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了解靜電吸盤的基本構(gòu)造

文章出處:常見問題 責(zé)任編輯:東莞市永奇自動化有限公司 發(fā)表時間:2022-08-18
  

1.種類:基本分為兩類。即庫侖類和迥斯熱背(JR或Johnsen-Rahbek)類。

2.兩類吸盤都靠靜電荷的同性相吸來固定硅片。

3.吸盤與晶片接觸的表面有一層電介質(zhì)。以前的吸盤用的電介質(zhì)多為有機(jī)材料或陽極氧化層,現(xiàn)在已普遍采用陶瓷。純電介質(zhì)做成的吸盤為庫侖類,參雜電介質(zhì)做成的吸盤為迥斯熱背類。

4.在吸盤的電介質(zhì)層中鑲嵌著一個直流電極(大小與硅片相當(dāng),稍小),用以接通到高壓(低流)直流電源。

5.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)的表面會產(chǎn)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(zhì)表面不僅有極化電荷,還有很大部分自由電荷,這是因?yàn)镴R吸盤的電介質(zhì)有一定導(dǎo)電性。電介質(zhì)的表面電荷會產(chǎn)生電場,這一電場會進(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。

6. 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,即吸力自動消失。

7. 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(qiáng)制消除殘留電荷,然后才能釋放晶片。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,需要一個釋放菜單(dechucking recipe)來釋放晶片,否則無法從反應(yīng)腔中把晶片取出。

9.一般來說,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(jī)中,越來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。

10.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。

11.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。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)計還是需要特別小心細(xì)致的。而且,它的設(shè)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(yīng)腔的排氣速度。

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