KR100750835B1 - 흡착장치 - Google Patents

흡착장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100750835B1
KR100750835B1 KR1020010003261A KR20010003261A KR100750835B1 KR 100750835 B1 KR100750835 B1 KR 100750835B1 KR 1020010003261 A KR1020010003261 A KR 1020010003261A KR 20010003261 A KR20010003261 A KR 20010003261A KR 100750835 B1 KR100750835 B1 KR 100750835B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
substrate
electrodes
adsorption
adsorption device
Prior art date
Application number
KR1020010003261A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020062045A (ko
Inventor
후와코
마에히라켄
Original Assignee
가부시키가이샤 알박
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 알박 filed Critical 가부시키가이샤 알박
Priority to KR1020010003261A priority Critical patent/KR100750835B1/ko
Publication of KR20020062045A publication Critical patent/KR20020062045A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100750835B1 publication Critical patent/KR100750835B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices

Abstract

(과제) 절연성 기판을 흡착할 수 있는 흡착장치를 제공하는 것이다.
(해결수단) 표면이 절연되어 있는 기체 (基體 : 10) 상에 제 1, 제 2 전극 (11,12) 을 노출시켜 설치하고, 절연성 기판이 제 1, 제 2 전극 표면에 접촉하거나 매우 근접시켜 배치되도록 한다. 제 1, 제 2 전극 사이에는 공간 변화율이 큰 전장이 형성되기 때문에, 그래디언트력에 의해 기판 (27) 은 흡착장치 (1) 표면에 흡착된다. 그래디언트력의 크기는 전장 변화율의 크기에 의존하고 있어 제 1, 제 2 전극 (11,12) 사이에 전압을 인가하여 1.0 ×106 V/m 이상의 전장을 형성하면 된다.
흡착장치

