KR100769472B1 - 압력을 피드백신호로 하여 구동전압을 제어하는 정전기척구동전압 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버 내에 설치되어 정전기력에 의해 기판을 흡착 고정하는 정전기척의 구동전압을 제어하는 정전기척 구동전압 제어장치에 관한 것으로서, 정전기척에 구동전압을 공급하는 구동전압 공급장치와, 상기 구동전압 공급장치에서 출력되는 구동전압을 제어하는 구동전압 제어장치와, 상기 챔버 내의 압력을 측정하는 압력측정장치와, 상기 압력측정장치에 의해 측정된 압력을 입력받아 이를 귀환신호로서 상기 구동전압 공급장치로 출력하여 특정압력범위에서 더 낮은 구동전압이 상기 정전기척에 인가되도록 상기 구동전압 공급장치에서 출력되는 구동전압을 제어하는 구동전압 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 정전기척이 기판을 흡착 고정시킬 정도의 정전기력을 발휘하도록 하면서도 아크 방전이 발생하지 않도록 할 수 있다.

아크 방전, 파센 곡선, 압력, 정전기척, 구동전압, 방전전압

Description

압력을 피드백신호로 하여 구동전압을 제어하는 정전기척 구동전압 제어장치{Apparatus for controlling driving voltage of electrostatic chuck by using pressure as a feedback signal}

도 1은 두개의 평행판 구리전극 사이에 공기가 존재토록 하고 전극 간격은 1인치로 하여 압력에 따른 방전 전압을 측정한 파센 곡선;

도 2는 본 발명에 따른 정전기척 구동전압 제어장치를 설명하기 위한 도면;

도 3은 압력에 따라 도 2의 구동전압 공급장치(40)로부터 정전기척(10)에 인가되는 구동전압 그래프이다.

본 발명은 정전기척 구동전압 제어장치에 관한 것으로서, 특히 아크가 생기지 않으면서 기판을 흡착 고정시킬 수 있도록 정전기척의 구동전압을 제어하는 정전기척 구동전압 제어장치에 관한 것이다.

FPD 제조과정은 10^-5 torr - 760 torr의 압력대역에서 진행된다. 이 때 기판을 고정하기 위하여 정전기척이 사용되는데, 정전기척을 통하여 기판을 흡착 고정하기 위해서는 어느 정도 이상의 구동전압을 정전기척에 인가해야만 한다. 그런데, 이러한 구동전압이 압력에 상관없이 일정하게 인가되기 때문에 특정압력범위에서는 정전기척에서 아크 방전이 발생하여 정전기척 제어장치가 고장나는 사태가 발생한다. 이러한 아크 방전을 염려하여 구동전압을 낮게 인가하면 상기 특정압력을 벗어난 압력에서는 기판 흡착력이 떨어지게 된다.

도 1은 두개의 평행판 구리전극 사이에 공기가 존재토록 하고 전극 간격은 1인치(inch)로 하여 압력에 따른 방전전압을 측정한 파센 곡선(Paschen Curve)이다. 도 1을 참조하면, 다소 높은 압력범위에서는 압력이 낮아질수록 방전전압이 낮아지다가 어느 한도로 압력이 낮아지면 그 이하에서는 압력이 낮아질수록 오히려 방전전압이 높아진다. 즉 참조부호 A로 표시한 부분과 같이 방전전압이 최소치가 되는 부분이 존재한다. 파센 법칙에 따르면 방전전압은 챔버 내의 압력, 가스종류, 정전기척 전극 사이의 거리 등에 따라 달라지므로 구체적인 상황에 따라서 참조부호 A로 표시한 부분의 위치가 달라진다. 그럼에도 불구하고 종래에는 압력범위에 상관없이 일정한 구동전압을 정전기척에 인가하였기 때문에 참조부호 A로 표시한 부분의 압력대역에서는 정전기척에서 아크 방전이 발생하는 문제가 생긴 것이다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, FPD 제조과정에서 정전기척이 기판을 흡착 고정시킬 정도의 정전기력을 발휘하면서도 아크 방전은 발생하지 않도록 정전기척의 구동전압을 제어하는 정전기척 구동전압 제어장치를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전기척 구동전압 제어장치는, 챔버 내에 설치되어 정전기력에 의해 기판을 흡착 고정하는 정전기척의 구동전압을 제어하는 정전기척 구동전압 제어장치로서, 정전기척에 구동전압을 공급하는 구동전압 공급장치와, 상기 챔버 내의 압력을 측정하는 압력측정장치와, 상기 압력측정장치에 의해 측정된 압력을 입력받아 이를 귀환신호로서 상기 구동전압 공급장치로 출력하여 특정압력범위에서 더 낮은 구동전압이 상기 정전기척에 인가되도록 상기 구동전압 공급장치에서 출력되는 구동전압을 제어하는 구동전압 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 특정압력범위는 0.1 - 100 torr 인 것이 바람직하다.

