库仑型静电卡盘吸附力受电极结构及晶圆氧化层影响的研究

作     者：孙诗壮 赵晋荣 SUN Shizhuang;ZHAO Jinrong

作者机构：北京工业大学材料与制造学部北京100124 北京北方华创微电子装备有限公司北京100176 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2023年第43卷第8期

页      面：681-688页

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主　　题：静电卡盘 静电场 氧化层 背吹气法 等效电容方法 

摘      要：静电卡盘是半导体领域中关键器件,主要起到支撑固定晶圆的作用。文章利用麦克斯韦仿真软件计算了静电卡盘工作时,电极周围电压分布,得到了电极边缘效应小于4%,电极边缘效应对吸附力的影响可以忽略不计的结论;并依据等效电容的方法建立了计算库仑型静电卡盘吸附力的仿真模型。研究搭建了真空腔室,并依据气体背吹法,测试了两款具有不同电极结构的静电卡盘的吸附力,以及静电卡盘对不同材料晶圆的吸附力。实验与仿真的结果表明,库仑型静电卡盘吸附力的大小与电极面积成正比,电极结构几乎不会影响静电卡盘的吸附力;相同吸附电压下,对于背面氧化层厚度在500 nm以内的晶圆来说,晶圆的氧化层对库仑型静电卡盘吸附力的影响低于2%,可以忽略。文章的研究对库仑型静电卡盘的设计及优化具有重要指导意义。为半导体设备的发展提供重要的理论基础。