सिरेमिक इलेक्ट्रोस्टैटिक चक: यह "स्टक नेक" सेमीकंडक्टर घटक कैसे निर्मित होता है?

पीसी+इंटरनेट युग से लेकर मोबाइल+सोशल मीडिया युग और फिर भविष्य के एआई+बड़े डेटा युग तक, सिस्टम मांग की बढ़ती और विविध प्रवृत्ति को पूरा करने के लिए, वेफर-स्तरीय पैकेजिंग तकनीक लगातार उच्च की दिशा में आगे बढ़ रही है। -घनत्व, अति-पतली, अति-छोटी और उच्च प्रदर्शन, और साथ ही, अति-पतली डिवाइस वेफर्स की क्लैंपिंग समस्या ने भी नई मांगों और चुनौतियों को सामने रखा है।

पारंपरिक वेफर क्लैम्पिंग विधियों में मैकेनिकल क्लैम्पिंग, पैराफिन बॉन्डिंग और पारंपरिक मशीनरी उद्योग में अक्सर उपयोग की जाने वाली अन्य विधियां शामिल हैं, जो वेफर को नुकसान पहुंचाना आसान है, और वेफर को मोड़ना और वेफर को प्रदूषित करना आसान है, जिसका बहुत प्रभाव पड़ता है। इसकी प्रसंस्करण सटीकता। बाद में, झरझरा सिरेमिक द्वारा तैयार वैक्यूम चक को धीरे-धीरे विकसित किया गया। क्योंकि वैक्यूम चक नकारात्मक दबाव बनाने और वेफर को अवशोषित करने के लिए सिलिकॉन और सिरेमिक सतह का उपयोग करता है, जिससे वेफर के स्थानीय विरूपण का कारण बनना और सपाटता को प्रभावित करना आसान होता है, इसलिए हाल के वर्षों में, स्थिर और समान सोखना बल के साथ, प्रदूषण नहीं होगा वेफर और वेफर सिरेमिक इलेक्ट्रोस्टैटिक चक के तापमान को प्रभावी ढंग से नियंत्रित कर सकता है जो धीरे-धीरे अल्ट्रा-थिन वेफर्स के लिए एक आदर्श क्लैंपिंग टूल बन गया है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक चक कैसे काम करता है? सामान्य तौर पर, सिरेमिक इलेक्ट्रोस्टैटिक चक मुख्य रूप से ढांकता हुआ सोखना परत, इलेक्ट्रोड परत और आधार परत से बना होता है, जो एक स्तरित संरचना में सतह से अंदर तक खड़ी होती है, और कुशल सोखना प्राप्त करने के लिए ढांकता हुआ सोखना परत सतह पर स्थित होती है। इलेक्ट्रोड परत बीच में स्थित होती है, एक सकारात्मक या नकारात्मक वोल्टेज जोड़कर, एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र बनाती है, और आधार परत एक सहायक और फिक्सिंग भूमिका निभाती है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोस्टैटिक सकर को इलेक्ट्रोड कॉलम, गैस चैनल, बॉन्डिंग सामग्री और अन्य सहायक संरचनाओं में भी एम्बेड किया जा सकता है, जिसमें काम के दौरान गर्मी हस्तांतरण के लिए गैस परिसंचरण प्रवाह के माध्यम से गैस को हे गैस में पारित किया जा सकता है, ताकि स्थिर किया जा सके वेफर का तापमान.

ढांकता हुआ सोखना परत एक डोप्ड ढांकता हुआ है या नहीं, इसके अनुसार इलेक्ट्रोस्टैटिक चक को कूलम्ब वर्ग और रोटरी हॉट बैक (जेआर) वर्ग में विभाजित किया जा सकता है, शुद्ध ढांकता हुआ (उच्च प्रतिबाधा सिरेमिक सामग्री) से बने सक्शन कप कूलम्ब वर्ग हैं, और सक्शन कप कूलम्ब वर्ग हैं डोप्ड ढांकता हुआ (जैसे डोप्ड टाइटेनियम ऑक्साइड (TO2) और अन्य पदार्थ, अर्धचालक से संबंधित) से बने रोटरी रोटरी हॉट बैक (जेआर) वर्ग हैं। दोनों का सोखना सिद्धांत बहुत अलग है, दोनों डीसी बिजली की आपूर्ति का उपयोग करते हैं, इलेक्ट्रोड परत में गठित इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र, ताकि ढांकता हुआ परत की सतह वेफर की सतह चार्ज के विपरीत ध्रुवता के साथ चार्ज उत्पन्न करती है , और वेफर सोखना। हालाँकि, क्योंकि ढांकता हुआ में एक निश्चित चालकता होती है, ध्रुवीकरण चार्ज के अलावा, मुक्त चार्ज का एक बड़ा हिस्सा होता है, इसलिए जेआर प्रकार के सक्शन कप का चूषण बल कूलम्ब प्रकार के सक्शन कप की तुलना में बड़ा होता है, और सोखना एक छोटे वोल्टेज के तहत प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन सोखना चरण में, जेआर प्रकार सक्शन कप की सतह पर मुक्त चार्ज के कारण, उच्च वोल्टेज डीसी बिजली की आपूर्ति को बंद करने के अलावा, आमतौर पर रिवर्स का उपयोग करना आवश्यक होता है चिप के अवशोषण से पहले अवशिष्ट चार्ज को हटाने के लिए स्थैतिक वोल्टेज, जिससे नियंत्रण की कठिनाई और जटिलता कुछ हद तक बढ़ जाती है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक चक का उत्पादन कैसे किया जाता है?

