Demistifikacija tehnologije elektrostatične vpenjalne glave (ESC) pri rokovanju z rezinami

1. Kaj je ESC?

ESC uporablja elektrostatične sile za varno držanje rezin ali substratov v vakuumskem okolju procesne opreme. Ta metoda odpravlja možnost poškodb, povezanih s tradicionalnimi mehanskimi metodami vpenjanja, ki lahko opraskajo občutljive površine ali povzročijo napetostne zlome. Za razliko od vakuumskih vpenjal se ESC ne zanašajo na razlike v tlaku, kar omogoča večji nadzor in prilagodljivost pri rokovanju z rezinami.

2. Trije principi elektrostatične adhezije

Privlačna sila, ki jo ustvari ESC, običajno izhaja iz kombinacije treh elektrostatičnih principov: Coulombove sile, Johnson-Rahbekove sile in gradientne sile. Medtem ko lahko te sile delujejo posamezno, pogosto delujejo sinergijsko, da ustvarijo varen oprijem.

Coulombova sila:Ta osnovna elektrostatična sila izhaja iz interakcije med nabitimi delci. V ESC napetost, uporabljena za elektrode vpenjala, ustvari električno polje, ki povzroči nasprotne naboje na rezini in površini vpenjala. Nastala Coulombova privlačnost trdno drži rezino na mestu.

Johnson-Rahbekova sila:Ko obstaja majhna vrzel med rezino in površino vpenjalne glave, nastopi Johnson-Rahbekova sila. Ta sila, ki je odvisna od uporabljene napetosti in razdalje reže, izhaja iz interakcije prevodnih delcev v teh mikrorežah z nabitimi površinami. Ta interakcija ustvari privlačno silo, ki potegne rezino v intimen stik z vpenjalno glavo.

Sila gradienta:V neenakomernem električnem polju predmeti doživljajo neto silo v smeri naraščajoče jakosti polja. To načelo, znano kot gradientna sila, je mogoče izkoristiti v ESC s strateškim oblikovanjem geometrije elektrode za ustvarjanje neenakomerne porazdelitve polja. Ta sila vleče rezino proti območju največje intenzivnosti polja, kar zagotavlja varno in natančno pozicioniranje.

3. Struktura ESC

Tipičen ESC je sestavljen iz štirih ključnih komponent:

Disk:Disk služi kot primarna kontaktna površina za rezino, ki je natančno strojno obdelana, da zagotovi raven, gladek vmesnik za optimalen oprijem.

elektroda:Ti prevodni elementi ustvarjajo elektrostatične sile, potrebne za privlačnost rezin. Z uporabo nadzorovane napetosti elektrode ustvarijo električno polje, ki vpliva na rezino.

Grelec:Vgrajeni grelniki v ESC zagotavljajo natančen nadzor temperature, kar je ključni vidik v mnogih korakih obdelave polprevodnikov. To omogoča natančno termično upravljanje rezine med obdelavo.

Osnovna plošča:Osnovna plošča zagotavlja strukturno podporo za celoten sklop ESC, kar zagotavlja pravilno poravnavo in stabilnost vseh komponent.**