KR100369871B1 - 정전 척 - Google Patents

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KR100369871B1
KR100369871B1 KR10-1999-0041437A KR19990041437A KR100369871B1 KR 100369871 B1 KR100369871 B1 KR 100369871B1 KR 19990041437 A KR19990041437 A KR 19990041437A KR 100369871 B1 KR100369871 B1 KR 100369871B1
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야마구치신지
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니뽄 가이시 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 정전 척에 관한 것으로서, 특히 반도체 제조 장치에서의 웨이퍼를 유지하기 위한 서셉터로서 적합하게 이용할 수 있는 정전 척에 관한 것이다. 본 발명은 피처리물을 기판에 균일하게 흡착시키고, 상기 기판의 가열을 균일하게 행할 수 있는 정전 척을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에서 내측 전극(12)과 외측 전극(13)은 동심원상으로 배치된다. 또한, 기판(11)의 주면(11A) 상에 엠보스(14)를 복수 형성함과 동시에, 주면(11A)의 외주부 상에는 엠보스(14)와 동일한 재료로 볼록형의 부재(15)를 형성하고, 또한 내측 전극(12)이 위치하는 영역(17)의 엠보스(14) 상면(14A)의 면적의 합계를, 외측 전극(13)이 위치하는 영역(18)의 엠보스(14) 상면(14B)의 면적의 합계와 볼록 형상부(15) 상면(15A)의 면적의 합계를 합한 총합과 동등하게 하며, 이들 엠보스(14) 및 볼록 형상부(15)로 상기 피처리물을 지지한다.

Description

정전 척{ELECTROSTATIC CHUCK}
본 발명은 정전 척에 관한 것으로서, 특히 반도체 제조 장치에서의 웨이퍼를 유지하기 위한 서셉터로서 적합하게 이용할 수 있는 정전 척에 관한 것이다.
현재, 반도체 웨이퍼의 반송, 노광, CVD 등의 성막 프로세스 및 세정, 에칭, 다이싱 등의 미세 가공으로 대표되는 각 공정도에서 반도체 웨이퍼를 흡착하고 유지하기 위해서 정전 척이 사용되고 있다.
이 정전 척은 예컨대, 특개평 8-55900호 공보에도 기재되어 있는 바와 같이, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 D형의 양전극(2) 및 음전극(3)이 세라믹스 등으로 이루어지는 기판(1) 내에 매설되고, 두 전극에 직류 전원(6)으로부터 일정한 전압을 인가하여 발생된 전기장에 의해서 반도체 웨이퍼 등의 피처리물(7)을 기판(1)의 주면(1A)에 흡착시켰다. 여기서, 도 2는 도 1에 도시된 정전 척을 상측에서 본 경우의 평면도이다. 또한, 도 2는 설명을 명료하게 하기 위하여 피처리물(7)은 생략하고 있다.
그러나, 상기와 같은 구성의 정전 척에서는 양전극(2) 및 음전극(3)의 전극 사이의 빈틈(8)이 비교적 크기 때문에, 이러한 부분에서 발생하는 전기장의 크기가 충분하지 않으며, 전극 사이의 빈틈(8) 부근의 피처리물(7)에 대한 흡착력이 불충분한 것으로 되어 버린다.
이 때문에, 상기 피처리물(7)은 전극 사이의 빈틈(8)에서 기판(1)의 주면(1A)과의 접촉이 불충분해지고, 상기 기판(1)으로부터의 열전도가 불충분한 것이 되어 피처리물(7) 전체를 균일하게 가열할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 양전극(2) 및 음전극(3)의 매설 깊이가 다르고, 양과 음의 극성 차이에 기인하는 흡착력 차이 등의 원인에 의해서 피처리물(7)의 기판(1)의 주면(1A)에 대한 접촉 정도가 양전극(2)에 위치하는 부분과 음전극(3)에 위치하는 부분이 다르게 되어 열전도가 변동하는 문제가 있었다.
본 발명은 피처리물을 기판에 균일하게 흡착시키고, 상기 기판을 균일하게 가열할 수 있는 정전 척을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 정전 척을 도시하는 단면도.
도 2는 종래의 정전 척을 도시하는 평면도.
도 3은 본 발명의 정전 척의 일례를 도시하는 평면도.
