Cos'è il mandrino elettrostatico (ESC)?

Nella produzione di semiconduttori, la precisione e la stabilità del processo di incisione sono fondamentali. Un fattore critico per ottenere un'incisione di alta qualità è garantire che i wafer siano perfettamente piatti sul vassoio durante il processo. Qualsiasi deviazione può portare a un bombardamento ionico non uniforme, causando angoli indesiderati e variazioni nella velocità di attacco. Per affrontare queste sfide, gli ingegneri si sono sviluppatiMandrini elettrostatici (ESC), che hanno migliorato significativamente la qualità e la stabilità dell'incisione. Questo articolo approfondisce la progettazione e la funzionalità degli ESC, concentrandosi su un aspetto chiave: i principi elettrostatici alla base dell'adesione dei wafer.

Adesione elettrostatica del wafer

Il principio alla base delESCLa capacità di tenere saldamente un wafer risiede nel suo design elettrostatico. Sono utilizzate due configurazioni di elettrodi primariESCs: design a elettrodo singolo e doppio elettrodo.

Design a elettrodo singolo: in questo design, l'intero elettrodo è distribuito uniformemente su tutta la superficieESCsuperficie. Sebbene efficace, fornisce un livello moderato di forza di adesione e uniformità del campo.

Design a doppio elettrodo: il design a doppio elettrodo, tuttavia, utilizza tensioni sia positive che negative per creare un campo elettrostatico più forte e più uniforme. Questo design offre una maggiore forza di adesione e garantisce che il wafer sia tenuto saldamente e uniformemente sulla superficie dell'ESC.

Quando viene applicata una tensione continua agli elettrodi, viene generato un campo elettrostatico tra gli elettrodi e il wafer. Questo campo si estende attraverso lo strato isolante e interagisce con la parte posteriore del wafer. Il campo elettrico provoca la ridistribuzione o la polarizzazione delle cariche sulla superficie del wafer. Nei wafer di silicio drogati, le cariche libere si muovono sotto l'influenza del campo elettrico: le cariche positive si muovono verso l'elettrodo negativo e le cariche negative si muovono verso l'elettrodo positivo. Nel caso di wafer non drogati o isolanti, il campo elettrico provoca un leggero spostamento delle cariche interne, creando dipoli. La forza elettrostatica risultante fa aderire saldamente il wafer al mandrino. L'intensità di questa forza può essere approssimata utilizzando la legge di Coulomb e l'intensità del campo elettrico.