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    >技術資料>應用說明

    威思曼高壓電源應用于靜電吸盤領域
    發布時間:2022-03-30    來源:    瀏覽量:400

    靜電吸盤概念:
    靜電吸盤又稱靜電卡盤(英文簡稱: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,還能夠調節吸附物的溫度

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

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    庫侖力型

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    迥斯熱背

    2. 工作原理

    ESC的實際應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層中鑲嵌著一個直流電極(大小與硅片相當,稍?。?,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,當直流電極被接通到高壓(低流)直流電源后,電介質的表面會產生極化電荷(對庫侖吸盤而言)。如果是迥斯熱背類吸盤,電介質表面不僅有極化電荷,還有很大部分自由電荷,這是因為JR吸盤的電介質有一定導電性。電介質的表面電荷會產生電場,這一電場會進一步在置于吸盤之上的晶片表面產生極化電荷 (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,如果關掉被接通到直流電極(鑲嵌在吸盤的電介質中)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,即使關掉被接通到直流電極(鑲嵌在吸盤的電介質中)的高壓(低流)直流電源,則晶片也不會完全被釋放,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強制消除殘留電荷,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,即使關掉被接通到直流電極(鑲嵌在吸盤的電介質中)的高壓(低流)直流電源,即在吸盤電壓為零的情況下,晶片仍然會被吸盤·吸住。這是因為直流自偏壓起到了吸盤電壓的作用。在某些反應腔中(不是蝕刻機的),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。所以,在處理完晶片后,需要一個釋放菜單(dechucking recipe)來釋放晶片,否則無法從反應腔中把晶片取出。

    3. ESC特性

    一般來說,迥斯熱背類吸盤的吸力比庫侖類的大。在對晶片溫度控制要求很高的蝕刻機中,越來越多地采用迥斯熱背類吸盤,其電介質通常是參雜的氮化鋁陶瓷材料。氮化鋁有很好的導熱性。

    晶片處理過程中,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。射頻電極用來提供晶片處理過程中需要的射頻偏置功率。有些使用的時候,ESC與電極通過一個濾波器相連接。

    此外,吸盤中也需要冷卻液的循環渠道和氦氣的氣道。其設計還是需要特別小心細致的。而且,它的設計受到別的方面的制約,如體積不能過大,否則會堵塞或降低反應腔的排氣速度。

    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), 

    輸出極性反轉功能,便于晶圓吸附/去吸附, 

    通過電容測量(庫侖卡盤)或電流測量(JR卡盤)檢測晶圓狀態的能力, 

    模擬和數字接口,可輕松集成到各種系統中

    高可靠性,無機械繼電器設計。

    威思曼提供廣泛的設計理論知識和制造能力,因此可以提供廣泛的定制產品以滿足各種要求。根據應用,功能包括高壓偏置/偏移和射頻濾波等選項。

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    威思曼高壓電源半導體領域的應用

    當今復雜的半導體制造工藝需要各種高壓電源解決方案,其中大多數都具有極其苛刻的規格。威思曼產品在整個晶圓廠中使用,從晶圓制程的開始到結束都有應用。從光刻 - 為光源供電 - 到靜電晶片夾持到檢查和測試設備,我們的精確、低噪聲、高度穩定的高壓電源確實是一種推動半導體技術快速發展的基礎。如果您正在從事半導體行業的晶圓制程請聯系威思曼了解我們提供的解決方案的更多信息。如果標準產品可能無法滿足您的需求,我們可以為 OEM 應用提供定制設計。

     


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