정전척(ESC): 반도체 제조의 핵심 부품

정전척 정전척은 반도체 제조에서 반도체 칩의 클램핑 및 위치 결정에 널리 사용되는 핵심 부품입니다. 과거 중국 반도체 산업은 정전척을 주로 수입에 의존하여 국내 반도체 제조에 큰 불편을 초래했습니다.

국제 무역 마찰과 기술 보호 압력으로 인해 중국은 정전척 국산화를 확대하기로 결정했습니다. 그러나 이러한 목표를 달성하는 것은 쉽지 않으며, 여러 가지 기술적 및 시장적 어려움에 직면하고 있습니다.

a에서의 기술적 혁신힘든

고정밀 부품인 정전척은 매우 낮은 마찰 계수, 안정적인 기계적 특성, 그리고 고정밀 위치 결정 성능을 요구합니다. 중국 반도체 기업들은 국산화를 실현하기 위해 적극적인 기술 연구를 진행하고 있습니다.

수년간의 노력 끝에 국내 기업들은 몇 가지 획기적인 성과를 거두었습니다. 공정 개선, 재료 비율 최적화, 그리고 혁신적인 설계 기법 개발 등이 그 예입니다. 이러한 기술 발전은 국내 정전척의 성능을 크게 향상시켰습니다.

정전척의 구조

기존 정전척의 차이점은 정전척 표면의 절연층 재료가 다르다는 것입니다. 즉, 짙은 질화알루미늄, 백색 알루미나이며, 정전척의 구조는 다음과 같은 부분으로 나뉩니다.

- 절연층 : 일반적으로 웨이퍼와의 접촉에 사용됨 질화알루미늄 세라믹, 기계적 강도가 좋고, 내열성이 높으며, 열전도도가 높기 때문입니다.

- 이젝터 핀과 헬륨(He) 가스 구멍: 이젝터 핀은 웨이퍼 이송에 사용됩니다. 웨이퍼가 에칭 챔버에 들어가면 이젝터 핀이 올라가 웨이퍼를 들어 올린 후, 다시 내려와 정전척 표면에 웨이퍼를 놓습니다. 또한, 이젝터는 일반적으로 중공 구조이며, 헬륨(He) 가스가 통과하면서 웨이퍼를 냉각시킵니다.

- 백 He 흐름: 방열을 향상시키고 웨이퍼 흡착에 대한 피드백을 제공하는 데 사용됩니다.

- 정전기 전극: 웨이퍼를 흡착하기 위해 정전기장을 생성하는 데 사용됩니다. 전극은 일반적으로 평평하며 절연 재료에 매립되거나 증착됩니다. 일반적으로 사용되는 재료로는 알루미늄, 구리, 텅스텐 및 전기 전도성이 좋은 기타 금속이 있습니다.

- 순환 냉각수 및 가열 전극: 주로 정전척의 전체 온도 제어에 사용되며, 가열 전극과 순환 냉각수는 동시에 작동하여 웨이퍼를 안정적인 온도로 유지할 수 있습니다.

정전척의 핵심이자 어려운 점은 온도 제어에 있습니다.

반도체 공정에서 웨이퍼의 온도 제어는 건식 에칭에 중요합니다. 예를 들어, 특정 에칭 특성을 유지하기 위해 특정 온도에서 웨이퍼를 100°C에서 -70°C로 제어해야 하며, 따라서 웨이퍼 온도를 정확하게 제어하기 위해 웨이퍼에 정적 척을 설치하여 열을 가하거나 방열해야 합니다.

새로운 세대의 반도체 기술이 개발됨에 따라 저온 에칭 및 증착 공정은 일반적으로 웨이퍼의 온도를 낮추는 것을 요구하므로 정전 척의 방열 성능에 대한 요구 사항이 더욱 높아졌습니다.

기술적인 관점에서, 운반하는 웨이퍼의 크기가 점차 커지는 것 외에도, 정전척의 발전 추세는 주로 온도 균일성 제어 요구 사항을 개선하는 데 나타납니다. 즉, 온도 제어 온도 구역의 수가 점차 늘어나는 것입니다.

2000년 전후에는 온도제어 존의 수가 대체로 2존이었고, 2000년부터 2005년까지는 온도제어 존의 수가 대체로 4존이었으며, 현재 100개가 넘는 정전척 제품이 개발되어 실용화되고 있습니다.

국내 정전척의 밝은 미래

국산화의 길은 어려움과 난관에 직면해 있지만, 국내 반도체 기업들은 정전척 국산화에 있어 눈부신 발전을 이루었습니다. 지속적인 기술 성숙과 브랜드 강화로 국내 정전척 시장 점유율은 점차 증가하고 있습니다. 세계 최대 반도체 시장인 중국에서 정전척 수요는 앞으로도 계속 증가할 것으로 예상됩니다.

정전척 국산화는 중국 반도체 산업의 자립을 위한 중요한 요소입니다. 기술 혁신과 시장 경쟁이 치열한 가운데, 중국 반도체 기업들은 정전척 공정 국산화를 적극적으로 추진하고 있습니다. 시간이 지남에 따라 국내 정전척은 더욱 성숙해지고 시장에서 강력한 경쟁력을 보일 것으로 예상됩니다.

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