도 4는 본 발명의 정전 척의 다른 예를 도시하는 평면도.
도 5는 본 발명의 정전 척의 또 다른 예를 도시하는 평면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1, 11, 21, 31 : 기판
1A, 11A, 21A, 31A : 기판의 주면
8, 16, 26, 36 : 전극 사이의 빈틈
12, 22, 32 : 내측 전극
13, 23, 33 : 외측 전극
14, 24, 34 : 엠보스
14A, 24A, 34A, 14B, 24B, 34B : 엠보스 상면
14C : 내측 전극이 위치하는 영역 외의 상면
15, 25, 35 : 볼록 형상부
15A, 25A, 35A : 볼록 형상부의 상면
15B : 외측 전극이 위치하는 영역 외의 볼록 형상부의 상면
17, 27, 37 : 내측 전극이 위치하는 영역
18, 28, 38 : 외측 전극이 위치하는 영역
39 : 내측 전극 단자
본 발명은 기판 내에 매설된 금속으로 이루어지는 동심원 형상의 내측 전극및 외측 전극과, 상기 기판의 주면 상에 형성된 복수의 엠보스와, 상기 기판의 복수의 엠보스가 형성된 주면측의 외주 에지부 상의 대략 전체에 걸쳐 상기 복수의 엠보스와 동일한 재료로부터 형성된 볼록 형상부(凸形狀部)를 구비하고, 상기 내측 전극 및 외측 전극은 각각 양 또는 음의 서로 다른 전위를 가짐과 동시에 상기 엠보스와 볼록 형상부에서 피처리물을 지지하고, 상기 기판의 주면 상의 내측 전극이 위치하는 영역에 형성된 상기 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계를, 상기 기판의 주면 상의 외측 전극이 위치하는 영역에 형성된 상기 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계와 상기 기판의 주면의 외주 에지부 상의 외측 전극이 위치하는 영역에 형성된 상기 볼록 형상부 상면의 면적의 합계를 합한 총합과 동등하게 한 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
도 3은 본 발명의 정전 척의 일례를 도시하는 평면도이다. 도 3은 도 2와 같이 정전 척을 상측에서 본 경우의 외관을 나타낸 것이다. 도 3의 경우도 상기와 마찬가지로 피처리물에 대해서는 생략하여 나타내고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정전 척은 내측 전극(12)과 외측 전극(13)을 동심원 형상으로 배치하고, 각각 양 또는 음의 서로 다른 전위를 갖도록 하고 있기 때문에, 원주 방향으로 균일한 전기장, 즉 흡착력을 발생시킬 수 있다.
또한, 기판(11)의 주면(11A) 상에 복수 개의 엠보스(14)를 형성함과 동시에, 상기 주면(11A)의 외주 에지부 상에는 엠보스(14)와 동일한 재료로 볼록 형상부(15)를 형성하고, 또한 상기 내측 전극(12)이 위치하는 영역(17 : 파선으로 표시된 도면의 내측의 영역)의 엠보스(14) 상면(14A)의 면적의 합계를, 상기 외측 전극(13)이 위치하는 영역(18 : 파선으로 표시된 도면의 외측의 영역)의 엠보스(14) 상면(14B)의 면적의 합계와 상기 외측 전극(13)이 위치하는 영역(18)의 볼록 형상부(15) 상면(15A)의 면적의 합계를 합한 총합과 동등하게 하고, 이들 엠보스(14) 및 볼록 형상부(15)에서 상기 피처리물을 지지하도록 하고 있기 때문에, 상기 전극에 의한 흡착력이 상기 피처리물의 원주 방향으로 균일하게 작용한다. 따라서, 상기 피처리물을 정전 척에 균일하게 흡착할 수 있고, 이에 의해서 상기 피처리물을 균일하게 가열할 수 있다.
또한, 이에 의해서 피처리물에 대전하는 양의 전하량 및 음의 전하량이 동등하게 되어 서로 상쇄되기 때문에 피처리물이 대전되지 않게 된다. 따라서, 상기 피처리물의 근방에 위치하는 부재와의 방전에 의한 절연 파괴 등을 방지할 수 있다.
또한, 인가 전압에 대하여 중간 전위로 되어 있기 때문에 각 전극 사이와 피처리물과의 사이에 작동하는 흡착력도 동등하게 된다.
