tuotteen hintaa, ja sähköstaattisten järjestelmien säännöllinen tarkastus ja huolto ovat pakollisia vakaan toiminnan takaamiseksi.

3. Eri pääsovelluskentät

Korkean tasaisuuden, erinomaisen yhdensuuntaisuuden, tiheän ja tasaisen koostumuksen, korkean mekaanisen lujuuden, tasaisen ilmanläpäisevyyden ja helpon kunnostuksen ansiosta tyhjiöistukkaa käytetään litteiden, hyvin tiivistettyjen työkappaleiden, kuten metallilevyjen ja muovialustojen, kiinnittämiseen ja kuljettamiseen. Puolijohteiden valmistuksessa ne palvelevat kiekkojen ohentamista, kuutioimista, jauhamista, puhdistusta ja muita kiekkojen käsittelyprosesseja, mikä ratkaisee tehokkaasti yleisiä ongelmia, kuten kiekkojen painaumia, sirujen sähköstaattista hajoamista ja hiukkaskontaminaatiota.

Tasaisille, johtamattomille työkappaleille suunnitellut sähköstaattiset istukat ovat ultrapuhtaita kiekkojen pidikkeitä, jotka on tarkoitettu tyhjiö- ja plasmaympäristöihin. Niitä käytetään laajasti plasma- ja tyhjiöpuolijohdeprosesseissa, mukaan lukien kuivaetsaus, PECVD, lämpö-CVD, fyysinen höyrypinnoitus (PVD), ioni-istutus ja äärimmäinen ultraviolettilitografia (EUVL).