Technológia demystifikácie elektrostatického skľučovadla (ESC) pri manipulácii s plátkami

1. Čo je ESC?

ESC využíva elektrostatické sily na bezpečné držanie plátkov alebo substrátov vo vákuovom prostredí spracovateľského zariadenia. Táto metóda eliminuje možnosť poškodenia spojeného s tradičnými metódami mechanického upínania, ktoré môžu poškriabať jemné povrchy alebo spôsobiť lomy spôsobené napätím. Na rozdiel od vákuových skľučovadiel sa ESC nespoliehajú na tlakové rozdiely, čo umožňuje väčšiu kontrolu a flexibilitu pri manipulácii s plátkami.

2. Tri princípy elektrostatickej adhézie

Príťažlivá sila generovaná ESC typicky vzniká kombináciou troch elektrostatických princípov: Coulombovej sily, Johnson-Rahbekovej sily a gradientovej sily. Aj keď tieto sily môžu pôsobiť individuálne, často pracujú synergicky, aby vytvorili bezpečné držanie.

Coulombova sila:Táto základná elektrostatická sila vzniká interakciou medzi nabitými časticami. V ESC privedené napätie na elektródy skľučovadla generuje elektrické pole, ktoré indukuje opačné náboje na doštičke a povrchu skľučovadla. Výsledná Coulombova príťažlivosť pevne drží oblátku na mieste.

Johnson-Rahbek Force:Keď medzi plátkom a povrchom skľučovadla existuje nepatrná medzera, do hry vstupuje sila Johnson-Rahbek. Táto sila, závislá od použitého napätia a vzdialenosti medzier, vzniká interakciou vodivých častíc v týchto mikro-medzerách s nabitými povrchmi. Táto interakcia vytvára príťažlivú silu, ktorá pritiahne plátok do tesného kontaktu so skľučovadlom.

Gradientová sila:V nerovnomernom elektrickom poli na objekty pôsobí čistá sila v smere zvyšujúcej sa intenzity poľa. Tento princíp, známy ako gradientová sila, možno využiť v ESC strategickým navrhovaním geometrie elektródy tak, aby sa vytvorilo nerovnomerné rozloženie poľa. Táto sila ťahá plátok smerom k oblasti najvyššej intenzity poľa, čím zaisťuje bezpečné a presné umiestnenie.

3. Štruktúra ESC

Typický ESC pozostáva zo štyroch kľúčových komponentov:

Disk:Disk slúži ako primárna kontaktná plocha pre plátok, presne opracovaný, aby sa zabezpečilo ploché, hladké rozhranie pre optimálnu priľnavosť.

Elektróda:Tieto vodivé prvky vytvárajú elektrostatické sily potrebné na priťahovanie plátkov. Privedením riadeného napätia vytvárajú elektródy elektrické pole, ktoré interaguje s plátkom.

Ohrievač:Integrované ohrievače v rámci ESC poskytujú presnú reguláciu teploty, kľúčový aspekt v mnohých krokoch spracovania polovodičov. To umožňuje presné tepelné riadenie oblátky počas spracovania.

Základná doska:Základná doska poskytuje štrukturálnu podporu pre celú zostavu ESC, čím zaisťuje správne zarovnanie a stabilitu všetkých komponentov.**