Die Struktur des elektrostatischen Spannfutters (ESC)

EinElektrostatisches Spannfutter (ESC)ist ein Gerät, das dazu dient, Halbleiterwafer bei Prozessen wie Ätzen, Abscheiden oder Polieren an Ort und Stelle zu halten. Es erzeugt ein elektrostatisches Feld, das den Wafer anzieht und sicher auf der Oberfläche des Spannfutters hält und so für Stabilität und präzise Ausrichtung während der Waferhandhabung sorgt. ESCs werden in der Halbleiterfertigung häufig eingesetzt, um die Prozessgenauigkeit und die Effizienz der Waferhandhabung zu verbessern.

Das eigentliche Bild eines konventionellenElektrostatisches Spannfutter (ESC)ist in der Abbildung dargestellt. Der Hauptunterschied zwischen den Modellen liegt im isolierenden Schichtmaterial auf der Oberfläche des elektrostatischen Spannfutters. In der Abbildung stellt die dunkle Farbe Aluminiumnitrid dar, während die weiße Farbe Aluminiumoxid darstellt. Die Struktur derelektrostatisches Spannfutterbesteht aus mehreren Teilen:

1. **Isolierende Schicht**: Diese Schicht steht in Kontakt mit dem Wafer und besteht aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Festigkeit, hohen Temperaturbeständigkeit und guten Wärmeleitfähigkeit typischerweise aus Aluminiumnitrid oder Aluminiumoxidkeramik.

2. **Auswerferstift und He-Gasloch**: Der Auswerferstift dient zum Transport des Wafers. Wenn der Wafer in die Ätzkammer gelangt, hebt sich der Auswerferstift, um ihn zu stützen, und senkt sich dann ab, um den Wafer auf der Oberfläche der elektrostatischen Haltevorrichtung zu platzieren. Der Auswerferstift hat normalerweise eine hohle Struktur, sodass Heliumgas eingeführt werden kann, um die Kühlung des Wafers zu unterstützen.

3. **Back He Flow Channel**: Diese Komponente verbessert die Wärmeableitung und erleichtert die Adsorption des Wafers.

4. **Elektrostatische Elektrode**: Diese Elektrode erzeugt ein elektrisches Feld, das die elektrostatische Kraft erzeugt, die erforderlich ist, um den Wafer an Ort und Stelle zu halten. Typischerweise ist die Elektrode planar und entweder in das Isoliermaterial eingebettet oder darauf abgeschieden. Zu den häufig verwendeten leitfähigen Materialien gehören Aluminium, Kupfer und Wolfram.

5. **Zirkulierendes Kühlwasser und Heizelektrode**: Diese Elemente sind in erster Linie für die Gesamttemperaturregelung der elektrostatischen Halterung verantwortlich. Die Heizelektrode und das zirkulierende Kühlwasser arbeiten zusammen, um eine stabile Temperatur für den Wafer aufrechtzuerhalten. Wenn man sich ausschließlich auf zirkulierendes Kühlwasser verlässt, kann die während des Ätzprozesses erzeugte Wärme möglicherweise nicht bewältigt werden, was möglicherweise die Stabilität des Prozesses beeinträchtigt.  

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