01 सामग्री चयन

धातु सामग्री की तुलना में, सिरेमिक सामग्री न केवल पहनने के लिए प्रतिरोधी होती है, चिप प्रदूषण के जोखिम से बचती है, बल्कि विद्युत इन्सुलेशन में अंतर्निहित लाभ भी होती है, इसलिए इलेक्ट्रोस्टैटिक चक तकनीक मुख्य रूप से मुख्य सामग्री के रूप में एल्यूमिना सिरेमिक या एल्यूमीनियम नाइट्राइड सिरेमिक पर आधारित होती है। सामान्य तौर पर, साधारण सिलिकॉन वेफर प्रसंस्करण के लिए, सामग्री के रूप में उच्च शुद्धता वाले एल्यूमीनियम ऑक्साइड का उपयोग जरूरतों को पूरा कर सकता है, लेकिन सिलिकॉन कार्बाइड वेफर प्रसंस्करण के लिए, आपको एल्यूमीनियम नाइट्राइड इलेक्ट्रोस्टैटिक चक का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

एल्यूमीनियम नाइट्राइड तापीय चालकता (सैद्धांतिक रूप से 320W/(m·K) तक), इलेक्ट्रोड सामग्री के साथ थर्मल विस्तार के मिलान गुणांक, इन्सुलेशन और संबंधित यांत्रिक गुण एल्यूमिना से बेहतर हैं, न केवल प्लाज्मा हैलोजन वैक्यूम वातावरण में निरंतर संचालन किया जा सकता है , सेमीकंडक्टर और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स की सबसे अधिक मांग वाली प्रक्रिया पर्यावरण का सामना करना, बल्कि इसकी मात्रा प्रतिरोधकता को नियंत्रित करके, अधिक स्थिर और पर्याप्त सोखना बल और बेहतर तापमान नियंत्रण प्रदान करना, यह एल्यूमिना सिरेमिक के इलेक्ट्रोस्टैटिक चक को धीरे-धीरे बदलने की उम्मीद है, जो मुख्य विकास है भविष्य में इलेक्ट्रोस्टैटिक चक की दिशा। हालांकि, तैयारी प्रक्रिया में, एल्यूमीनियम नाइट्राइड के उच्च पिघलने बिंदु के कारण, परमाणु स्व-प्रसार गुणांक छोटा होता है, इसलिए शुद्ध एएलएन सिरेमिक को सिंटरिंग घनत्व के लिए मुश्किल होता है, अक्सर उच्च आवश्यकताओं के अलावा 1800 ℃ तक तापमान सिंटरिंग की आवश्यकता होती है सिंटरिंग उपकरण के लिए, लेकिन सिंटरिंग प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए उपयुक्त सिंटरिंग प्रक्रिया, वातावरण और सिंटरिंग एडिटिव्स को चुनने की भी आवश्यकता है, प्रक्रिया अधिक जटिल है।

02 उत्पादन मार्ग

चूंकि इलेक्ट्रोस्टैटिक चक को सिरेमिक डिस्क में कम से कम एक इलेक्ट्रोड के साथ एम्बेडेड किया जाता है, इलेक्ट्रोड सामग्री और सिरेमिक सामग्री की एक बार फायरिंग को प्राप्त करने के लिए, इसे आम तौर पर कास्टिंग सहित मल्टी-लेयर सिरेमिक सह-फायरिंग तकनीक द्वारा तैयार किया जाता है। , स्लाइसिंग, स्क्रीन प्रिंटिंग, लेमिनेशन, हॉट प्रेसिंग, सिंटरिंग और अन्य प्रक्रियाएं।