또한, 본 발명의「내측 전극이 위치하는 영역에 형성된 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계」는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내측 전극(12)이 위치하는 영역(17)과 중복되어 존재하는 복수의 엠보스(14) 상면(14A)의 면적의 합계를 말하고, 상기 엠보스(14) 상면(14A)의 면적의 합계에서 내측 전극(12)이 위치하는 영역(17) 외의 엠보스(14) 상면(14C : 도면의 흑색 부분)의 면적의 합계를 뺀 것을 말한다.
동일하게, 「외측 전극이 위치하는 영역에 형성된 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계」는 외측 전극(13)이 위치하는 영역(18)과 중복되어 존재하는 복수의 엠보스(14) 상면(14B)의 면적의 합계를 말한다.
또한,「외측 전극이 위치하는 영역에 형성된 볼록 형상부 상면의 면적」은 도 3에 도시된 바와 같이, 외측 전극(13)이 위치하는 영역(18)에 중복되어 존재하는 볼록 형상부(15) 상면(15A)의 면적으로서, 볼록 형상부(15)의 상면(15A)에서 외측 전극(13)이 위치하는 영역(18) 외의 볼록 형상부(15)의 상면(15B : 도면의 메쉬 모양) 부분을 뺀 부분의 상면의 면적을 말한다.
또한, 본 발명에서 상술한 바와 같은 면적의 합계가 동등하다는 것은 내측 전극 및 외측 전극에 전압을 인가하여 피처리물을 흡착한 경우, 이 피처리물의 대전 정도가 인가 전압의 30% 이하인 경우를 말하며, 예컨대 상기 내측 전극이 위치하는 영역에 형성된 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계를 1로 한 경우에, 상기 외측 전극이 위치하는 영역에 형성된 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계와 상기 외측 전극이 위치하는 영역에 형성된 볼록 형상부 상면의 면적의 합계를 합한 총합이 0.7∼1.3의 범위에 있는 것을 말한다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하면서 발명의 실시의 형태에 기초하여 상세히 설명한다.
도 3은 상술한 바와 같이 본 발명의 정전 척의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 3에서, 내측 전극(12)이 위치하는 영역(17)과 외측 전극(13)이 위치하는 영역(18), 즉 상기 내측 전극(12)과 외측 전극(13)의 면적을 동등하게 하고, 상기 기판(1)의 주면(1A) 상의 내측 전극(12)이 위치하는 영역(17)의 엠보스(14) 밀도를 기판(1)의 주면(1A) 상의 외측 전극(13)이 위치하는 영역의 엠보스(14) 밀도보다 크게 하고 있다.
이러한 구성에 의해, 상기 피처리물과 정전 척과의 접촉이 내측에서 밀접해지기 때문에 내측의 열전달을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 내측 전극(12)과 외측 전극(13)과의 사이에 고주파를 인가했을 때, 상기 피처리물의 외측이 플라즈마 입열에 의해서 고온이 되는 것을 방지할 수 있다
단, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 반드시 상술한 바와 같이 구성을 채용할 필요는 없고, 본 발명의 요건을 만족하는 어떠한 구성도 채용할 수 있다
또한, 상기 내측 전극(12)에 음의 전위를 부하하고, 상기 외측 전극(13)에 양의 전위를 부하하고 있다. 단, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 내측 전극(12) 및 외측 전극(13)이 동심원 형상으로 형성되면 좋으며, 따라서 상기 내측 전극(12)에 양의 전위를 부하하고 외측 전극(13)에 음의 전위를 부하하여도 좋다.
단, 상술한 바와 같이 내측 전극(12)에 음의 전위를 부하하고, 외측 전극(13)에 양의 전위를 부하함으로써 전기력선의 밀도를 증가시켜 피처리물을 보다 강하게 흡착할 수 있다.
상기 전극 사이의 빈틈(16)은 내측 전극(12)과 외측 전극(13)을 전기적으로 절연할 수 있으면 그 크기에 관해서는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 그 폭(D)이 2∼l0mm가 되도록 상기 전극을 배치한다.
상기 엠보스(14)에 관해서도 이들 복수의 상면 "14A" 및 "14B"의 면적의 합계에 대해서 상술한 요건을 만족하면 그 형태 등은 특별히 한정되는 것이 아니며, 피처리물을 지지할 수 있도록 상면이 평탄한 것이면, 도 3에 도시된 원주형의 사물 외에 사각 기둥형 등이나 구 형상의 것 등 어떠한 형상의 것을 사용하여도 좋다.
