静電チャック（ESC）：半導体製造における重要な部品

静電チャック 半導体製造において、半導体チップのクランプと位置決めに広く使用されている重要な部品です。かつて中国の半導体産業は、静電チャックを主に輸入に依存しており、国内の半導体製造に大きな不便をもたらしていました。

国際貿易摩擦と技術保護の圧力を踏まえ、中国は静電チャックの国産化を推進することを決定しました。しかし、この目標の達成は容易ではなく、数々の技術的および市場的な困難に直面しています。

技術革新骨の折れる

高精度部品である静電チャックには、極めて低い摩擦係数、安定した機械的特性、そして高精度な位置決め能力が求められます。中国の半導体企業は、現地化を実現するために、積極的に技術研究を行っています。

長年の努力を経て、国内企業はいくつかのブレークスルーを達成しました。プロセスの改善、材料比率の最適化、革新的な設計手法の開発などにより、これらの技術進歩は国内静電チャックの性能を大幅に向上させました。

静電チャックの構造

従来の静電チャックとの違いは、静電チャックの表面絶縁層の材質が異なり、暗い窒化アルミニウム、白いアルミナであり、静電チャックの構造は次の部分に分かれています。

- 絶縁層：ウェハとの接触に使用され、通常は 窒化アルミニウム セラミック機械的強度、耐熱性、熱伝導性に優れているためです。

- エジェクタピンとHeエアーホール：エジェクタピンはウェーハ搬送に用いられます。ウェーハがエッチングチャンバーに入ると、エジェクタピンが上昇してウェーハを持ち上げ、その後エジェクタピンが下降してウェーハを静電チャックの表面に置きます。また、エジェクタは通常中空構造になっており、Heガスを通過させることでウェーハを冷却します。

- バック He フロー: 熱放散を強化し、ウェーハ吸着に関するフィードバックを提供するために使用されます。

- 静電電極：ウェハを吸着するための静電場を生成するために使用されます。電極は通常平らで、絶縁材料に埋め込まれるか、または蒸着されています。一般的に使用される材料には、アルミニウム、銅、タングステン、その他の導電性に優れた金属などがあります。

- 循環冷却水と加熱電極：主に静電チャックの全体的な温度制御に使用され、加熱電極と循環冷却水を同時に使用することで、ウェーハを安定した温度に維持できます。

静電チャックの重要かつ難しい点は温度制御にあります。

半導体プロセスにおけるウェハの温度制御はドライエッチングにとって極めて重要です。例えば、一定のエッチング特性を維持するためにウェハを100℃～-70℃の特定の温度に制御する必要があり、そのためウェハ温度を正確に制御するためにウェハを静的チャックで加熱または放熱する必要があります。

新世代の半導体技術の発展に伴い、低温エッチングおよび堆積プロセスでは通常、ウェーハをより低温にする必要があり、そのため静電チャックの放熱性能に対する要求は高まっています。

技術的な観点から見ると、搬送されるウェーハのサイズが徐々に大きくなることに加え、静電チャックの開発動向は主に温度均一性制御の向上の必要性に現れており、つまり、ゾーン温度制御される温度ゾーンの数が徐々に増加しています。

2000 年以前と以後、ゾーン温度制御温度ゾーンの数は一般的に 2 ゾーンでしたが、2000 年から 2005 年にかけて、ゾーン温度制御温度ゾーンの数は一般的に 4 ゾーンになり、この段階で、100 を超える温度ゾーンの静電チャック製品が開発され、実用化されています。

国内静電チャックの明るい未来

現地化への道のりは困難と課題に直面していますが、中国半導体企業は静電チャックの現地化において目覚ましい進歩を遂げています。技術の継続的な成熟とブランド力の向上により、中国製静電チャックの市場シェアは着実に拡大しています。そして、世界最大の半導体市場である中国において、静電チャックの需要は今後も成長を続けるでしょう。

静電チャックの国産化は、中国半導体産業の自立的発展にとって重要な課題です。技術革新と市場競争の激化に直面しながらも、中国の半導体企業は静電チャックプロセスの国産化を積極的に推進しています。今後、国産静電チャックは成熟度を増し、市場において高い競争力を発揮していくと期待されます。

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