Демистификация технологии электростатического патрона (ESC) при работе с пластинами

1. Что такое ESC?

ESC использует электростатические силы для надежного удержания пластин или подложек в вакууме технологического оборудования. Этот метод исключает возможность повреждения, связанного с традиционными методами механического зажима, которые могут поцарапать деликатные поверхности или вызвать трещины под напряжением. В отличие от вакуумных патронов, ESC не зависят от перепада давления, что обеспечивает больший контроль и гибкость при работе с пластинами.

2. Три принципа электростатической адгезии.

Сила притяжения, создаваемая ЭСК, обычно возникает в результате сочетания трех электростатических принципов: силы Кулона, силы Джонсона-Рабека и градиентной силы. Хотя эти силы могут действовать индивидуально, они часто работают синергетически, создавая надежную фиксацию.

Кулоновская сила:Эта фундаментальная электростатическая сила возникает в результате взаимодействия между заряженными частицами. В ЭСК приложенное напряжение к электродам патрона создает электрическое поле, индуцируя противоположные заряды на поверхности пластины и патрона. Возникающее в результате кулоновское притяжение прочно удерживает пластину на месте.

Форс Джонсона-Рахбека:Когда между поверхностью пластины и патрона существует небольшой зазор, в игру вступает сила Джонсона-Рабека. Эта сила, зависящая от приложенного напряжения и расстояния между зазорами, возникает в результате взаимодействия проводящих частиц внутри этих микрозазоров с заряженными поверхностями. Это взаимодействие создает силу притяжения, которая приводит пластину в тесный контакт с патроном.

Градиентная сила:В неоднородном электрическом поле объекты испытывают результирующую силу в направлении увеличения напряженности поля. Этот принцип, известный как градиентная сила, можно использовать в ЭСК путем стратегического проектирования геометрии электрода для создания неравномерного распределения поля. Эта сила притягивает пластину к области наибольшей напряженности поля, обеспечивая безопасное и точное позиционирование.

3. Структура ЭСК

Типичный ESC состоит из четырех ключевых компонентов:

Диск:Диск служит основной контактной поверхностью пластины и тщательно обработан, чтобы обеспечить ровную и гладкую поверхность контакта для оптимальной адгезии.

Электрод:Эти проводящие элементы генерируют электростатические силы, необходимые для притяжения пластины. Подавая контролируемое напряжение, электроды создают электрическое поле, которое взаимодействует с пластиной.

Нагреватель:Встроенные нагреватели в ESC обеспечивают точный контроль температуры, что является решающим аспектом на многих этапах обработки полупроводников. Это обеспечивает точный температурный контроль пластины во время обработки.

Опорная плита:Опорная плита обеспечивает структурную поддержку всей сборки ESC, обеспечивая правильное выравнивание и стабильность всех компонентов.**