또한, 상기 기판(11)의 주면(11A) 상의 외주 에지부 상에 형성된 볼록 형상부(15)에 관해서도 그 상면(15A)의 면적이 상기 조건을 만족하면 어떠한 형상의 것을 사용하여도 좋다. 다만, 볼록 형상부는 정전 척에 백 사이드 가스를 도입할 경우에 챔버로 가스가 유출되는 것을 막기 위한 것이므로 밀폐 가능하여야 한다.
또한, 상기 엠보스(14) 및 볼록 형상부(15)의 크기에 관해서도 특별히 한정되는 것이 아니며, 정전 척의 용도에 따라서 임의의 크기로 형성할 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같은 원주형의 엠보스 및 환상의 볼록 형상부의 경우, 그 지름(r)은 1∼8mm이며, 두께(d)는 1∼8mm로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이들의 높이는 5∼50㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 엠보스(14)의 갯수에 관해서도 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 피처리물을 지지할 때의 압력을 분산시켜 균일하게 유지하고, 본 발명의 목적을 보다 효과적으로 달성하기 위해서는 동심원 형상의 내측 전극이 위치하는 영역(17)에서는 단위 면적당 2∼4개/cm2의 비율로 형성하는 것이 바람직하며, 동심원상의 외측 전극이 위치하는 영역(18)에서는 단위 면적당 1∼2개/cm2의 비율로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3과 같은 구성의 정전 척에서는 내측 전극이 위치하는 영역(17)의 엠보스(14) 상면(14A)의 면적의 합계, 외측 전극이 위치하는 영역의 엠보스 상면(14B)의 면적의 합계 및 외측 전극이 위치하는 영역의 볼록형 부재(15) 상면 (15A)의 면적의 합계를 직경 200mm의 면내에서 20∼200cm2로 함으로써, 상기 피처리물의 지지를 견고히 행할 수 있다.
상기 엠보스(14) 및 볼록 형상부(15)는 동일한 재료로 형성하는 것이 필요하지만, 피처리물을 균일하게 지지할 수 있으면 그 종류에 대해서는 특별히 한정되지않으며, AlN 및 Al2O3등의 재료를 이용할 수 있다.
상기 엠보스(14) 및 볼록 형상부(15)는 블라스트(blast) 가공, 또는 CVD 등에 의해서 기판(11)의 주면(11A) 상에 형성된다.
상기 기판(11)으로서 AlN 및 Al2O3등의 정전 척에 사용할 수 있는 공지의 세라믹스 재료를 사용할 수 있고, 상기 내측 전극(12) 및 외측 전극(13)에 관해서도 Mo 및 W 등의 공지의 금속 전극 재료를 사용할 수 있다.
상기 기판(11)은 재료가 되는 세라믹스 입자를 소정 형상으로 성형한 성형체 상에 상기 금속으로 이루어지는 내측 전극(12) 및 외측 전극(13)을 재치한 후, 그 위에 재차 상기 세라믹스 입자를 충전하여 성형하여 소결시킴으로써 상기 내측 전극(12) 및 외측 전극(13)이 매설된 상태로 형성하는 방법 등 공지의 방법에 의해서 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 정전 척의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 4에는 내측 전극(22)이 위치하는 영역(27)과 외측 전극(23)이 위치하는 영역(28), 즉, 상기 내측 전극(22)의 면적을 외측 전극(23)의 면적보다도 크게 하고, 상기 기판(11)의 주면(11A) 상의 내측 전극(22)이 위치하는 영역(27)의 엠보스(24)의 밀도와 상기 기판(11)의 주면(11A) 상의 외측 전극(23)이 위치하는 엠보스(24)의 밀도를 동등하게 한 것이다.
이러한 구성에 의해 피처리물과 정전 척의 접촉 밀도가 내측과 외측에서 균일하게 되며, 정전 척으로부터 피처리물로의 열 전달이 균일하게 행해지기 때문에피처리물을 균일하게 가열할 수 있다.
