Diferențele dintre mandrinele cu vid și mandrinele electrostatice

Fiind elementele de bază indispensabile în fabricarea semiconductoarelor, stabilitatea și precizia tehnologiei de păstrare a plachetelor au un impact direct asupra eficienței producției de cip și a calității dispozitivului finit. Mandrinele cu vid și mandrinele electrostatice sunt cele două soluții principale de susținere a plachetelor pentru fabricarea semiconductoarelor. Deși ambele aparțin mandrinelor pentru napolitane, ele diferă foarte mult ca structură, caracteristici de performanță și scenarii aplicabile.

1. Principii de lucru diferite

Mandrine cu vidbazați-vă pe presiunea negativă pentru a menține napolitanele pe loc. Aerul este extras prin conducte conectate la o pompă de vid, formând presiune negativă sub plachetă pentru a atașa ferm plachetele sau substraturile de suprafața mandrina. Baza mandrinei este prelucrată cu precizie din ceramică sau metal, iar suprafața sa de adsorbție constă dintr-o placă ceramică poroasă montată într-un gauraj de pe bază, cu periferia lipită și etanșată de bază.  Conectat la o pompă de vid prin canalele microporoase interne ale plăcii ceramice, mandrina generează o zonă de vid mult sub presiunea atmosferică, fixând astfel etanș napolitana.

Mandrinele electrostatice adoptă o structură centrală cu electrozi încorporați în interiorul unei baze metalice, acoperite de un strat dielectric ceramic de înaltă performanță. Ele generează un câmp electrostatic pe suprafața lor pentru a induce sarcini electrice pe piesele de prelucrat, creând atracție electrostatică pentru a fixa plachete sau substraturi. Când se aplică tensiune, se formează un câmp electrostatic puternic între electrozi, dielectric ceramic șinapolitana, oferind o forță de reținere de câteva mii până la zeci de mii de pascali pentru fixarea stabilă a plachetelor.

2. Diferite avantaje de performanță

Mandrinele de vid sunt compatibile cu napolitane de diferite dimensiuni și cu diferite fluxuri de lucru ale procesului, oferind o fixare stabilă a napolitanelor în timpul procesării. În comparație cu mandrinele electrostatice, acestea prezintă costuri reduse de producție și întreținere datorită structurilor lor interne relativ simple.

Cu toate acestea, atunci când plachetele sunt supuse unor procese care necesită funcționare într-un mediu de vid sau de joasă presiune, cum ar fi depunerea chimică de vapori, mandrinele de vid care se bazează pe diferențele de presiune nu pot îndeplini cerințele procesului. În plus, atunci când plachetele sunt ținute pe loc de mandrine cu vid, presiunea aerului poate determina deformarea plachetei, ducând la o revenire după procesare. Acest lucru poate duce la o suprafață ondulată, planeitate slabă și precizie redusă de prelucrare a plachetei prelucrate.

Mandrine electrostaticeadoptă adsorbția fără contact, oferind forță de strângere uniformă și uniformă. Acest lucru previne eficient deformarea, deformarea și deteriorarea plachetelor, păstrând planeitatea excelentă pentru o precizie mai mare de prelucrare. Echipate cu răcire din spate cu heliu pentru o distribuție uniformă a temperaturii, mandrinele electrostatice suportă o reglare precisă a temperaturii plachetelor.

În dezavantaj, mandrinele electrostatice au structuri complexe cu standarde extrem de stricte pentru planeitatea suprafeței, netezimea și microstructurile la scară micronică. Precizia la nivel de microni pentru microcaracteristici creează bariere tehnice ridicate în formularea materiilor prime, sinterizarea și finisarea suprafețelor. Controlul temperaturii rămâne o provocare tehnică de bază; ESC-urile dielectrice cu nitrură de aluminiu (AlN) pentru o disipare îmbunătățită a căldurii implică procese de producție și mai complicate. Cerințele tehnice multidimensionale stricte cresc prețul produsului, iar inspecția și întreținerea regulată a sistemelor electrostatice sunt obligatorii pentru a garanta o funcționare stabilă.

3. Diferite câmpuri principale de aplicație

Cu planeitate ridicată, paralelism superior, textură uniformă densă, rezistență mecanică ridicată, permeabilitate uniformă la aer și recondiționare ușoară, mandrinele de vid sunt utilizate pentru a fixa și transporta piese de prelucrat plane și bine sigilate, cum ar fi foile metalice și substraturile din plastic. În cadrul producției de semiconductori, acestea servesc procese de subțiere, tăiere cubulețe, măcinare, curățare și alte procese de tratare a plachetelor, rezolvând în mod eficient problemele obișnuite, inclusiv indentările plachetelor, defalcarea electrostatică a așchiilor și contaminarea cu particule.

Conceput pentru piese plate, neconductoare, mandrinele electrostatice sunt suporturi ultra-curate dedicate mediilor de vid și plasmă. Ele sunt utilizate pe scară largă în procesele cu plasmă și semiconductori în vid, inclusiv gravarea uscată, PECVD, CVD termic, depunerea fizică în vapori (PVD), implantarea ionică și litografia ultravioletă extremă (EUVL).