رمزگشایی فناوری چاک الکترواستاتیک (ESC) در حمل و نقل ویفر

1. ESC چیست؟

یک ESC از نیروهای الکترواستاتیک برای نگهداری ایمن ویفرها یا بسترها در محیط خلاء تجهیزات پردازش استفاده می کند. این روش پتانسیل آسیب ناشی از روش‌های گیره مکانیکی سنتی را که می‌تواند سطوح ظریف را خراش دهد یا شکستگی‌های استرسی ایجاد کند، از بین می‌برد. برخلاف چاک‌های خلاء، ESC‌ها به اختلاف فشار متکی نیستند و کنترل و انعطاف‌پذیری بیشتری را در حمل ویفر ممکن می‌سازند.

2. سه اصل چسبندگی الکترواستاتیک

نیروی جاذبه تولید شده توسط ESC معمولاً از ترکیب سه اصل الکترواستاتیکی ناشی می شود: نیروی کولن، نیروی جانسون-راهبک و نیروی گرادیان. در حالی که این نیروها می توانند به صورت جداگانه عمل کنند، اغلب به طور هم افزایی برای ایجاد یک نگهدارنده ایمن کار می کنند.

نیروی کولن:این نیروی الکترواستاتیک اساسی از برهمکنش بین ذرات باردار ناشی می شود. در ESC ها، ولتاژ اعمال شده به الکترودهای چاک، میدان الکتریکی ایجاد می کند و بارهای مخالف را بر روی سطح ویفر و چاک القا می کند. جاذبه کولنی حاصل، ویفر را محکم در جای خود نگه می دارد.

نیروی جانسون-راهبک:هنگامی که یک دقیقه فاصله بین سطح ویفر و چاک وجود دارد، نیروی جانسون-راهبک وارد عمل می شود. این نیرو، وابسته به ولتاژ اعمال شده و فاصله شکاف، از برهمکنش ذرات رسانا درون این شکاف‌های کوچک با سطوح باردار ناشی می‌شود. این تعامل نیروی جذابی ایجاد می کند که ویفر را به تماس نزدیک با چاک می کشد.

نیروی گرادیان:در یک میدان الکتریکی غیر یکنواخت، اجسام نیروی خالصی را در جهت افزایش قدرت میدان تجربه می کنند. این اصل که به عنوان نیروی گرادیان شناخته می شود، می تواند در ESC ها با طراحی استراتژیک هندسه الکترود برای ایجاد توزیع میدان غیریکنواخت مهار شود. این نیرو ویفر را به سمت ناحیه ای با بیشترین شدت میدان می کشد و از موقعیت ایمن و دقیق اطمینان می دهد.

3. ساختار ESC

یک ESC معمولی از چهار جزء کلیدی تشکیل شده است:

دیسک:دیسک به عنوان سطح تماس اولیه برای ویفر عمل می کند که دقیقاً ماشین کاری شده است تا از یک رابط صاف و صاف برای چسبندگی بهینه اطمینان حاصل شود.

الکترود:این عناصر رسانا نیروهای الکترواستاتیکی لازم برای جذب ویفر را تولید می کنند. با اعمال یک ولتاژ کنترل شده، الکترودها میدان الکتریکی ایجاد می کنند که با ویفر در تعامل است.

بخاری:بخاری های یکپارچه در ESC کنترل دقیق دما را ارائه می دهند که یک جنبه مهم در بسیاری از مراحل پردازش نیمه هادی است. این امر مدیریت حرارتی دقیق ویفر را در طول پردازش امکان پذیر می کند.

صفحه پایه:صفحه پایه پشتیبانی ساختاری را برای کل مجموعه ESC فراهم می کند و از هم ترازی و پایداری مناسب همه اجزا اطمینان می دهد.**