Description

흡착장치{ABSORPTION APPARATUS}
도 1a 는 본 발명의 진공처리장치의 일례이고, 도 1b 는 본 발명의 흡착장치 부분의 확대도이다.
도 2a 는 본 발명의 제 1 예의 흡착장치의 전극배치도이고, 도 2b 는 그 단면도이다.
도 3a 는 본 발명의 제 1 예의 흡착장치의 모식적인 단면도이고, 도 3b 는 제 2 예의 흡착장치의 모식적인 단면도이고, 도 3c 는 제 3 예의 흡착장치의 모식적인 단면도이고, 도 3d 는 제 4 예의 흡착장치의 모식적인 단면도이다.
도 4a 는 제 1 예의 흡착장치 표면에 절연성 보호막을 형성한 흡착장치의 단면도이고, 도 4b 는 제 1 예의 흡착장치의 제 1, 제 2 전극 표면 및 주위에 도전성 보호막을 형성한 흡착장치의 단면도이고, 도 4c 는 제 4 예의 흡착장치에 도전성 보호막을 배치한 흡착장치의 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 흡착장치의 흡착력을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c 는 본 발명의 흡착장치의 전극 배치의 예이다.
도 7d, 도 7e 는 본 발명의 흡착장치의 전극 배치의 다른 예이다.
도 8 은 그래디언트력을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a, 도 9b 는 종래 기술의 흡착장치를 설명하기 위한 도면이다.
부호의 설명
1 ∼ 7, 51 ∼ 55 : 흡착장치 9 : 보호판
10 : 기체 (基體) 11,21,31,41,511 : 제 1 전극
12,22,32,42,512 : 제 2 전극 18 : 금속판
19 : 절연체 27 : 기판
70 : 진공처리장치 72 : 진공조
본 발명은 흡착장치에 관한 것으로, 특히 절연성 기판을 흡착할 수 있는 흡착장치에 관한 것이다.
종래부터 진공장치내에서 기판을 지지하기 위해 정전흡착장치가 사용되고 있다.
도 9a 의 부호 101 은 스퍼터링장치이며, 진공조 (110) 를 갖고 있다. 이 진공조 (110) 내의 천정측에는 타겟 (102) 이 배치되어 있으며, 저벽측에는 흡착장치 (104) 가 배치되어 있다.
이 흡착장치 (104) 는 유전체 (121) 와, 이 유전체 (121) 내에 매립된 한 쌍의 전극 (1221,1222) 을 갖고 있으며, 유전체 (121) 에 형성된 구멍내에 하측으로부터 리프트핀 (106) 이 끼워져 통해 있다.
각 전극 (1221,1222) 은 진공조 (110) 외부에 배치된 처크용 전원 (109) 에 각각 접속되어 있다.
흡착장치 (104) 상에 기판 (112) 을 배치하면, 기판 (112) 은, 기판 (112) 과 전극 (1221,1222) 사이에 존재하는 두께 수십 ∼ 수백 ㎛ 의 유전체 (121) 층을 통해 각 전극 (1221,1222) 과 평행하게 대향한다.
기판 (112) 이 실리콘웨이퍼나 갈륨ㆍ비소웨이퍼의 경우, 기판 (112) 은 도전성을 갖고 있다. 따라서, 흡착장치 (104) 상에 기판 (112) 이 배치되면, 일측의 전극 (1221) 과 기판 (112) 사이에 도 9b 의 부호 1251 로 나타낸 콘덴서가 형성되고, 또 타측의 전극 (1222) 과 기판 (112) 사이에도 도 9b 의 부호 1252 로 나타낸 콘덴서가 형성된다.
이 2 개의 콘덴서 (1251,1252) 는 전원 (109) 에 대하여 서로 직렬접속되어 있고, 일측의 전극 (1221) 에 양 전압, 타측의 전극 (1222) 에 음 전압을 인가하면, 콘덴서 (1251,1252) 가 충전되고, 기판 (112) 과 일측의 전극 (1221) 사이, 및 기판 (112) 과 타측의 전극 (1222) 사이에 생기는 정전흡착력에 의해 기판 (112) 이 흡착장치 (104) 의 표면에 정전흡착된다.
정전흡착된 상태에서는 기판 (112) 은 흡착장치 (104) 상에 밀착되어 있고, 기판 (112) 과 흡착장치 (104) 사이의 열전달율이 커지며, 흡착장치 (104) 내에 설치된 히터나 냉각장치에 의해 기판 (112) 을 원하는 온도로 제어하는 것이 가능하 게 된다. 따라서, 타겟 (102) 을 스퍼터링하고, 기판 (112) 표면에 박막을 형성할 때, 박막의 성장온도를 정밀하게 제어할 수 있다.
박막형성 프로세스가 종료하면, 전극 (1221,1222) 으로의 전압인가를 종료시키고, 기판 (112) 의 흡착을 해제하여 리프트핀 (106) 을 상승시키면, 기판 (112) 을 흡착장치 (104) 상으로부터 들어올려 진공조 (110) 밖으로 반출한다.
상기와 같이, 종래기술의 흡착장치 (104) 에서는 기판 (112) 을 전극으로 하고, 흡착장치 (104) 내부에 배치된 전극 (1221,1222) 과의 사이에서 콘덴서 (1251,1252) 를 형성하여 정전흡착력을 발생시키고 있다. 따라서, 이 흡착장치 (104) 가 정전흡착할 수 있는 기판 (112) 은 도전성을 갖고 있을 필요가 있다.
그러나, 최근에는 액정표시장치나 플라즈마 디스플레이장치를 구성시키는 유리기판을 흡착하면서 진공처리하고 싶다는 요구가 있다.
반도체의 단결정으로 이루어지는 기판의 경우, 저항치가 크지만 도전성을 갖고 있어 정전흡착력이 발생하는데, 유리기판의 경우에는 절연성이 높으므로, 도 9b 의 콘덴서가 형성되지 않아 정전 척크 (104) 상에 정전흡착할 수 없다.
