1.ESC為什麼溫度均勻性這麼重要?
在先進半導體製造(如3D NAND、DRAM、SiC 功率元件)中,乾式蝕刻製程對溫度極為敏感- ●製程影響:±1-2℃ 的溫差會導致蝕刻速率、選擇比及剖面形狀(如側壁保護膜厚度)發生10-15% 的顯著波動
。 - ●不均勻來源:等離子體熱流,ICP 蝕刻中,中心區域等離子體密度高,熱流呈“高斯分佈”,導致中心過熱. 冷卻結構,ESC 內部製冷劑流道通常導致外緣冷卻效果優於中心,形成徑向溫度梯度.
2. 硬體架構:靜電吸盤與多區加熱器
為了主動補償熱流的不均勻,目前新款ESC基本上都引進了 Multizone Heater!通常採用 PBN(熱解氮化硼) 材料,厚度約0.5mm,埋深於表面下方約3mm 處。
3.加熱器分區設計
傳統的Single-zone 無法調節局部溫差。多區加熱器通常將ESC 分為多個同心圓環或網格狀區域。
- ●中心區(Zone 1):補償等離子體帶來的最高熱負荷。
- ●邊緣區(Zone 4):對抗冷媒側向散熱,防止邊緣冷效。
- ●複雜的熱力學路徑:在真空環境下,晶圓與ESC之間的熱交換並非簡單的接觸傳導
- ●而是由三種路徑組成:固體接觸傳導僅佔總面積的1-5%,熱阻極高,背面氦氣傳導氦氣填充微米級縫隙(Gap),透過氣體熱傳導帶走熱量.

