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Application de l'alimentation haute tension Wisman dans le domaine des mandrins électrostatiques

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Spécification de l'application

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Le mandrin électrostatique est un dispositif qui utilise le principe de l'adsorption électrostatique pour serrer et fixer le matériau adsorbé, adapté à l'environnement du vide et du plasma, la fonction principale est d'adsorber des feuilles ultra-propres (telles que le silicium) et de maintenir l'adsorption à plat, ce qui permet d'inhiber la déformation de l'adsorption au cours du processus, mais aussi d'ajuster la température de l'adsorption.

Structure et principe du mandrin électrostatique

1. Types de mandrins

Les mandrins électrostatiques sont divisés en deux catégories. Il s'agit de la classe de Coulomb et de la classe de Johnsen-Rahbek. Les deux types de ventouses s'appuient sur des charges électrostatiques pour attirer le même sexe afin de fixer la plaquette de silicium ; il y a une couche de diélectrique sur la surface où la ventouse entre en contact avec la plaquette. La plupart des ventouses en céramique sont des ventouses de Coulomb, et les ventouses en diélectrique mixte sont des ventouses de Johnsen-Rahbek.

2. Fonctionnement

Les applications pratiques de l'ESC sont divisées en unipolaires et bipolaires (généralement avec une tension de polarisation).

Dans la couche diélectrique de la ventouse est incorporée une électrode à courant continu (de la taille de la plaquette de silicium, légèrement plus petite) pour se connecter à l'alimentation en courant continu à haute tension (faible courant).

(1) Le principe de l'aspiration

En l'absence de plasma, lorsque l'électrode à courant continu est connectée à une alimentation électrique à haute tension (courant faible), la surface du diélectrique produit une charge polarisée (pour les ventouses de Coulomb). S'il s'agit d'une ventouse de type "hot-back", la surface du diélectrique présente non seulement une charge polarisée, mais aussi une grande partie de la charge libre, car le diélectrique de la ventouse JR a une certaine conductivité. La charge superficielle du diélectrique produira un champ électrique, qui produira à son tour une charge polarisée sur la surface de la plaquette placée sur la ventouse (elle peut également inclure une partie de la charge libre, en fonction du type de plaquette et du film qui se trouve sur la surface de la plaquette, conducteur ou isolant), et la charge distribuée au dos de la plaquette est de polarité opposée à la charge distribuée sur la ventouse, de sorte que la plaquette est absorbée par la ventouse.

(2) Principe de libération

a. En l'absence de plasma, si l'alimentation en courant continu haute tension (courant faible) est coupée à l'électrode de courant continu (intégrée dans le diélectrique de la ventouse), si la charge répartie au dos de la plaquette et la charge répartie sur la ventouse sont des charges polarisées, alors la plaquette est libérée, c'est-à-dire que la ventouse disparaît automatiquement.

b. En l'absence de plasma, si une partie de la charge répartie au dos de la plaquette et la charge répartie sur la ventouse sont des charges libres, même si l'alimentation en courant continu à haute tension (faible courant) qui est connectée à l'électrode à courant continu (intégrée dans le diélectrique de la ventouse) est coupée, la plaquette ne sera pas complètement libérée, c'est-à-dire qu'il subsistera une certaine succion électrostatique due à la charge résiduelle. Dans ce cas, une tension statique inverse est généralement nécessaire pour expulser la charge résiduelle avant que la puce puisse être libérée.

c. En présence de plasma, en raison de l'auto-biaisement du courant continu, même si l'alimentation en courant continu à haute tension (faible courant) connectée à l'électrode de courant continu (intégrée dans le diélectrique de la ventouse) est éteinte, c'est-à-dire que la puce sera toujours attirée par la ventouse - alors que la tension de la ventouse est égale à zéro. Cela s'explique par le fait que l'auto-biaisement en courant continu joue le rôle de la tension de la ventouse. Dans certaines cavités de réaction (hors machine à graver), il n'est même pas nécessaire d'utiliser la tension statique de l'alimentation en courant continu à haute tension (faible courant), et il suffit de se fier à l'auto-biaisation du courant continu pour accomplir la tâche d'absorption de la puce. Par conséquent, après le traitement de la puce, vous avez besoin d'un menu de libération (recette de décochage) pour libérer la puce, sinon vous ne pouvez pas retirer la puce de la chambre de réaction.

3. La fonction ESC

En général, la force d'aspiration de la ventouse de type Jeroback est supérieure à celle de la ventouse de type Coulomb. Dans les machines de gravure exigeant un contrôle élevé de la température des copeaux, les ventouses de type setback sont de plus en plus utilisées, le diélectrique étant généralement un matériau céramique mixte à base de nitrure d'aluminium. Le nitrure d'aluminium possède une excellente conductivité thermique.

Dans le processus de traitement des plaquettes, la raison pour laquelle la plaquette est fermement aspirée à la surface de la ventouse est principalement l'augmentation du transfert de chaleur entre la plaquette et la ventouse. En outre, l'hélium entre l'arrière de la plaquette et la surface de la ventouse est un important vecteur de transfert de chaleur.

Dans la ventouse, en plus de l'électrode à courant continu, il y a des électrodes à radiofréquence. L'électrode RF est utilisée pour fournir la puissance de polarisation RF nécessaire pendant le traitement des plaquettes. Dans certains cas, l'ESC est connecté à l'électrode par l'intermédiaire d'un filtre.

En outre, les ventouses ont également besoin de canaux de circulation du liquide de refroidissement et de voies d'air pour l'hélium. Leur conception nécessite un soin particulier et des détails. En outre, sa conception est limitée par d'autres aspects, tels que le volume ne peut pas être trop grand, sinon il bloquera ou réduira la vitesse d'échappement de la chambre de réaction.

Wisman fournit de l'énergie pour une gamme complète de mandrins électroniques, avec des fonctions telles que :

Sortie bipolaire haute tension (positive/négative),

Fonction d'inversion de la polarité de sortie pour faciliter l'adsorption/désorption des plaquettes,

La possibilité de détecter l'état des plaquettes par une mesure de capacité (mandrin de Coulomb) ou une mesure de courant (mandrin JR),

Interfaces analogiques et numériques pour une intégration aisée dans divers systèmes,

Haute fiabilité, pas de relais mécanique,

Wisman dispose d'un large éventail de connaissances théoriques en matière de conception et de capacités de fabrication, ce qui lui permet d'offrir une large gamme de produits personnalisés pour répondre à un grand nombre d'exigences. En fonction de l'application, les caractéristiques comprennent des options telles que la polarisation/décalage à haute tension et le filtrage RF.