본 발명은 상기 종래기술의 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 그 목적은 절연성 기판을 흡착할 수 있는 흡착장치를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명은 판형상의 기체 (基體) 와, 상기 기체표면에 서로 절연된 상태로 배치되고, 제 1 전압이 인가되는 제 1 전극과, 상기 제 1 전압과는 다른 크기의 제 2 전압이 인가되는 제 2 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 흡착장치이다.
본 발명의 흡착장치는 상기 제 1, 제 2 상기 전극표면을 노출시켜 둘 수 있다.
본 발명의 흡착장치는 상기 흡착장치의 상기 제 1, 제 2 전극이 배치된 표면에 기판을 배치하면, 상기 기판은 상기 제 1, 제 2 전극과 접촉하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 흡착장치는 상기 기체의 표면과 상기 제 1, 제 2 전극의 표면은 동일평면에 구성된 것을 특징으로 하는 흡착장치이다.
본 발명의 흡착장치는 상기 제 1, 제 2 전극 사이에 절연성 돌출부를 배치할 수 있다.
본 발명의 흡착장치는 상기 제 1, 제 2 전극은 표면에 보호막을 배치할 수 있다.
본 발명의 흡착장치는 상기 흡착장치의 상기 제 1, 제 2 전극이 배치된 표면에 기판을 배치하면, 상기 기판은 상기 제 1, 제 2 전극에 형성된 상기 보호막과 접촉하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 흡착장치는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 거리는 2 ㎜ 이하로 할 수 있다.
본 발명의 흡착장치는 상기 제 1, 제 2 전극의 폭을 각각 4 ㎜ 이하로 할 수 있다.
본 발명의 흡착장치는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극이 복수개 배치된 흡착장치로서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극이 번갈아 배치된 영역을 갖는 흡착장치이다.
본 발명의 흡착장치는 제 1, 제 2 전압과는 다른 제 3 전압이 인가되는 제 3 전극을 갖는 흡착장치이다.
또, 본 발명은 진공조를 가지며, 이 진공조내에 상기 흡착장치가 배치된 진공처리장치이다.
본 발명의 진공처리장치는 전원을 가지며, 이 전원에 의해 상기 제 1, 제 2 전극 사이에 1.0 ×106 V/m 이상의 전계를 형성할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공처리장치이다.
본 발명의 진공처리장치는 상기 흡착장치 주위에 보호판이 배치되고, 상기 흡착장치상에 기판을 배치하면, 상기 기판은 상기 보호판내에 수용되도록 구성된 진공처리장치이다.
발명의 실시 형태
상술한 바와 같이, 종래기술의 흡착장치의 경우, 실리콘웨이퍼 등의 도전성을 갖는 기판을 정전흡착하기 위해, Al2O3, AlN, SiC, 폴리이미드, 실리콘고무 등의 고유전율의 절연재료가 전극과 기판 사이에 배치되어 있다 (절연재료를 배치하지 않으면, 전극 사이가 단락됨).
따라서, 기판과 전극 사이에는 콘덴서가 형성되며, 쿨롱력이 발생한다. 그 쿨롱력에 의한 단위면적당 흡착력 (F) 은 절연재료의 유전율이나 표면상태에 의존하는 계수를 a, 기판과 전극 사이의 거리를 d (상세하게는 절연재료의 두께, 또는 기판과 정전 척크 (chuck) 표면 사이의 갭을 말함), 전극과 기판 사이의 전압을 V 로 하면, 다음식으로 나타낼 수 있다.
F = 1/2ㆍaㆍ(V/d)2
그러나, 유리와 같은 절연성 기판의 경우에는 기판과 전극 사이에는 콘덴서가 형성되지 않기 때문에, 상기와 같은 쿨롱력에 의한 정전흡착력 (F) 은 발생하지 않는다.
한편, 분극율이 α인 절연성 물질이 전장 (E) 중에 배치된 경우, 그 물질에는 단위체적당 하기와 같은 그래디언트력 (f) 이 작용하는 것이 알려져 있다.
f = 1/2ㆍαㆍgrad(E2)
본 발명의 발명자들은 그래디언트력 (f) 에 착안하여 절연성 기판도 흡착할 수 있는 흡착장치를 발명하기에 이른 것이다.
즉, 유전체 (절연성 물질) 에서는 α> 0 이므로, 상기식에 의하면 절연성 기판은 전장이 강한 쪽으로 끌리게 된다.
도 8 의 부호 80 은 기판 (83) 에 대하여 양 전압과 음 전압이 인가되는 전극 (81,82) 사이에 형성되는 전장을 나타내고 있고, 전극 (81,82) 부근에서는 전장이 강하고, 먼 위치에서는 약하므로, 기판 (83) 에는 전극 (81,82) 의 방향을 향한 힘 (f) 이 작용하고 있다.
또, 상기식에 의하면, grad(E2) 가 큰 쪽이 기판에 큰 그래디언트력 (f) 이 작용하기 때문에, E 의 공간변화율이 클수록 그래디언트력 (f) 도 커진다. 따라서, 전극의 배치를 연구하여 전장의 변화율이 기판 부근에서 작고, 전극 부근에서 커지도록 하면, 기판 (83) 에 큰 그래디언트력 (f) 이 작용하게 된다.
구체적으로는, 흡착장치가 배치되는 진공조의 전위를 제로 (접지전위) 로 한 경우, 양 전압을 인가하는 전극과 음 전압을 인가하는 전극을 근접시켜 서로 이웃에 배치하면 된다.
또, 전극 사이에 형성되는 전장을 생각하면, 전극 부근에 유전체가 있는 경우에는 전속은 유전체 (비유전율 εr > 1) 에 끌려 들어간다. 따라서, 흡착장치의 전극과 기판 사이에 유전체가 배치되어 있으면, 전기력선은 유전체에 끌려 들어가기 쉬워지고, 그 결과, 기판과 전극 사이가 진공인 경우에 비교하여 전장 (전기력선의 밀도) 이 작아진다.