이러한 경우에서도 내측 전극이 위치하는 영역(27)의 엠보스(24) 상면(24A)의 면적의 합계 등에 관해서 본 발명의 요건을 만족하는 한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
도 4에서도 내측 전극(22)에 음의 전위를 인가하고, 외측 전극(23)에 양의 전위를 인가하고 있지만, 이들 전극이 동심원 형상으로 배치되어 있으면 그 전위에 관해서는 특별히 한정되는 것이 아니고, 상기 내측 전극(22)에 양의 전위를 인가하며, 상기 외측 전극(23)에 음의 전위를 인가할 수도 있다. 그러나, 도 3의 경우와 동일한 이유에서 내측 전극에 음의 전위를 인가하며, 외측 전극에 양의 전위를 인가하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 엠보스(24) 및 볼록 형상부(25)에 관해서도 도 3의 경우와 같은 크기 및 형상을 채용할 수 있고, 그 재료에 관해서도 도 3의 경우와 동일한 재료를 이용하여 동일한 방법으로 기판(21)의 주면(21A) 상에 형성할 수 있다.
기타, 각 전극의 기판 내로의 매설 방법 등에 관해서도 도 3의 경우와 동일하게 실시할 수 있다.
도 5에는 도 3에 도시된 정전 척에서, 외측 전극(33)의 부분에 내측 전극용의 내측 전극 단자(39)가 형성된 경우가 도시되어 있다. 이와 같이, 상기 기판(31)의 전극 부분에 내측 전극 단자(39)를 형성함으로써 배선류의 전압 인가 부품을 중앙 부근에 배치할 필요가 없게 되며, 장치 부착시의 위치 제약을 회피할 수 있다. 또, 예컨대 램프 가열에 의해 정전 척을 가열하는 경우는 빛을 차단하는 부품이 감소하기 때문에 유효해진다.
이와 같이 내측 전극 단자(39)를 형성함으로써, 상기 외측 전극(33)이 그 원주 방향에서 중단되어 연속되지 않는 경우에도 상기 본 발명의 요건을 만족하는 한, 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
엠보스(34) 등에 사용 가능한 재료 및 그 형성 방법 등을 포함하며, 다른 사항에 관해서는 도 3에 도시된 경우와 동일하게 행할 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 정전 척에서는 정전 척의 이면에 형성된 배관(도시 생략)을 통해서 엠보스(14) 및 볼록 형상부(15) 등과 피처리물에 의해 형성되는 공간에 백 사이드 가스를 도입할 수도 있다.
이에 의해서, 기판의 주면에서 피처리물로의 열 전도성이 향상되며, 피처리물을 더욱 균일하게 가열할 수 있다.
상기 백 사이드 가스로서는 공지의 He 가스 및 Ar 가스 등을 사용할 수 있다.
일반적으로, 상기 배관은 기판의 중심 부분에 형성되기 때문에 백 사이드 가스는 상기 공간의 중심 부분에 도입된다. 정전 척에 도입된 백 사이드 가스가 챔버로 유출되면 챔버 내의 진공도가 떨어지기 때문에 공정 불량이 발생할 수 있으므로 볼록 형상부가 도입된 백 사이드 가스가 유출되지 않도록 하는 역할을 한다.
상기 백 사이드 가스는 정전 척에 피처리물이 흡착된 후에 도입되고, 백 사이드 가스의 도입과 동시에 피처리물의 가열 조작이 개시되어 성막 프로세스가 개시된다.
따라서, 정전 척을 구성하는 기판의 면적이 비교적 커지면 백 사이드 가스가 엠보스, 볼록 형상부 및 피처리물로 형성되는 공간의 단부에 널리 퍼지는 데 비교적 긴 시간이 필요로 된다. 이 때문에, 상기 백 사이드 가스의 불균일성에 따라서 성막 프로세스 개시 직후에는 피처리물의 온도가 균일하지 않게 되는 경우가 생기며, 각종의 막 특성에 변동이 생기는 경우가 있다.
이러한 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 내측 전극의 면적을 외측 전극의 면적보다도 크게, 즉 상기 외측 전극의 면적을 내측 전극의 면적보다도 작게 하고, 또한 상기 외측 전극이 위치하는 영역의 전극 단위 면적당 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계를 상기 내측 전극이 위치하는 영역의 전극 단위 면적당 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계보다도 크게 하면 상기 공간의 단부에 위치하는 피처리물을 엠보스로 직접 가열하는 비율이 증가된다.
