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静電チャック(ESC)とは

静電チャック(ESC)とは、真空中でウェハを静電気の力で吸着して保持する部品です。 エッチングやCVD、PVDのチャンバーで、ウェハを平らに保つ役目を担います。

大気中であれば、ウェハは吸引で引き付けられます。裏面の空気を抜けば、大気圧がウェハをステージへ向けて押しつけてくれるためです。ところがチャンバーの中は真空です。抜くべき空気がすでに抜けているため、吸引で引き付ける方法はここで行き止まりになります。

外周をつめで機械的につかむ方式もあります。ただしエッチングや成膜が届くのはつめの内側までで、外周の数mmが使えなくなります。ウェハ1枚から取れるチップ数を1個でも増やしたい工程で、この数mmはそのままチップ数の差になります。

面全体で引き付ければ、外周までエッチングも成膜も届きます
つめでつかむ方式加工が届く範囲つめ加工が届くのは、つめの内側までです取れるチップ数が減ります面全体で引き付けます静電チャック外周まで加工が届きます裏面の温度も面で均せます大気中と真空の違い大気中は裏面の空気を抜けば大気圧が押しつけます真空では空気がすでに抜けています静電気なら真空でも保持しますエッチングやCVD、PVDで使われます
つめで外周をつかむと、加工が届くのはつめの内側までとなり、取れるチップ数が減ります。静電チャックは面全体を静電気で引き付けるため、外周までエッチングや成膜が届き、裏面の温度も面で均せます。

静電チャックは、静電気でウェハの面全体を引き付けます。誘電体に電圧をかけ、ウェハとの間に働く力で保持します。面で引き付けるため、外周までエッチングや成膜が届き、裏面の温度も面で均せます。新光電気工業は公式製品ページで、用途をエッチング、アッシング、CVD、PVDの半導体製造装置およびウェハ搬送ツールとしています。

2つの吸着方式 ─ 電荷がたまるのは誘電体の両側か、界面か
クーロン力型ウェハ誘電体(アルミナ)電極誘電体の厚みぶん、電荷どうしが離れる高い電圧で保持するジョンセン・ラーベック型ウェハわずかに導通する誘電体電極電荷が界面まで運ばれ、距離が縮む低い電圧で同じ力を得る
クーロン力型は誘電体をはさんだ両側に電荷がたまるため、距離が誘電体の厚みぶん開きます。ジョンセン・ラーベック型は誘電体をわずかに導通させ、電荷を界面まで運びます。距離が縮むぶん、低い電圧で同じ保持力を得られます。

新光電気工業は公式製品ページで、材料をアルミナセラミックとし、クーロン力型とジョンセン・ラーベック効果型の両方式を挙げています。同ページは寸法を最大φ300mm、セラミック厚みを0.8〜10.0mm、動作温度を−20〜+200℃としています。

表面形状も仕様の一部です。同ページは、セラミック表面について溝加工、エンボス加工、および表面粗さの選択に対応すると記載しています。ウェハと接する面をどう作るかが、接触面積と裏面の温度、そして発生するパーティクルの量を左右します。

製造工程も公開されています。同社はセラミックの焼成と機械加工、組立、検査を一貫して行うと述べています。焼成したセラミックを最終寸法まで削る工程が必要になるのは、焼成のときに寸法が縮むためです。

静電チャックとは何ですか?

真空中でウェハを静電気の力で吸着して保持する部品です。新光電気工業は公式製品ページで、エッチング、アッシング、CVD、PVDの半導体製造装置と、ウェハ搬送ツールを用途に挙げています。

つめでつかむ方式との違いは何ですか?

真空中では吸引でウェハを引き付ける方法が使えず、外周をつめでつかむ方式では、エッチングや成膜が届くのはつめの内側だけになります。面全体を静電気で引き付ければ、外周までエッチングや成膜が届き、裏面の温度も面で均せます。

どんな材料でできていますか?

新光電気工業は公式製品ページで、材料をアルミナセラミックと記載しています。セラミックの厚みは0.8〜10.0mm、最大寸法はφ300mmとしています。

クーロン力型とジョンセン・ラーベック型の違いは何ですか?

電荷が働く場所が違います。クーロン力型は誘電体をはさんだ両側に電荷をため、ジョンセン・ラーベック型は誘電体をわずかに導通させ、界面まで電荷を運びます。新光電気工業は公式製品ページで、両方式をアルミナセラミックで提供しています。

使える温度はどのくらいですか?

新光電気工業は公式製品ページで、動作温度を−20〜+200℃と記載しています。

表面に溝が入っているのはなぜですか?

新光電気工業は公式製品ページで、セラミック表面について、溝加工、エンボス加工、および表面粗さの選択に対応すると記載しています。接触面積と表面形状は、発生するパーティクルの量とウェハ裏面の温度を左右します。

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