따라서, 그 반대로 전극상에 유전체를 배치하지 않으면 grad(E2) 가 커지고, 그 결과, 큰 흡착력 (그래디언트력 (f)) 을 얻는 것이 가능하게 된다.
도 8 과 같은 양음 전압을 인가하는 전극 (81,82) 상에 유전체층을 배치한 경우와 배치하지 않은 경우, 절연성 기판 (83) 에 작용하는 흡착력을 측정하였다.
전극 (81,82) 의 폭은 4 ㎜, 전극 (81,82) 의 간격은 1 ㎜, 흡착면의 직경은 8 인치이다. 비교를 위해 사용한 유전체는 Al2O3 을 주성분으로 하는 세라믹스이고, 그 두께는 500 ㎛, 저항율은 약 1011 Ωㆍ㎝ 이다.
흡착대상물은 직경 8 인치, 두께 5 ㎜ 의 투명석영유리로 이루어지는 기판이고, 그 저항율은 1.0 ×1018 Ω㎝, 비유전율은 3.70 (0 ∼ 1 MHz) 이다.
흡착력을 측정한 결과를 하기 표 1 에 나타낸다. 기판과 전극 (81,82) 사이에 유전체가 존재하지 않는 경우에는 1.5 배 정도의 흡착력이 얻어지고 있다.
흡착력의 측정 결과
인가전압 (V) 흡착력 (gf/㎠)
유전체층이 있음 유전체층이 없음
3000 5000 8000 150 300 360 230 450 520
본 발명의 흡착장치에 사용되는 기체는 절연성 판으로 구성해도 되고, 금속판상에 절연성 막을 형성하고, 그 절연성 막상에 제 1, 제 2 전극을 배치하여 구성할 수 있다. 절연성 막은 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 탄화 규소, 사이알론, 다이아몬드, 폴리이미드, 실리콘고무 등의 재료를 사용할 수 있다.
흡착장치가 배치되는 진공조를 접지전위로 한 경우, 제 1, 제 2 전극에 전압을 인가하는 전원을, 제 1, 제 2 전극의 어느 일측에 양 전압, 타측에 음 전압을 인가할 수 있도록 구성해 두면 된다.
다음으로, 본 발명의 진공처리장치의 일례를 도 1a 의 부호 70 으로 나타낸다.
이 진공처리장치 (70) 는 진공조 (72) 와, 척크용 전원 (73) 과, 스퍼터용 전원 (75) 과, 척크용 전원 (73) 및 스퍼터용 전원 (75) 의 컨트롤러 (컴퓨터; 74) 를 갖고 있다.
진공조 (72) 내에는 스퍼터링 타겟 (76) 과, 본 발명 제 1 예의 흡착장치 (1) 가 배치되어 있다. 흡착장치 (1) 의 평면도를 도 2a 에 나타내고, 그 A-A 선 단면도를 도 2b 에 나타낸다.
이 흡착장치 (1) 는 판형상의 기체 (10) 를 갖고 있다. 기체 (10) 는 금속판 (18) 과, 이 금속판 (18) 표면에 배치된 절연체 (19) 로 구성되어 있다. 절연체 (19) 는 산화 알루미늄 등의 절연성 세라믹스층으로 구성되어 있다.
절연체 (19) 표면에는 도전성 카본재로 이루어지는 제 1, 제 2 전극 (11,12) 이 설치되어 있다. 따라서, 제 1, 제 2 전극 (11,12) 표면은 기체 (10) 표면보다도 돌출되어 있다.
제 1, 제 2 전극 (11,12) 은 빗형상으로 패터닝되어 있으며, 비접촉의 상태로 빗살부분이 서로 맞물리도록 배치되어 있다.
기체 (10) 의 직경은 8 인치, 제 1, 제 2 전극 (11,12) 의 폭은 4 ㎜, 전극 사이의 간격은 1 ㎜ 이다.
이와 같은 진공처리장치 (70) 를 이용하여 진공처리를 행하는 경우, 먼저 진공조 (72) 내를 진공상태로 하고, 도시하지 않은 기판반송기구에 의해 진공조 (72) 내에 기판을 반입하고, 기판을 흡착장치 (1) 표면에 배치한다.
도 1b 는 흡착장치 (1) 의 부분 확대도이고, 도 1b 의 부호 27 은 흡착장치 (1) 상에 배치된 절연성 기판을 나타내고 있다.
기판 (27) 이 흡착장치 (1) 상에 배치되면, 기판 (27) 의 이면과 제 1, 제 2 전극표면이 접촉한다. 이 상태에서는 기판 (27) 이면과 절연체 (19) 표면 사이는 이간되어 있어 간극이 형성되어 있다.
흡착장치 (1) 주위에는 링형상의 보호판 (9) 이 배치되어 있고 기판 (27) 을 흡착장치 (1) 상에 탑재하면, 기판 (27) 의 외주 부분이 보호판 (9) 의 내주면과 접촉하고 기판 (27) 이면과 절연체 (19) 사이에 형성된 간극은 보호판 (19) 에 의해 밀폐된 상태가 된다.
척크용 전원 (73) 은 제 1, 제 2 전극 (11,12) 에 접속되어 있으며 진공조 (72) 를 접지 전위에 두고, 척크용 전원 (73) 을 기동시켜 제 1, 제 2 전극 (11,12) 중 일측에 음 전압, 타측에 양 전압을 인가하면 제 1, 제 2 전극 (11,12) 사이에 전계가 형성된다.
도 5 는 진공조 (72) 를 접지 전위에 두고 제 1 전극 (11) 에 양 전압, 제 2 전극 (12) 에 음 전압을 인가한 경우에, 기판 (27) 과 제 1, 제 2 전극 (11,12) 사이에 형성되는 전장 (E) 및 기판 (27) 에 작용하는 힘 (f) 을 모식적으로 나타낸 도면이다. 기판 (27) 은 절연성이 높아서 제 1, 제 2 전극 (11,12) 사이에는 거의 전류는 흐르지 않는다.
기판 (27) 을 흡착장치 (1) 에 흡착한 상태에서 진공조 (72) 내에 스퍼터링 가스를 도입하여 스퍼터용 전원 (75) 을 기동시켜 스퍼터링 타겟에 고전압을 인가하면, 스퍼터링 타겟 표면 근방에 플라스마가 형성되며 스퍼터링이 시작된다.