① कास्टिंग स्लाइसिंग: कूलम्ब प्रकार इलेक्ट्रोस्टैटिक चक की ढांकता हुआ परत डोपिंग प्रवाहकीय सामग्री से मुक्त है, और सिरेमिक पाउडर, विलायक, फैलाव, बाइंडर, प्लास्टाइज़र, सिंटरिंग एडिटिव्स और अन्य घटकों को एक स्थिर घोल तैयार करने के लिए मिश्रित किया जा सकता है, और सिरेमिक एक निश्चित मोटाई वाले हरे रंग को एक खुरचनी द्वारा कास्टिंग मशीन पर लेपित, सुखाया और काटा जा सकता है। जेआर प्रकार के इलेक्ट्रोस्टैटिक चक को फ़ंक्शन की आवश्यक सीमा के लिए जेआर परत प्रतिरोध में एक निश्चित प्रतिरोध नियामक एजेंट (प्रवाहकीय सामग्री) जोड़ने की भी आवश्यकता होती है, और फिर कास्टिंग मोल्डिंग को हरे रंग में तैयार किया जाता है।

② स्क्रीन प्रिंटिंग: स्क्रीन प्रिंटिंग का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रोड परत की तैयारी के लिए किया जाता है। मुद्रण प्रक्रिया में, प्रवाहकीय पेस्ट को पहले स्क्रीन प्लेट के एक छोर पर डाला जाता है, और फिर स्क्रीन प्रिंटर स्क्रैपर की कार्रवाई के तहत, प्रवाहकीय पेस्ट को स्क्रीन प्लेट के जाल के माध्यम से आधार पर जमा किया जाता है, जब प्रिंटिंग स्क्रैपर संपूर्ण स्क्रीन प्लेट के माध्यम से स्क्रैप किया जाता है और यह सुनिश्चित किया जाता है कि सिल्वर पेस्ट स्क्रीन छेद से भरा हुआ है, एक मुद्रण प्रक्रिया पूरी की जा सकती है।

③ लेमिनेटेड गर्म दबाव: कच्ची टाइलों को आवश्यक क्रम (आधार परत, इलेक्ट्रोड परत, ढांकता हुआ परत) और एक समय में परतों की संख्या के अनुसार ढेर किया जाता है, और फिर बहु-परत कच्ची टाइलें एक विशिष्ट तापमान के तहत एक साथ जुड़ी होती हैं और आवश्यक पूर्ण हरा बनाने के लिए दबाव डालें। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि लैमिनेटिंग प्रक्रिया में, उत्पन्न दबाव को पूरी हरी सतह पर समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि दबाव के बाद पूरी हरी सतह समान रूप से सिकुड़ जाए।

④ सह-फायरिंग: अंत में पूरे हरे बिलेट को एकीकृत सिंटरिंग के लिए सिंटरिंग भट्टी में रखा जाता है। इस प्रक्रिया में, सिंटरिंग प्रक्रिया में समतलता और सिकुड़न नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए एक उपयुक्त उत्थान और शीतलन वक्र तैयार करना आवश्यक है। यह समझा जाता है कि जापान में एनजीके की सिंटरिंग प्रक्रिया में, पाउडर सिंटरिंग की सिकुड़न दर को लगभग 10% पर नियंत्रित किया जा सकता है, जबकि अधिकांश घरेलू निर्माताओं की सिकुड़न दर अभी भी 20% से अधिक या उसके बराबर है।

वर्तमान में, वैश्विक सेमीकंडक्टर वेफर इलेक्ट्रोस्टैटिक चक बाजार पर शिंको (शिंको इलेक्ट्रिक), टोटो, एनजीके, क्योसेरा इत्यादि जैसे जापानी उद्यमों का अत्यधिक एकाधिकार है। चीन के इलेक्ट्रोस्टैटिक चक उद्योग का विकास समय अपेक्षाकृत कम है, और यह अभी भी है आरंभिक चरण। वर्तमान में, उच्च शुद्धता, उच्च प्रदर्शन वाले कच्चे माल सिरेमिक पाउडर और अधिक कुशल और स्थिर उत्पादन प्रक्रियाओं को और विकसित करने की आवश्यकता के अलावा, संरचना के डिजाइन को पूरा करने के लिए विभिन्न विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यों की आवश्यकताओं पर विचार करना भी आवश्यक है। बियरर वेफर विनिर्देशों का बढ़ता आकार और तापमान एकरूपता नियंत्रण की बढ़ती मांग।

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