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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,integratedcircuitmanufacturingand

usherinthespringoftheelectrostaticchuck,chuckandthesharprise

indemand,whilefotheetchingofouunderstandingoftheelectrostatic

chuckismoreimportant,thewaferisanelectrostaticchuckelectrode

systeminthewholeprocessofetching(ESC)adsorptionfixed,and

electrostaticchuckintoRF,sothatRFDCbiaswillbeformedonthewafe

(DCbias).Thisledtothewafeplasmaetchingreaction.Atthesametime,

theelectrostaticchuckwillbeperformedonthewafetemperaturecontrol,

inordetopromoteuniformityofwafeetching.Theelectrostaticchuck

upanddownisaninsulatinglayer,isaangedinthemiddlepartofthe

electrodelayer.WhentheappliedDCvoltageontheelectrodelayer,will

appearintheelectrodelayerandthewaferdifferentcharge,resulting

inCoulombattractionbetweentheelectrodelayeandthewafer,thewafe

isadsorbedonthesurfaceoftheelectrostaticchuck.

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