기판 (27) 은 흡착장치 (1) 상에 흡착되어 있어 기판 (27) 과 흡착장치 (1) 사이의 열전도율이 높기 때문에, 기체 (10) 내 또는 기체 (10) 이면에 히터나 냉각장치를 설치해두면 기판 (27) 온도를 제어하면서 박막을 형성할 수 있게 된다.
또, 기판 (27) 주위에는 보호판 (9) 이 배치되어 있어, 스퍼터링시에 진공조 (72) 내에 형성된 플라스마는 기판 (27) 이면과 기체 (10) 사이에 형성된 간극 내로 침입하지 않는다. 따라서, 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 사이에는 플라스마가 없어 제 1, 제 2 전극 사이가 플라스마에 의해 단락되는 일이 없다.
제 1 예의 흡착장치 (1) 의 모식적인 단면도를 도 3a 에 나타낸다. 이 흡착장치 (1) 에서는 제 1, 제 2 전극 (11,12) 은 절연체 (19) 상에 형성되어 있으며, 제 1, 제 2 전극 (11,12) 표면은 절연체 (19) 표면보다 높아진다.
도 3b 내지 도 3d 에 제 2 예 내지 제 4 예의 흡착장치 (2 ∼ 4) 를 나타낸다.
제 2 예 내지 제 4 예의 흡착장치 (2 ∼ 4) 는 금속판 (28,38,48) 을 각각 갖고 있다.
각 금속판 (28,38,48) 상에는 절연체 (29,39,49) 가 배치되어 있으며, 이들 절연체 (29,39,49) 표면에는 바닥부가 금속판 (28,38,48) 에 도달하지 않도록 오목부 (26,36,46) 가 형성되어 있다.
각 절연체 (29,39,49) 의 오목부 (26,36,46) 에는 제 1, 제 2 전극 (21,22,31,32,41,42) 이 서로 절연된 상태로 배치되어 있다. 제 1, 제 2 전극 (21,22,31,32,41,42) 의 하단부는 각 오목부 (26,36,46) 의 바닥면 상에 배치되어 있다.
도 3b 의 제 2 예의 흡착장치 (2) 에서는 제 1, 제 2 전극 (21,22) 의 상단부는 절연체 (29) 상에서 돌출되어 있다.
상기 제 2 예의 흡착장치 (2) 에서는 제 1 예의 흡착장치 (1) 와 마찬가지로 흡착장치 (2) 상에 기판을 배치하면 기판 이면은 제 1, 제 2 전극 (21,22) 의 상단부분과 접촉함과 동시에 기판 이면과 절연체 (29) 사이에는 간극이 형성된다.
도 3c 의 제 3 예의 흡착장치 (3) 에서는 제 1, 제 2 전극 (31,32) 의 상단부는 절연체 (39) 표면과 동일한 높이로 형성되어 있다. 즉, 절연체 (39) 표면과 제 1, 제 2 전극 (31,32) 의 상단부분은 한면으로 형성되어 있다. 이 흡착장치 (3) 상에 기판을 배치한 경우 기판 이면은 제 1, 제 2 전극 (31,32) 과 절연체 (39) 표면이 접촉한다.
도 3d 의 제 4 예의 흡착장치 (4) 에서는 제 1, 제 2 전극 (41,42) 의 상단부는 절연체 (49) 표면보다 낮게 형성되어 있다. 즉, 제 1, 제 2 전극 (41,42) 의 상단부분은 오목부 (46) 내의 깊숙한 부분에 위치하고 있으며, 제 1, 제 2 전극 (41,42) 사이에는 절연체 (49) 의 표면 부분으로 구성된 돌출부 (47) 가 형성되어 있다.
상기 흡착장치 (4) 에서는 그 표면에 기판을 배치하면 기판 이면은 돌출부 (47) 의 상단부분과 접촉하지만, 제 1, 제 2 전극 (41,42) 과는 접촉하지 않게 되어 있다.
따라서, 기판은 내마모성이 높은 절연체 (49) 표면과 접촉하지만, 비교적 내마모성이 낮은 제 1, 제 2 전극 (41,42) 과 접촉하지 않기 때문에, 제 1, 제 2 전 극 (41,42) 의 수명이 길어진다.
단, 흡착력을 저하시키지 않기 위해서는 돌출부 (47) 의 제 1, 제 2 전극 (41,42) 표면으로부터의 높이는 500㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 전극 표면이 기판 이면과 접촉하여 얻은 제 1 예 내지 제 3 예의 흡착장치 (1 ∼ 3) 나 이 제 4 예의 흡착장치 (4) 에서도, 제 1, 제 2 전극 (11,21,31,41,12,22,32,42) 표면에 보호막을 형성하여 전극 수명을 길게 해도 된다. 그 보호막은 흡착력을 저하시키지 않기 위해서, 두께는 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛ 이고, 바람직하게는 두께 500㎛ 이하이다.
도 4a 는 제 1 예의 흡착장치 (1) 표면에 실리콘산화막 등의 절연성 박막으로 이루어진 보호막 (16) 을 형성한 흡착장치 (5) 를 나타내고 있다. 이 흡착장치 (5) 에서는 기판 (27) 은 보호막 (16) 과 접촉한다. 이 보호막 (16) 은 제 1, 제 2 전극 (11,12) 과 그 사이에 노출된 절연체 (19) 표면을 피복하고 있으나, 보호막 (16) 은 절연성이 있어 제 1, 제 2 전극 (11,12) 사이는 단락되지 않는다.
한편, 보호막이 도전성을 갖고 있는 경우에는, 도전성 보호막이 제 1 내지 제 2 전극 상부만을 피복하거나 또는 양 전극이 단락되지 않도록 보호막을 피복하면 제 1 내지 제 2 전극은 노출되어 있는 것과 동일한 상태이다.
도 4b 는 제 1 예의 흡착장치 (1) 의 제 1, 제 2 전극 (11,12) 표면 및 주위에 도전성 보호막 (17) 을 배치하고, 원래의 제 1, 제 2 전극 (11,12) 과 보호막 (17) 으로 전극을 구성한 흡착장치 (6) 이다. 도전성 보호막 (17) 은 절연체 (19) 표면에는 배치되어 있지 않아 제 1, 제 2 전극 (11,12) 은 보호막 (17) 으로 는 단락되지 않는다.