따라서, 상기 백 사이드 가스의 불균일성을 보충하고 피처리물을 성막 프로세스 당초부터 균일하게 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 엠보스 면적에 대한 요건을 만족시키기 때문에 본 발명의 목적을 유효하게 달성할 수 있다.
각 전극이 위치하는 영역의 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계는 상기 내측 전극 및 외측 전극이 위치하는 영역의 엠보스 밀도를 변화시키거나, 상기 엠보스의 지름을 증감시켜 각 엠보스 자체의 상면의 면적을 변화시키는 등에 의해 증감시킬 수 있다.
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
실시예
본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같은 내측 전극에 양의 전위를 인가하고, 외측 전극에 음의 전위를 인가함과 동시에 양 전극의 면적이 동등한 PVD용의 정전 척을 제작하였다.
본 발명의 실시 형태로 도시된 바와 같이, 상기 기판(11)에 사용되는 AlN 세라믹스 분말을 소정 형상으로 성형하여 성형체를 형성한 후, 이 성형체 상에 Mo으로 이루어지는 금속 전극을 배치하고, 또한 상기 세라믹스 분말을 충진시켜 재차 성형하여 금속 전극을 매설한 성형체를 형성하며, 계속해서 이 성형체를 질소 분위기 속에서 소결함으로써 상기 내측 전극(12) 및 외측 전극(13)을 매설한 지름 "200mm"의 기판(11)을 형성하였다.
이 기판(11) 상에 발명의 실시 형태로 도시된 바와 같은 방법으로 AlN으로 이루어지는 직경(r)이 3mm, 높이가 20㎛인 엠보스(14)를 기판(11)의 주면(11A) 상의 내측 전극(12)이 위치하는 영역(17)에 3개/cm2의 비율로 형성하며, 동일하게 상기 외측 전극(13)이 위치하는 영역(18)에 1개/cm2의 비율로 형성하였다.
또한, AlN으로 이루어지는 볼록 형상부(15)를 기판(11)의 주면(11A)의 외주 에지부 상에 폭(d)이 2mm가 되도록 형성했다.
이 때, 상기 내측 전극이 위치하는 영역(17)의 엠보스(14) 상면(14A)의 면적의 합계와, 상기 외측 전극이 위치하는 영역(18)의 엠보스(14) 상면(14B)의 면적의 합계 및 상기 볼록 형상부(15)의 상면(15A)의 면적의 합계의 총합은 63cm2였다. 또한, 상기 내측 전극(12) 및 외측 전극(13)과의 사이의 전극간 빈틈(16)의 폭(D)은 4mm였다.
이와 같이 하여 형성된 정전 척에 피처리물로서 지름 200mm의 Si 웨이퍼를상기 엠보스(14) 및 볼록 형상부(15) 상에 재치하고, 상기 내측 전극(12) 및 외측전극(13) 각각에 직류 전압을 인가하여 전기장을 발생시켜 상기 Si 웨이퍼를 본 실시예의 정전 척에 흡착시켰다.
이어, 상기 Si 웨이퍼와 기판(11)의 사이에 형성된 공간에 Ar가스로 구성되는 백 사이드 가스를 배관(도시 생략)으로부터 도입하여 상기 공간에 균일하게 충전한 후, 상기 기판(11)을 가열함으로써 상기 Si 웨이퍼를 350℃까지 가열하였다.
이 때, 상기 Si 웨이퍼의 면상의 온도 분포를 TC에 따라 조사한 결과, 전체 면의 온도의 변동이 상기 350℃에 대하여 ±3℃ 인 것이 판명되었다.
비교예
본 비교예에서는 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 D형의 전극이 매설된 종래의 정전 척을 제작하였다. ,
실시예와 동일한 세라믹스 재료 및 금속 전극 재료를 이용하고, 실시예와 동일하게 하여 직경이 200mm인 양전극(2) 및 음전극(3)이 매설된 기판(1)을 형성하여 정전 척을 완성하였다.
이 정전 척에 실시예와 동일한 Si 웨이퍼를 피처리물로서 재치하고, 상기 양전극(2) 및 음전극(3)의 각각에 단자(4, 5)를 통해 직류 전원(6)으로부터 직류 전압을 인가함으로써 전기장을 발생시켜 상기 Si 웨이퍼를 본 비교예의 정전 척에 흡착시켰다.
