近年来，随着器件小型化使摩尔定律逐渐逼近物理极限，半导体制造领域面临前所未有的挑战，特别是微纳间隙静电击穿问题日益严重，成为制约先进制程的重要因素 [1-4]。例如，静电卡盘作为关键制造组件，广泛应用于高精度固定和定位晶圆，但其内部的静电击穿问题导致晶圆损伤和吸附力下降 [5]。本研究基于等离子体流体模拟和先进动网格技术，实现了放电过程（如场致发射和碰撞反应等）与电极运动的耦合计算，模拟了从电极接触产生静电到电极分离至微米间隙产生静电击穿的精细物理过程，重点探讨了接触静电荷及电极分离速度对放电参数的调控作用，并对比分析了动态分离电极电势与帕邢曲线的关系。研究发现，当极间电势差达到击穿阈值时，低速分离的电势曲线与帕邢曲线完全重合，而高速分离的电势曲线则围绕帕邢曲线发生上下振荡。为此，仿真计算了不同电极分离速度下放电参数（如电子密度和电场）的时空分布，深入分析了分离速度对放电模式的潜在调控机制。研究结果不仅深化了对移动电极间微纳间隙放电的理解，也为高端静电卡盘的设计与优化提供了重要理论支撑。

[1] J. Chen, and Y. Fu, Mechanism of contact electrification-induced microscale breakdown between separating electrodes, Phys. Rev. Appl. 23, 054059 (2025).
[2] H. Tao and J. Gibert, Measuring gas discharge in contact electrification, Nat. Commun. 14, 8100 (2023).
[3] T. Matsuyama and H. Yamamoto, Charge relaxation process dominates contact charging of a particle in atmospheric conditions, J. Phys. D: Appl. Phys. 28, 2418 (1995).
[4] P. M. Ireland, Some comments on contact charge relaxation, Appl. Phys. Lett. 91, 091501 (2007).
[5] 孙诗壮, 赵晋荣, 库仑型静电卡盘吸附力受电极结构及晶圆氧化层影响的研究, 真空科学与技术学报 43, 681 (2023).
 

微放电,接触分离起电,静电击穿,帕邢曲线,分离速度