Technologie demystifikování elektrostatického sklíčidla (ESC) při manipulaci s destičkami

1. Co je ESC?

ESC využívá elektrostatické síly k bezpečnému držení plátků nebo substrátů ve vakuovém prostředí zpracovatelského zařízení. Tato metoda eliminuje možnost poškození spojeného s tradičními mechanickými metodami upínání, které mohou poškrábat jemné povrchy nebo způsobit lomy způsobené pnutím. Na rozdíl od vakuových sklíčidel se ESC nespoléhají na tlakové rozdíly, což umožňuje větší kontrolu a flexibilitu při manipulaci s destičkami.

2. Tři principy elektrostatické adheze

Přitažlivá síla generovaná ESC typicky vzniká kombinací tří elektrostatických principů: Coulombova síla, Johnson-Rahbekova síla a gradientová síla. I když tyto síly mohou působit individuálně, často pracují synergicky, aby vytvořily bezpečné držení.

Coulombova síla:Tato základní elektrostatická síla vzniká interakcí mezi nabitými částicemi. V ESC generuje přivedené napětí na elektrody sklíčidla elektrické pole, které indukuje opačné náboje na destičce a povrchu sklíčidla. Výsledná Coulombova přitažlivost pevně drží oplatku na místě.

Johnson-Rahbek Force:Když mezi plátkem a povrchem sklíčidla existuje nepatrná mezera, vstupuje do hry Johnson-Rahbekova síla. Tato síla, závislá na aplikovaném napětí a vzdálenosti mezery, vzniká interakcí vodivých částic v těchto mikromezerách s nabitými povrchy. Tato interakce vytváří přitažlivou sílu, která přitahuje destičku do těsného kontaktu se sklíčidlem.

Gradientová síla:V nerovnoměrném elektrickém poli působí na objekty síťová síla ve směru rostoucí intenzity pole. Tento princip, známý jako gradientní síla, lze využít v ESC strategickým navržením geometrie elektrody pro vytvoření nerovnoměrného rozložení pole. Tato síla přitahuje plátek směrem k oblasti nejvyšší intenzity pole, což zajišťuje bezpečné a přesné umístění.

3. Struktura ESC

Typický ESC se skládá ze čtyř klíčových komponent:

Disk:Disk slouží jako primární kontaktní plocha pro plátek, přesně opracovaný tak, aby zajistil ploché, hladké rozhraní pro optimální přilnavost.

Elektroda:Tyto vodivé prvky generují elektrostatické síly nezbytné pro přitahování plátku. Přivedením řízeného napětí vytvářejí elektrody elektrické pole, které interaguje s plátkem.

Ohřívač:Integrované ohřívače v ESC poskytují přesné řízení teploty, což je zásadní aspekt v mnoha krocích zpracování polovodičů. To umožňuje přesné tepelné řízení oplatky během zpracování.

Základní deska:Základní deska poskytuje konstrukční podporu pro celou sestavu ESC a zajišťuje správné vyrovnání a stabilitu všech součástí.**