이어, 배관(도시 생략)으로부터 실시예와 동일한 백 사이드 가스를 상기 Si 웨이퍼와 기판의 빈틈에 충진시키고, 상기 기판(1)을 가열함으로써 Si 웨이퍼를 실시예와 동일한 350℃까지 가열하였다.
실시예와 동일하게 하여 Si 웨이퍼의 면상의 온도 분포를 조사한 결과, 상기 350℃에 대하여 ±10℃의 변동이 존재하는 것이 판명되었다.
이상, 실시예 및 비교예로부터 분명해진 바와 같이, 본 발명의 정전 척은 전극 사이의 빈틈을 비교적 크게 한 경우에도 피처리물을 균일하게 흡착할 수 있고, 피처리물을 가열했을 때에 피처리물의 면내의 온도 분포의 변동이 매우 작아 균일한 가열이 가능한 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 실시 형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 변형이 가능하다.
본 발명의 정전 척에 따르면, 매우 균일하게 피처리물을 흡착할 수 있고, 이에 의해서 피처리물의 면내 온도 분포가 적은 균일한 가열 처리를 행할 수 있다. 또한, 주면의 외주 가장자리에 형성된 볼록 형상부에 의하여 백 사이드 가스의 도입시 챔버로의 가스 유출을 방지하여 공정 불량을 방지할 수 있다.

Claims (8)

  1. 기판 내에 매설된 금속으로 이루어지는 동심원 형상의 내측 전극 및 외측 전극과,
    상기 기판의 주면 상에 형성된 복수의 엠보스와,
    상기 기판의 상기 복수의 엠보스가 형성된 주면측의 외주 에지부 상의 대략 전체에 걸쳐 상기 복수의 엠보스와 동일한 재료로 형성된 볼록 형상부를 구비하고,
    상기 내측 전극 및 외측 전극은 각각 양 또는 음의 서로 다른 전위를 가짐과 동시에, 상기 엠보스와 볼록 형상부에서 피처리물을 지지하며,
    상기 기판의 주면 상의 내측 전극이 위치하는 영역에 형성된 상기 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계를, 상기 기판의 주면 상의 외측 전극이 위치하는 영역에 형성된 상기 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계와 상기 기판의 주면의 외주 에지부 상의 외측 전극이 위치하는 영역에 형성된 상기 볼록 형상부 상면의 면적의 합계를 합한 총합과 동등하게 구성한 것을 특징으로 하는 정전 척.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엠보스와 볼록 형상부로 형성된 상기 피처리물과 기판의 주면과의 공간에 백 사이드 가스가 흐르도록 한 것인 정전 척.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내측 전극과 외측 전극의 면적을 동등하게 하고, 상기 기판의 주면 상의 내측 전극이 위치하는 영역의 엠보스 밀도를 상기 기판의 주면 상의 외측 전극이 위치하는 영역의 엠보스 밀도보다 크게 한 것인 정전 척.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내측 전극의 면적을 외측 전극의 면적보다도 크게 하며, 상기 기판의 주면 상의 내측 전극이 위치하는 영역의 엠보스 밀도를 상기 기판의 주면 상의 외측 전극이 위치하는 영역의 엠보스 밀도와 동등하게 한 것인 정전 척.
  5. 제2항에 있어서, 상기 외측 전극의 면적을 내측 전극의 면적보다 작게 하고, 상기 기판의 주면 상의 외측 전극이 위치하는 영역의 전극 단위 면적당의 상기 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계를 상기 기판의 주면 상의 내측 전극이 위치하는 영역의 전극 단위 면적당의 상기 복수의 엠보스 상면의 면적의 합계보다 크게 한 것인 정전 척.
  6. 제1항, 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 내측 전극은 음의 전위를 갖고, 상기 외측 전극은 양의 전위를 갖는 것인 정전 척.
  7. 제3항에 있어서, 상기 내측 전극은 음의 전위를 갖고, 상기 외측 전극은 양의 전위를 갖는 것인 정전 척.
  8. 제4항에 있어서, 상기 내측 전극은 음의 전위를 갖고, 상기 외측 전극은 양의 전위를 갖는 것인 정전 척.
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