Technologia uchwytu elektrostatycznego (ESC) w obsłudze płytek

1. Co to jest ESC?

ESC wykorzystuje siły elektrostatyczne do bezpiecznego utrzymywania płytek lub substratów w środowisku próżniowym sprzętu przetwarzającego. Metoda ta eliminuje ryzyko uszkodzeń związanych z tradycyjnymi metodami mechanicznego mocowania, które mogą zarysować delikatne powierzchnie lub spowodować pęknięcia naprężeniowe. W przeciwieństwie do uchwytów próżniowych, ESC nie opierają się na różnicach ciśnień, co umożliwia większą kontrolę i elastyczność w obsłudze płytek.

2. Trzy zasady przyczepności elektrostatycznej

Siła przyciągania generowana przez ESC zwykle wynika z połączenia trzech zasad elektrostatyki: siły Coulomba, siły Johnsona-Rahbeka i siły gradientu. Chociaż siły te mogą działać indywidualnie, często działają synergistycznie, tworząc bezpieczne trzymanie.

Siła Coulomba:Ta podstawowa siła elektrostatyczna powstaje w wyniku interakcji pomiędzy naładowanymi cząstkami. W ESC napięcie przyłożone do elektrod uchwytu generuje pole elektryczne, indukując przeciwne ładunki na powierzchni płytki i uchwytu. Powstałe w ten sposób przyciąganie Coulomba mocno utrzymuje wafel na miejscu.

Siła Johnsona-Rahbeka:Kiedy pomiędzy płytką a powierzchnią uchwytu istnieje niewielka szczelina, w grę wchodzi siła Johnsona-Rahbeka. Siła ta, zależna od przyłożonego napięcia i odległości szczeliny, powstaje w wyniku oddziaływania cząstek przewodzących wewnątrz tych mikroszczelin z naładowanymi powierzchniami. Ta interakcja generuje siłę przyciągania, która wciąga płytkę w ścisły kontakt z uchwytem.

Siła gradientu:W niejednorodnym polu elektrycznym na obiekty działa siła wypadkowa w kierunku rosnącego natężenia pola. Zasadę tę, znaną jako siła gradientu, można wykorzystać w ESC poprzez strategiczne projektowanie geometrii elektrody w celu uzyskania nierównomiernego rozkładu pola. Siła ta przyciąga płytkę w stronę obszaru o największym natężeniu pola, zapewniając bezpieczne i precyzyjne umiejscowienie.

3. Struktura ESC

Typowy ESC składa się z czterech kluczowych elementów:

Dysk:Dysk służy jako główna powierzchnia styku płytki i jest precyzyjnie obrobiony w celu zapewnienia płaskiego, gładkiego interfejsu dla optymalnej przyczepności.

Elektroda:Te elementy przewodzące wytwarzają siły elektrostatyczne niezbędne do przyciągania płytki. Przykładając kontrolowane napięcie, elektrody wytwarzają pole elektryczne, które oddziałuje z płytką.

Podgrzewacz:Zintegrowane grzejniki w ESC zapewniają precyzyjną kontrolę temperatury, co jest kluczowym aspektem na wielu etapach przetwarzania półprzewodników. Umożliwia to precyzyjne zarządzanie temperaturą płytki podczas obróbki.

Płyta bazowa:Płyta bazowa zapewnia wsparcie strukturalne dla całego zespołu ESC, zapewniając właściwe wyrównanie i stabilność wszystkich komponentów.**