Відмінності між вакуумними та електростатичними патронами

Стабільність і точність технології утримування пластин безпосередньо впливають на ефективність виробництва чіпів і якість готового пристрою, оскільки вони є незамінними основними ланками у виробництві напівпровідників. Вакуумні патрони та електростатичні патрони є двома основними рішеннями для утримання пластин у виробництві напівпровідників. Хоча обидва належать до пластинчастих патронів, вони значно відрізняються за структурою, характеристиками продуктивності та застосовними сценаріями.

1. Різні принципи роботи

Вакуумні патронипокладатися на негативний тиск, щоб утримувати пластини на місці. Повітря витягується через трубопроводи, підключені до вакуумного насоса, утворюючи негативний тиск під пластиною для міцного прикріплення пластин або підкладок до поверхні патрона. Основа Chuck виготовлена ​​з кераміки або металу з високою точністю, а її адсорбційна поверхня складається з пористої керамічної пластини, встановленої в розточці на основі, периферією якої прикріплено та герметично з’єднано з основою.  Підключений до вакуумного насоса через внутрішні мікропористі канали керамічної пластини, патрон створює зону вакууму, що значно нижче атмосферного тиску, таким чином щільно закріплюючи пластину.

Електростатичні патрони мають структуру серцевини з електродами, вбудованими в металеву основу, покриту високоефективним шаром керамічного діелектрика. Вони генерують електростатичне поле на своїй поверхні, щоб індукувати електричні заряди на заготовках, створюючи електростатичне тяжіння для затискання пластин або підкладок. При подачі напруги між електродами, керамічним діелектриком івафельний, забезпечуючи силу утримування від кількох тисяч до десятків тисяч Паскалів для стабільної фіксації пластини.

2. Різні переваги продуктивності

Вакуумні патрони сумісні з пластинами різних розмірів і різними технологічними процесами, забезпечуючи стабільну фіксацію пластин під час обробки. Порівняно з електростатичними патронами вони мають низькі витрати на виробництво та технічне обслуговування завдяки своїй відносно простій внутрішній конструкції.

Однак, коли пластини проходять процеси, що вимагають роботи у вакуумі чи середовищі низького тиску, наприклад хімічне осадження з парової фази, вакуумні патрони, що покладаються на різницю тиску, не можуть відповідати вимогам процесу. Крім того, коли пластини утримуються на місці вакуумними патронами, тиск повітря може спричинити деформацію пластини, що призведе до відскоку після обробки. Це може призвести до хвилястої поверхні, поганої площинності та зниження точності обробки обробленої пластини.

Електростатичні патронивикористовувати безконтактну адсорбцію, пропонуючи постійну, рівномірно розподілену силу затиску. Це ефективно запобігає викривленню, викривленню та пошкодженню пластин, зберігаючи відмінну площинність для більш високої точності обробки. Оснащені гелієвим охолодженням із задньої сторони для рівномірного розподілу температури, електростатичні патрони підтримують точне регулювання температури пластин.

З іншого боку, електростатичні патрони мають складну конструкцію з надзвичайно суворими стандартами щодо плоскості поверхні, гладкості та мікроструктури мікронного масштабу. Точність мікронного рівня для мікро-функцій створює високі технічні бар'єри при складанні сировини, спіканні та обробці поверхні. Контроль температури залишається основною технічною проблемою; Діелектричні ESC з нітриду алюмінію (AlN) для покращеного розсіювання тепла потребують ще складніших процесів виробництва. Суворі багатовимірні технічні вимоги підвищують ціну продукту, а регулярна перевірка та технічне обслуговування електростатичних систем є обов’язковими для забезпечення стабільної роботи.

3. Різні основні сфери застосування

Завдяки високій площинності, чудовій паралельності, щільній однорідній текстурі, високій механічній міцності, рівномірній повітропроникності та легкому ремонту вакуумні патрони використовуються для фіксації та транспортування плоских, добре герметичних заготовок, таких як металеві листи та пластикові підкладки. У виробництві напівпровідників вони обслуговують процеси розрідження пластин, нарізання кубиками, шліфування, очищення та інші процеси обробки пластин, ефективно вирішуючи загальні проблеми, включаючи вм’ятини пластин, електростатичне руйнування мікросхем і забруднення частинками.

Електростатичні патрони, розроблені для плоских непровідних заготовок, є надзвичайно чистими носіями пластин, призначеними для вакуумних і плазмових середовищ. Вони широко застосовуються в плазмових і вакуумних напівпровідникових процесах, включаючи сухе травлення, PECVD, термічне CVD, фізичне осадження з парової фази (PVD), іонну імплантацію та ультрафіолетову літографію (EUVL).