Разлики между вакуумни и електростатични патронници

Като незаменими основни звена в производството на полупроводници, стабилността и прецизността на технологията за държане на пластини влияят пряко върху ефективността на производството на чипове и качеството на готовото устройство. Вакуумните патронници и електростатичните патронници са двете основни решения за държане на пластини за производство на полупроводници. Въпреки че и двете принадлежат към патронниците за вафли, те се различават значително по структура, работни характеристики и приложими сценарии.

1. Различни принципи на работа

Вакуумни патроннициразчитат на отрицателно налягане, за да задържат вафлите на място. Въздухът се извлича чрез тръбопроводи, свързани с вакуумна помпа, образувайки отрицателно налягане под пластината за здраво закрепване на пластините или субстратите към повърхността на патронника. Основата на Chuck е прецизно изработена от керамика или метал, а нейната адсорбционна повърхност се състои от пореста керамична плоча, монтирана в зенкер на основата, като нейната периферия е свързана и запечатана към основата.  Свързан към вакуумна помпа чрез вътрешни микропорести канали на керамичната плоча, патронникът генерира вакуумна зона далеч под атмосферното налягане, като по този начин закрепва пластината плътно.

Електростатичните патронници приемат основна структура с електроди, вградени в метална основа, покрита с високоефективен керамичен диелектричен слой. Те генерират електростатично поле на повърхността си, за да индуцират електрически заряди върху детайлите, създавайки електростатично привличане за затягане на пластини или субстрати. При подаване на напрежение се образува силно електростатично поле между електродите, керамичния диелектрик ивафла, осигурявайки сила на задържане от няколко хиляди до десетки хиляди паскала за стабилно фиксиране на пластини.

2. Различни предимства на производителността

Вакуумните патронници са съвместими с пластини с различни размери и различни работни процеси, като осигуряват стабилна фиксация на пластините по време на обработка. В сравнение с електростатичните патронници, те се отличават с ниски производствени разходи и разходи за поддръжка поради сравнително простите си вътрешни структури.

Въпреки това, когато пластините се подлагат на процеси, изискващи работа във вакуум или среда с ниско налягане, като химическо отлагане на пари, вакуумните патронници, разчитащи на разликите в налягането, не могат да отговорят на изискванията на процеса. Освен това, когато пластините се държат на място от вакуумни патронници, въздушното налягане може да доведе до деформация на пластините, което води до отскок след обработка. Това може да доведе до вълнообразна повърхност, лоша плоскост и намалена точност на обработка на обработената пластина.

Електростатични патроннициприемат безконтактна адсорбция, предлагаща постоянна, равномерно разпределена сила на затягане. Това ефективно предотвратява изкривяването, изкривяването и повредата на пластините, като запазва отличната плоскост за по-висока точност на обработка. Снабдени с хелиево задно охлаждане за равномерно разпределение на температурата, електростатичните патронници поддържат точно регулиране на температурата на пластините.

От друга страна, електростатичните патронници имат сложни структури с изключително строги стандарти за плоскост на повърхността, гладкост и микроструктури с микронни размери. Прецизността на микронно ниво за микро-функции създава високи технически бариери при формулирането на суровината, синтероването и обработката на повърхността. Контролът на температурата остава основно техническо предизвикателство; Диелектричните ESC от алуминиев нитрид (AlN) за подобрено разсейване на топлината включват още по-сложни производствени процеси. Строгите многоизмерни технически изисквания повишават цената на продукта, а редовната проверка и поддръжка на електростатичните системи са задължителни, за да се гарантира стабилна работа.

3. Различни основни полета на приложение

С висока плоскост, превъзходен паралелизъм, плътна еднородна текстура, висока механична якост, равномерна пропускливост на въздуха и лесно възстановяване, вакуумните патронници се използват за фиксиране и транспортиране на плоски, добре запечатани детайли като метални листове и пластмасови субстрати. В рамките на производството на полупроводници те обслужват изтъняване на пластини, нарязване, шлайфане, почистване и други процеси на обработка на пластини, като ефективно разрешават общи проблеми, включително вдлъбнатини на пластини, електростатично разрушаване на чипове и замърсяване с частици.

Проектирани за плоски, непроводими детайли, електростатичните патронници са ултра-чисти носители за пластини, предназначени за вакуумна и плазмена среда. Те са широко използвани в плазмени и вакуумни полупроводникови процеси, включително сухо ецване, PECVD, термично CVD, физическо отлагане на пари (PVD), йонна имплантация и екстремна ултравиолетова литография (EUVL).