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威思曼高壓電源應(yīng)用于靜電吸盤領(lǐng)域
發(fā)布時(shí)間:2022-03-30    來(lái)源:    瀏覽量:5818

靜電吸盤概念:
靜電吸盤又稱靜電卡盤(英文簡(jiǎn)稱:ESC或E-Chuck)是一種利用靜電吸附原理夾持固定被吸附物的夾具,適用于真空及等離子體環(huán)境,主要作用是吸附超潔凈薄片(如硅片),并使吸附物保持較好的平坦度,可以抑制吸附物在工藝中的變形,還能夠調(diào)節(jié)吸附物的溫度

靜電吸盤的構(gòu)造和原理
1.種類:基本分為兩類。即庫(kù)侖類和迥斯熱背(JR或Johnsen-Rahbek)類。兩類吸盤都靠靜電荷的同性相吸來(lái)固定硅片;吸盤與晶片接觸的表面有一層電介質(zhì)。多采用陶瓷,純電介質(zhì)做成的吸盤為庫(kù)侖類,參雜電介質(zhì)做成的吸盤為迥斯熱背類

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庫(kù)侖力型

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迥斯熱背

2. 工作原理

ESC的實(shí)際應(yīng)用分為單極性和雙極性(一般都有偏置電壓)

14.png單極性15.png
雙極性在吸盤的電介質(zhì)層中鑲嵌著一個(gè)直流電極(大小與硅片相當(dāng),稍小),用以接通到高壓(低流)直流電源。

1)吸住原理

在沒有等離子體的情況下,當(dāng)直流電極被接通到高壓(低流)直流電源后,電介質(zhì)的表面會(huì)產(chǎn)生極化電荷(對(duì)庫(kù)侖吸盤而言)。如果是迥斯熱背類吸盤,電介質(zhì)表面不僅有極化電荷,還有很大部分自由電荷,這是因?yàn)?/span>JR吸盤的電介質(zhì)有一定導(dǎo)電性。電介質(zhì)的表面電荷會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng),這一電場(chǎng)會(huì)進(jìn)一步在置于吸盤之上的晶片表面產(chǎn)生極化電荷 (也可能包括部分自由電荷,取決于什么樣的晶片及晶片表面是什么膜,有導(dǎo)電性或絕緣),分布在晶片背面的電荷與分布在吸盤上面的電荷極性相反,這樣晶片解就吸盤吸住了。

2)釋放原理

a.在沒有等離子體的情況下,如果關(guān)掉被接通到直流電極(鑲嵌在吸盤的電介質(zhì)中)的高壓(低流)直流電源,假若分布在晶片背面的電荷與分布在吸盤上面的電荷都是極化電荷,則晶片就被釋放了,即吸力自動(dòng)消失。

b.在沒有等離子體的情況下,假若分布在晶片背面的電荷與分布在吸盤上面的電荷中有一部分是自由電荷,即使關(guān)掉被接通到直流電極(鑲嵌在吸盤的電介質(zhì)中)的高壓(低流)直流電源,則晶片也不會(huì)完全被釋放,即因殘留電荷而仍存在一定的靜電吸力。這種情況下,通常需要用反向的靜電壓來(lái)強(qiáng)制消除殘留電荷,然后才能釋放晶片。

c.在有等離子體的情況下,由于直流自偏壓(self DC bias)的緣故,即使關(guān)掉被接通到直流電極(鑲嵌在吸盤的電介質(zhì)中)的高壓(低流)直流電源,即在吸盤電壓為零的情況下,晶片仍然會(huì)被吸盤·吸住。這是因?yàn)橹绷髯云珘浩鸬搅宋P電壓的作用。在某些反應(yīng)腔中(不是蝕刻機(jī)的),甚至不需要用高壓(低流)直流電源的靜電壓,完全靠直流自偏壓就足夠完成吸住晶片的任務(wù)。所以,在處理完晶片后,需要一個(gè)釋放菜單(dechucking recipe)來(lái)釋放晶片,否則無(wú)法從反應(yīng)腔中把晶片取出。

3. ESC特性

一般來(lái)說(shuō),迥斯熱背類吸盤的吸力比庫(kù)侖類的大。在對(duì)晶片溫度控制要求很高的蝕刻機(jī)中,越來(lái)越多地采用迥斯熱背類吸盤,其電介質(zhì)通常是參雜的氮化鋁陶瓷材料。氮化鋁有很好的導(dǎo)熱性。

晶片處理過(guò)程中,之所以需要把晶片牢牢地吸到吸盤表面,主要是增加晶片與吸盤之間的傳熱。此外,晶片背面與吸盤表面之間的氦氣是傳熱的重要媒介。

在吸盤中,除了直流電極外,還有射頻電極。射頻電極用來(lái)提供晶片處理過(guò)程中需要的射頻偏置功率。有些使用的時(shí)候,ESC與電極通過(guò)一個(gè)濾波器相連接。

此外,吸盤中也需要冷卻液的循環(huán)渠道和氦氣的氣道。其設(shè)計(jì)還是需要特別小心細(xì)致的。而且,它的設(shè)計(jì)受到別的方面的制約,如體積不能過(guò)大,否則會(huì)堵塞或降低反應(yīng)腔的排氣速度。

威思曼可為全系列的電子卡盤提供電源,其功能包括: 

高壓雙極輸出(正/負(fù)), 

輸出極性反轉(zhuǎn)功能,便于晶圓吸附/去吸附, 

通過(guò)電容測(cè)量(庫(kù)侖卡盤)或電流測(cè)量(JR卡盤)檢測(cè)晶圓狀態(tài)的能力, 

模擬和數(shù)字接口,可輕松集成到各種系統(tǒng)中

高可靠性,無(wú)機(jī)械繼電器設(shè)計(jì)。

威思曼提供廣泛的設(shè)計(jì)理論知識(shí)和制造能力,因此可以提供廣泛的定制產(chǎn)品以滿足各種要求。根據(jù)應(yīng)用,功能包括高壓偏置/偏移和射頻濾波等選項(xiàng)。


E C.png

 

威思曼高壓電源半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用

當(dāng)今復(fù)雜的半導(dǎo)體制造工藝需要各種高壓電源解決方案,其中大多數(shù)都具有極其苛刻的規(guī)格。威思曼產(chǎn)品在整個(gè)晶圓廠中使用,從晶圓制程的開始到結(jié)束都有應(yīng)用。從光刻 - 為光源供電 - 到靜電晶片夾持到檢查和測(cè)試設(shè)備,我們的精確、低噪聲、高度穩(wěn)定的高壓電源確實(shí)是一種推動(dòng)半導(dǎo)體技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)。如果您正在從事半導(dǎo)體行業(yè)的晶圓制程請(qǐng)聯(lián)系威思曼了解我們提供的解決方案的更多信息。如果標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品可能無(wú)法滿足您的需求,我們可以為 OEM 應(yīng)用提供定制設(shè)計(jì)。