La struttura del mandrino elettrostatico (ESC)

UNMandrino elettrostatico (ESC)è un dispositivo utilizzato per mantenere in posizione i wafer semiconduttori durante processi quali incisione, deposizione o lucidatura. Funziona generando un campo elettrostatico per attrarre e trattenere saldamente il wafer sulla superficie del mandrino, fornendo stabilità e allineamento preciso durante la movimentazione del wafer. Gli ESC sono ampiamente utilizzati nella produzione di semiconduttori per migliorare la precisione del processo e l'efficienza nella gestione dei wafer.

L'immagine reale di un convenzionalemandrino elettrostatico (ESC)è raffigurato nella figura. La differenza principale tra i modelli risiede nel materiale dello strato isolante sulla superficie del mandrino elettrostatico. Nella figura, il colore scuro rappresenta il nitruro di alluminio, mentre il colore bianco rappresenta l'ossido di alluminio. La struttura delmandrino elettrostaticoè composto da più parti:

1. **Strato isolante**: questo strato è a contatto con il wafer, generalmente realizzato in ceramica di nitruro di alluminio o ossido di alluminio grazie alla loro eccellente resistenza meccanica, resistenza alle alte temperature e buona conduttività termica.

2. **Perno di espulsione e foro per gas He**: il perno di espulsione è progettato per trasferire il wafer. Quando il wafer entra nella camera di incisione, il perno di espulsione si solleva per sostenerlo, quindi si abbassa per posizionare il wafer sulla superficie del mandrino elettrostatico. Il perno di espulsione solitamente ha una struttura cava, che consente l'introduzione di gas elio per favorire il raffreddamento del wafer.

3. **Canale di flusso posteriore He**: questo componente migliora la dissipazione del calore e facilita l'adsorbimento del wafer.

4. **Elettrodo elettrostatico**: questo elettrodo genera un campo elettrico che crea la forza elettrostatica necessaria per mantenere il wafer in posizione. Tipicamente, l'elettrodo è planare ed è incorporato o depositato sul materiale isolante. I materiali conduttivi comunemente usati includono alluminio, rame e tungsteno.

5. **Circolazione dell'acqua di raffreddamento e dell'elettrodo di riscaldamento**: questi elementi sono principalmente responsabili del controllo generale della temperatura del mandrino elettrostatico. L'elettrodo riscaldante e l'acqua di raffreddamento circolante lavorano in tandem per mantenere una temperatura stabile per il wafer. Affidarsi esclusivamente alla circolazione dell'acqua di raffreddamento può portare all'incapacità di gestire il calore generato durante il processo di attacco, compromettendo potenzialmente la stabilità del processo.  

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