Mandrin électrostatique, HEFLOW
Le mandrin électrostatique (ESC) joue un rôle essentiel dans les procédés de fabrication de haute technologie modernes, notamment pour les pièces de précision telles que les plaquettes de silicium. Il fixe fermement la pièce grâce à la force électrostatique, évitant ainsi le recours aux dispositifs mécaniques traditionnels ou à l'aspiration sous vide et simplifiant le processus de fabrication. Contrairement aux mandrins à vide, les mandrins électrostatiques ne dépendent pas des différences de pression, offrant ainsi un meilleur contrôle et une plus grande flexibilité lors du traitement des plaquettes. Les mandrins électrostatiques sont largement utilisés dans des procédés tels que la gravure plasma, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et l'implantation ionique dans la fabrication des semi-conducteurs.
Dans les équipements de gravure actuels, l'électrostatique (ESC) est généralement utilisée comme électrode inférieure. L'ESC est l'électricité statique qui maintient la plaquette en place tout en la maintenant à une température constante. La méthode traditionnelle de fixation des plaquettes consistait à presser mécaniquement leur périphérie pour les fixer à l'électrode. Cependant, cette méthode présentait deux inconvénients majeurs : ① Le centre de la plaquette n'adhérait pas correctement à l'électrode ; ② La partie de la plaquette pressée par le dispositif mécanique ne pouvait pas être gravée.
Le principe ESC et le principe d'adsorption
Du point de vue structurel, l'électroérosion (ESC) se divise en deux types : monopolaire et bipolaire. Son principe repose sur la force de Coulomb qui s'exerce entre les charges positives et négatives à l'interface entre la plaquette et l'électrode, assurant ainsi l'adhérence de la plaquette à l'électrode.
En fonction de la conductivité des matériaux, on distingue deux types de dispositifs de charge électrostatique (ESC) : les ESC à force de Coulomb et les ESC de type Johnson-Rahbek. Dans les ESC à force de Coulomb, un isolant (généralement de la céramique d'alumine ou du polyimide) est placé entre la plaquette et l'ESC, empêchant tout mouvement de charges. Lorsqu'une haute tension de 3 000 V est appliquée à l'électrode de l'ESC, des charges opposées sont excitées à l'arrière de la plaquette, et celle-ci est adsorbée par la force de Coulomb entre ces charges. L'absence de mouvement de charges dans les ESC à force de Coulomb confère à ce type de dispositif une excellente réactivité. Cependant, la faible force d'adsorption requiert une tension élevée pour l'adsorption.
Dans un ESC de type Johnson-Rahbek, un matériau présentant une certaine conductivité est inséré entre la plaquette et l'ESC. Lorsqu'une tension est appliquée à l'électrode de l'ESC, des charges se déplacent dans la céramique et se concentrent près de la surface, rapprochant les charges positives et négatives et générant ainsi une forte force d'adsorption.
Principe du contrôle de la température des plaquettes
Le contrôle de la température de la plaquette est réalisé indirectement par contact thermique entre l'ESC (unité de traitement de surface) à température contrôlée et la face arrière de la plaquette. Un fluide de refroidissement circule pour maintenir l'ESC à la température souhaitée. Le transfert de chaleur de l'ESC vers la plaquette étant insuffisant par simple contact physique, un flux d'hélium est actuellement injecté entre la plaquette et l'ESC pour faciliter la conduction thermique. L'hélium étant plus léger que l'air et les autres gaz de gravure, sa vitesse de déplacement moléculaire est élevée, ce qui lui permet de circuler librement entre la plaquette et l'ESC et d'assurer le transfert d'énergie thermique. De plus, sa conductivité thermique est environ six fois supérieure à celle de l'air et des autres gaz de gravure, ce qui garantit un excellent contrôle de la température.
Fountyl Technologies Pte Ltd. Située à Singapour, la société Fountyl produit des mandrins électrostatiques conçus pour fonctionner sous vide. Ces mandrins assurent le serrage et le contrôle de la température des plaquettes dans des environnements de plasma sous vide poussé ou de gaz spéciaux, aidant ainsi les équipements de traitement des semi-conducteurs à modifier les caractéristiques électriques et la forme physique de zones spécifiques de la plaquette afin de leur conférer des fonctions spécifiques. Grâce à une série d'autres procédés complexes et exigeants, la plaquette est finalement transformée en une structure de circuit intégré complexe.Les mandrins électrostatiques et les éléments chauffants électrostatiques pour mandrins sont largement utilisés dans les procédés de fabrication des semi-conducteurs et constituent l'un des composants essentiels de procédés clés tels que l'implantation ionique, la gravure et le dépôt en phase vapeur. et très demandé en Asie du Sud-Est et dans le monde entier, n'hésitez pas à nous contacter pour plus d'informations !
