静电卡盘在蚀刻应用.docx

静电卡盘（ESC）在蚀刻应用浅析

摘要
随着全球经济回暖，集成电路制造又迎来春天，对卡盘及静电卡盘的需求急剧上升，而对于蚀刻的我们对静电卡盘的了解又更为重要，晶片在蚀刻的整个过程中是被下电极系统中的静电卡盘（ESC）吸附固定住的，并且向静电卡盘通入射频RF，这样射频RF会在晶片上形成DCbias（直流偏压）。这样促成等离子体对晶片的蚀刻反应。同时，静电卡盘会对晶片实现温度控制，以促进晶片蚀刻的均匀性。静电卡盘的上下均为绝缘层，中部设有电极层。当对电极层施加直流电压时，就会在电极层和晶片上出现不同的电荷，从而在电极层和晶片之间产生库仑引力，将晶片吸附在静电卡盘表面。
关键词：静电卡盘单极性双极性等离子体
ABSTRACT
Withtheglobaleconomicrecovery,integratedcircuitmanufacturingandusherinthespringoftheelectrostaticchuck,chuckandthesharpriseindemand,whilefortheetchingofourunderstandingoftheelectrostaticchuckismoreimportant,thewaferisanelectrostaticchuckelectrodesysteminthewholeprocessofetching(ESC)adsorptionfixed,andelectrostaticchuckintoRF,sothatRFDCbiaswillbeformedonthewafer(DCbias).Thisledtothewaferplasmaetchingreaction.Atthesametime,theelectrostaticchuckwillbeperformedonthewafertemperaturecontrol,inordertopromoteuniformityofwaferetching.Theelectrostaticchuckupanddownisaninsulatinglayer,isarrangedinthemiddlepartoftheelectrodelayer.WhentheappliedDCvoltageontheelectrodelayer,willappearintheelectrodelayerandthewaferdifferentcharge,resultinginCoulombattractionbetweentheelectrodelayerandthewafer,thewaferisadsorbedonthesurfaceoftheelectrostaticchuck.Keywords:electrostaticchuckunipolarityambipolarityplasma

引言
在半导体制造工艺和LCD制造工艺中，为固定和支持晶片，避免处理过程中出现移动或者错位现象，常常使用静电卡盘（简称ESC：Electrostaticchuck）.静电卡盘采用静电引力来固定晶片，比起以前采用的机械卡盘和真空吸盘，具有很多优势。静电卡盘减少了在使用机械卡盘由于压力，碰撞等原因造成的晶片破损；增大了晶片可被有效加工的面积；减少了晶片表面腐蚀物颗粒的沉积；使晶片和卡盘可以更好的进行热传导；并且可以在真空环境下工作，而真空吸盘不可以。
ESC的组成及分类
一种典型的静电卡盘由绝缘层和基座组成。绝缘层用来支持晶片，电极则埋藏在绝缘层之下的导电平面。静电卡盘是利用晶片和电极之间产生的库仑力或是利用晶片和电极之间产生的Johnsen—Rahbek力来达到固定晶片的目的。基座则用来支持绝缘层，接入RF偏压，作为冷井或供热源，来控制晶片的温度。一般陶瓷层和基座之间用一种粘接剂来粘接。
静电卡盘依据电极的个数主要分为单电极，双电极。所谓单电极，顾名思义，就是只有一个电极。而双电极则有两个电极。单电极为了能产生静电引力，必需对晶片施加电压，必需在等离子体起作用的情况下才能产生静电引力。而双电极则没有这个必要。同双电极相比，单电极的最大的好处是用低电压就可以产生大的静电力，但是单电极的残余电荷不好处理，导致在释放时，容易出问题。双电极在静电释放这一方面占据很大的优势。
单极性ESC

双极性ESC

工作原理分析
静电卡盘的工作原理是通过给静电卡盘电极施加一定的电势，使得在静电卡盘的电极上和晶片对应的位置产生极性相反的电荷，从而利用库仑力将晶片吸附在静电卡盘的表面上。现在应用较多是双电极静电卡盘，其工作原理图如图1所示，其中通过直流电源为双电极静电卡盘10的电极1和电极2供电，在工艺开始时，让其中的电极1为正，电极2为负，从而使放置在其上的半导体