도 4c 는 제 4 예의 흡착장치 (4) 의 제 1, 제 2 전극 (41,42) 표면에 도전성 보호막 (17') 을 형성한 흡착장치 (7) 이다. 이 흡착장치 (7) 에서는 제 4 예의 흡착장치와 동일하게 제 1, 제 2 전극 (41,42) 의 상부 표면은 절연체 (49) 표면보다 하측에 있다. 이 흡착장치 (7) 에서는 제 1, 제 2 전극 (41,42) 표면에 도전성 보호막 (17') 이 형성되어 있다. 이 도전성 보호막 (17') 표면은 절연체 (49) 표면과 동일한 평면 내에 위치하고 있으나, 제 1, 제 2 전극 (41,42) 은 보호막 (17') 으로는 단락되지 않는다.
한편, 상기와 같은 보호막 (16,17) 은 PVD, CVD, 이온주입 등으로 형성할 수 있다. 보호막 (16,17) 두께는 흡착력을 저하시키지 않기 위해서, 500㎛ 이하가 바람직하다.
제 1 예 내지 제 4 예의 흡착장치 (1 내지 4) 에서는 전극을 빗 형상으로 패터닝하였으나, 본 발명의 흡착장치는 그것에 한정되는 것이 아니다.
제 1 예 내지 제 4 예의 흡착장치 (1 내지 4) 에서는 도 6a 내지 도 6c, 도 7d, 도 7e 와 같은 전극 배치를 할 수도 있다.
도 6a 의 흡착장치 (51) 는 빗 형상의 제 1, 제 2 전극 (511, 512) 의 빗살 부분이 동심원형으로 배치된 것이다.
도 6b 의 흡착장치 (52) 는 빗 형상의 8 개 전극 (52A1, 52A2, 52B1, 52B 2, 52C1, 52C2, 52D1, 52D2) 을 가지고 있으며, 이들 중에서 제 1 전극 (52A1, 52B1, 52C1, 52D1) 에는 서로 동일한 크기의 전압이 인가된다. 또, 제 2 전극 (52A2 , 52B2, 52C2, 52D2) 에도 서로 동일한 크기의 전압이 인가되지만, 제 1 전극 (52A1, 52B1, 52C1, 52D1) 에 인가되는 전압과 제 2 전극 (52A2, 52B 2, 52C2, 52D2) 에 인가되는 전압의 크기는 다르다. 전압의 절대값이 동일하며 극성이 다른 경우에도 전압 크기가 다른 경우에 포함된다. 또, 일측 전극이 접지 전위에 배치되고, 타측 전극에는 양 전압 또는 음 전압이 인가되는 경우도 포함된다.
제 1 전극 (52A1, 52B1, 52C1, 52D1) 과 제 2 전극 (52A2 , 52B2, 52C2, 52D2) 은 빗 형상으로 패터닝되어 있고 빗살 부분이 동심원형으로 되어 있으며, 제 1 전극 (52A1, 52B1, 52C1, 52D1) 과 제 2 전극 (52A2, 52B2, 52C2, 52D2) 은 톱니 부분이 접촉되지 않게 맞물리도록 교대로 배치되어 있다. 필요에 따라 이들 4 쌍의 전극에 다른 크기의 전압을 인가하도록 해도 된다.
도 6c 의 흡착장치 (53) 는 제 1, 제 2 전극 (531, 532) 이 이중 소용돌이형상으로 배치된 것이다.
이어서, 도 7d 의 흡착장치 (54) 는 표면이 4개의 영역으로 분할되어 있으며, 각 영역에는 빗 형상으로 패터닝된 제 1 전극 (54A1, 54B1, 54C1, 54D 1) 과 동일하게 빗 형상으로 패터닝된 제 2 전극 (54A2, 54B2, 54C2, 54D2) 이 1 쌍씩 배치되어 있다. 제 1 전극 (54A1, 54B1, 54C1, 54D1) 와 제 2 전극 (54A2, 54B2, 54C2, 54D2) 의 빗살 부분은 맞돌리도록 되어 있다.
이 흡착장치 (54) 에서도 제 1 전극 (54A1, 54B1, 54C1, 54D1) 에는 서로 동일한 전압이 인가된다. 또, 제 2 전극 (54A2, 54B2, 54C2, 54D2 ) 에도 서로 동일한 크기의 전압이 인가되지만, 제 1 전극 (54A1, 54B1, 54C1, 54D1 ) 에 인가되는 전압과 제 2 전극 (54A2, 54B2, 54C2, 54D2) 에 인가되는 전압의 크기는 다르다. 전압의 절대값이 동일하며 극성이 다른 경우도 전압 크기가 다른 경우에 포함된다. 또, 일측 전극이 접지 전위에 배치되고, 타측 전극에는 양 전압 또는 음 전압이 인가되는 경우도 포함된다. 필요에 따라 흡착력을 높이고자 하는 부분의 전압을 크게 하는 등 4 쌍의 전극에 인가되는 전압을 바꿀 수도 있다.
도 7e 의 흡착장치 (55) 는 서로 다른 값의 전압이 인가되는 제 1 내지 제 3 전극 (551 ∼ 553) 이 4중 소용돌이형상으로 배치되어 있다. 이 흡착장치 (55) 에서는 전극 사이가 2㎜ 인 경우, 예컨대 제 1 전극 (551) 에 6000V, 제 2 전극 (552) 에 0V, 제 3 전극 (553) 에 -6000V 를 인가하면 전극 사이에는 1.0 ×106 V/m 의 전계가 형성된다.
한편, 상기 진공처리장치 (70) 는 스퍼터링 장치였지만, 본 발명의 정전흡착장치 (1 ∼ 4) 는 CVD 장치, 에칭장치, 이온주입장치 등, 진공 중에서 처리 대상물을 처리하는 진공처리장치에 널리 사용할 수 있다.
또, 본 발명의 흡착장치 (1 ∼ 4, 51 ∼ 55) 에서는 제 1, 제 2 전극 사이의 전계 강도는 절연 파괴가 일어나지 않는 범위에서 큰 것이 바람직하고, 3 × 106 V/m 이상의 강도의 전장을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하여, 진공 분위기 중에서 절연성 기판을 흡착할 수 있다.

