Демістифікація технології електростатичного патрона (ESC) у роботі з пластинами

1. Що таке ESC?

ESC використовує електростатичні сили для надійного утримання пластин або підкладок у вакуумі технологічного обладнання. Цей метод усуває можливість пошкоджень, пов’язаних із традиційними методами механічного затискання, які можуть подряпати делікатні поверхні або спричинити переломи від стресу. На відміну від вакуумних патронів, ESC не залежать від різниці тиску, що забезпечує більший контроль і гнучкість у роботі з пластинами.

2. Три принципи електростатичної адгезії

Сила притягання, створювана ESC, зазвичай виникає в результаті комбінації трьох електростатичних принципів: сили Кулона, сили Джонсона-Рабека та градієнтної сили. Хоча ці сили можуть діяти окремо, вони часто діють разом, щоб створити надійне утримання.

Сила Кулона:Ця фундаментальна електростатична сила виникає внаслідок взаємодії між зарядженими частинками. У ESC прикладена напруга до електродів патрона генерує електричне поле, індукуючи протилежні заряди на пластині та поверхні патрона. Результуюче кулонівське тяжіння міцно утримує пластину на місці.

Сила Джонсона-Рахбека:Коли між пластиною та поверхнею патрона існує невеликий зазор, у дію вступає сила Джонсона-Рабека. Ця сила, яка залежить від прикладеної напруги та відстані проміжку, виникає внаслідок взаємодії провідних частинок у цих мікрозазорах із зарядженими поверхнями. Ця взаємодія створює силу притягання, яка притягує пластину до тісного контакту з патроном.

Сила градієнта:У неоднорідному електричному полі на об’єкти діє сумарна сила в напрямку збільшення напруженості поля. Цей принцип, відомий як градієнтна сила, можна використовувати в ESC шляхом стратегічного проектування геометрії електрода для створення нерівномірного розподілу поля. Ця сила притягує пластину до області найвищої інтенсивності поля, забезпечуючи надійне та точне позиціонування.

3. Структура ESC

Типовий ESC складається з чотирьох ключових компонентів:

диск:Диск служить основною контактною поверхнею для пластини, точно оброблений, щоб забезпечити плоску, гладку поверхню для оптимального зчеплення.

Електрод:Ці провідні елементи створюють електростатичні сили, необхідні для притягування пластин. Прикладаючи контрольовану напругу, електроди створюють електричне поле, яке взаємодіє з пластиною.

Обігрівач:Вбудовані нагрівачі в ESC забезпечують точний контроль температури, що є ключовим аспектом на багатьох етапах обробки напівпровідників. Це забезпечує точне терморегулювання пластини під час обробки.

Опорна плита:Опорна плита забезпечує структурну підтримку всього блоку ESC, забезпечуючи правильне вирівнювання та стабільність усіх компонентів.**