今天講講靜電卡盤（ESC）

我又回來了，半導體裝置開更

靜電吸盤的構造和原理：

1。種類：基本分為兩類。即庫侖類和迥斯熱背（JR或Johnsen-Rahbek）類。

兩類吸盤都靠靜電荷的同性相吸來固定矽片；吸盤與晶片接觸的表面有一層電介質。多采用陶瓷，純電介質做成的吸盤為庫侖類，參雜電介質做成的吸盤為迥斯熱背類

庫侖力型

迥斯熱背

2。 工作原理

ESC的實際應用分為單極性和雙極性（一般都有偏置電壓）

單極性

雙極性

在吸盤的電介質層中鑲嵌著一個直流電極（大小與矽片相當，稍小），用以接通到高壓（低流）直流電源。

（1）吸住原理

在沒有等離子體的情況下，當直流電極被接通到高壓（低流）直流電源後，電介質的表面會產生極化電荷（對庫侖吸盤而言）。如果是迥斯熱背類吸盤，電介質表面不僅有極化電荷，還有很大部分自由電荷，這是因為JR吸盤的電介質有一定導電性。電介質的表面電荷會產生電場，這一電場會進一步在置於吸盤之上的晶片表面產生極化電荷 （也可能包括部分自由電荷，取決於什麼樣的晶片及晶片表面是什麼膜，有導電性或絕緣），分佈在晶片背面的電荷與分佈在吸盤上面的電荷極性相反，這樣晶片解就吸盤吸住了。

（2）釋放原理

a。在沒有等離子體的情況下，如果關掉被接通到直流電極（鑲嵌在吸盤的電介質中）的高壓（低流）直流電源，假若分佈在晶片背面的電荷與分佈在吸盤上面的電荷都是極化電荷，則晶片就被釋放了，即吸力自動消失。

b。在沒有等離子體的情況下，假若分佈在晶片背面的電荷與分佈在吸盤上面的電荷中有一部分是自由電荷，即使關掉被接通到直流電極（鑲嵌在吸盤的電介質中）的高壓（低流）直流電源，則晶片也不會完全被釋放，即因殘留電荷而仍存在一定的靜電吸力。這種情況下，通常需要用反向的靜電壓來強制消除殘留電荷，然後才能釋放晶片。

c。在有等離子體的情況下，由於直流自偏壓（self DC bias）的緣故，即使關掉被接通到直流電極（鑲嵌在吸盤的電介質中）的高壓（低流）直流電源，即在吸盤電壓為零的情況下，晶片仍然會被吸盤·吸住。這是因為直流自偏壓起到了吸盤電壓的作用。在某些反應腔中（不是蝕刻機的），甚至不需要用高壓（低流）直流電源的靜電壓，完全靠直流自偏壓就足夠完成吸住晶片的任務。所以，在處理完晶片後，需要一個釋放選單（dechucking recipe）來釋放晶片，否則無法從反應腔中把晶片取出。

3。 ESC特性

一般來說，迥斯熱背類吸盤的吸力比庫侖類的大。在對晶片溫度控制要求很高的蝕刻機中，越來越多地採用迥斯熱背類吸盤，其電介質通常是參雜的氮化鋁陶瓷材料。氮化鋁有很好的導熱性。

晶片處理過程中，之所以需要把晶片牢牢地吸到吸盤表面，主要是增加晶片與吸盤之間的傳熱。此外，晶片背面與吸盤表面之間的氦氣是傳熱的重要媒介。

在吸盤中，除了直流電極外，還有射頻電極。射頻電極用來提供晶片處理過程中需要的射頻偏置功率。有些使用的時候，ESC與電極透過一個濾波器相連線。

此外，吸盤中也需要冷卻液的迴圈渠道和氦氣的氣道。其設計還是需要特別小心細緻的。而且，它的設計受到別的方面的制約，如體積不能過大，否則會堵塞或降低反應腔的排氣速度。bias HE的設計就又是另一篇了。

以上內容參考了網友的答案，感謝

Long_龍1993

Long_龍1993，anchire1948。