Claims (14)

  1. 절연성 기판을 흡착하는 흡착장치로서,
    기체 (基體) 와,
    상기 기체표면에 서로 절연된 상태로 배치되는, 제 1 전압이 인가되는 제 1 전극과 상기 제 1 전압과는 다른 크기의 제 2 전압이 인가되는 제 2 전극을 가지고,
    상기 기판의 분극율을 α 로 하고 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전장을 E 로 하였을 때, 식 f = 1/2ㆍαㆍgrad(E2) 로 나타내어지는 그래디언트력 f 에 의해, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 상에 배치된 상기 기판을 흡착하도록 구성된 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극의 표면 및 상기 제 2 전극의 표면은 노출된 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡착장치의 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극이 배치된 표면에 기판을 배치하는 경우, 상기 기판은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극과 접촉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기체의 표면과 상기 제 1 전극의 표면 및 상기 제 2 전극의 표면은 동일평면에 구성된 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에는 절연성 돌출부가 배치된 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 표면에 보호막을 가지며, 상기 보호막이 노출된 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 흡착장치의 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극이 배치된 표면에 기판을 배치하는 경우, 상기 기판은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 형성된 상기 보호막과 접촉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 거리는 서로 단락이 일어나지 않는 0 보다 큰 값 내지 2 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 폭은 각각 0 보다 크고 4 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극이 복수개 배치되며, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극이 번갈아 배치된 영역을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압과는 다른 제 3 전압이 인가되는 제 3 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 흡착장치.
  12. 진공조를 가지며, 상기 진공조 내에 제 2 항에 기재된 흡착장치가 배치된 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    전원을 가지며, 상기 전원에 의해 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 1.0 ×106 V/m 이상의 전계를 형성할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 흡착장치 주위에 보호판이 배치되고, 상기 흡착장치상에 기판을 배치하는 경우, 상기 기판은 상기 보호판 내에 수용되도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
KR1020010003261A 2001-01-19 2001-01-19 흡착장치 KR100750835B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010003261A KR100750835B1 (ko) 2001-01-19 2001-01-19 흡착장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010003261A KR100750835B1 (ko) 2001-01-19 2001-01-19 흡착장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020062045A KR20020062045A (ko) 2002-07-25
KR100750835B1 true KR100750835B1 (ko) 2007-08-22

Family

ID=37488508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010003261A KR100750835B1 (ko) 2001-01-19 2001-01-19 흡착장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100750835B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07257751A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Kanagawa Kagaku Gijutsu Akad 静電浮上搬送装置及びその静電浮上用電極
US5751537A (en) * 1996-05-02 1998-05-12 Applied Materials, Inc. Multielectrode electrostatic chuck with fuses
JP2000150628A (ja) * 1998-11-09 2000-05-30 Ulvac Japan Ltd 基板載置装置、及び真空処理装置
JP2000332091A (ja) * 1999-05-25 2000-11-30 Toto Ltd 静電チャックおよび処理装置
JP2001035907A (ja) * 1999-07-26 2001-02-09 Ulvac Japan Ltd 吸着装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07257751A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Kanagawa Kagaku Gijutsu Akad 静電浮上搬送装置及びその静電浮上用電極
US5751537A (en) * 1996-05-02 1998-05-12 Applied Materials, Inc. Multielectrode electrostatic chuck with fuses
JP2000150628A (ja) * 1998-11-09 2000-05-30 Ulvac Japan Ltd 基板載置装置、及び真空処理装置
JP2000332091A (ja) * 1999-05-25 2000-11-30 Toto Ltd 静電チャックおよび処理装置
JP2001035907A (ja) * 1999-07-26 2001-02-09 Ulvac Japan Ltd 吸着装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020062045A (ko) 2002-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6781812B2 (en) Chuck equipment
EP1191581B1 (en) Method for Electrostatically Attracting and Processing a Glass Insulative Substrate
JP5021567B2 (ja) 静電チャック装置及び半導体基板の処理方法
JP4339306B2 (ja) 吸着方法
US7983017B2 (en) Electrostatic chuck and method of forming
JP2000332091A5 (ko)
KR20080013740A (ko) 정전 척
JPH05235152A (ja) 静電チャック
CA2233612A1 (en) Electrostatic clamping method and apparatus for dielectric workpieces in vacuum processors
KR100750835B1 (ko) 흡착장치
JP4341592B2 (ja) ガラス基板吸着用静電チャック及びガラス基板吸着方法
JPS6219060B2 (ko)
JP4837189B2 (ja) 基板保持機構及び基板処理装置
KR101435091B1 (ko) 정전 척
JP2006253703A (ja) 静電チャック及び絶縁性基板静電吸着処理方法
JP2006054445A (ja) 吸着装置
JP4166379B2 (ja) 基板搬送装置
JP2006157032A (ja) 静電チャック、静電吸着方法、加熱冷却処理装置、静電吸着処理装置
KR101045621B1 (ko) 정전척 및 상기 정전척을 이용한 기판의 바이어스 전압 측정방법
JP2008205509A (ja) 絶縁基板搬送方法、位置合わせ方法
JP2001217304A (ja) 基板ステージ、それを用いた基板処理装置および基板処理方法
KR20110064665A (ko) 전기장 구배를 이용한 쌍극형 정전척
TWI647787B (zh) 吸附方法及真空處理方法
JP2008205508A (ja) 基板搬送装置、真空処理装置
JP2005116686A (ja) 双極型静電チャック

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120719

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130726

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140725

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150729

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160708

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170704

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180604

Year of fee payment: 12