상기 구동전압 공급장치에서 출력되는 구동전압은 사각펄스 형태를 하는 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.

도 2는 본 발명에 따른 정전기척 구동전압 제어장치를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 특징은 궁극적으로 정전척(20)에 인가되는 구동전압이 압력에 따라 도 3과 같은 양상을 띠도록 하는 데 있다. 도 3의 구동전압은 도 1에 의한 방전전압보다 낮은 전압으로서 도 1의 그래프와 유사한 형태를 갖는다.

도 2를 참조하면, 베이스 플레이트(10)에 설치된 정전기척(20)은 구동전압 공급장치(40)로부터 구동전압을 공급받는다. 구동전압 공급장치(40)에서 출력되는 구동전압은 구동전압 제어장치(50)에 의해 제어된다. 압력측정장치(60)는 챔버(100)의 압력을 측정한다. 구동전압 제어장치(50)는 압력측정장치(60)에 의해 측정된 압력을 입력받아 이를 귀환신호로서 구동전압 공급장치(40)로 출력하여 특정압력범위에서 더 낮은 값을 가지는 도 3과 같은 구동전압이 정전기척(20)에 인가되도록 구동전압 공급장치(40)에서 출력되는 구동전압을 제어한다. 이 때의 상기 특정압력범위는 0.1 - 100 torr 인 것이 바람직하다.

도 3의 그래프는 먼저 진행하고자 하는 공정조건에서 도 1과 같은 파센곡선을 얻은 후에 도 1의 방전전압보다 낮은 전압 값을 선택하여 얻을 수 있다. 이와 같이 도 3의 그래프를 결정함에 있어서 너무 낮은 값을 구동전압으로 선택하면 기판 흡착력이 약할 수 있으므로 기판 흡착력을 고려하여 도 1의 방전전압을 넘지 않는 한도에서 최대한도로 선택하는 것이 좋다. 이 때 미세한 압력변화에 따라 구동전압이 따라서 변하는 것은 바람직하지 않으므로 도 3에 도시된 바와 같이 압력변화에 따라 일정한 구동전압이 인가되다가 특정압력대역(B)에서만 더 낮은 일정한 구동전압을 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3의 압력-구동전압의 그래프가 사각펄스 형태를 하는 것이 바람직하다.
구동전압 제어장치(50)의 기능은 구동전압 공급장치(40)에서 정전척(10)으로 인가되는 구동전압이 도 3과 같이 압력의 변화에 따라 변하도록 하는 것이다. 도 3과 같은 데이타는 미리 구동전압 제어장치(50)에 사용자가 입력시키며, 구동전압 제어장치(50)는 압력측정장치(60)에 의해 측정된 압력을 입력받아 상기와 같이 미리 세팅되어 있는 구동전압이 출력되도록 구동전압 공급장치(40)를 제어한다.
구동전압 제어장치(50)를 통한 구동전압 공급장치(40)의 출력제어는 이미 공지기술로서, 예컨대 구동전압 공급장치(40)를 일반적인 전압증폭회로로 구성한다면, 0~10V의 아날로그 신호를 구동전압 공급장치(40)에 입력하여 이러한 아날로그 신호의 제어를 통해서 구동전압 공급장치(40)에서 출력되는 구동전압을 변화시킬 수 있다. 여기서, 0~10V의 범위도 하나의 예이다. 이 예를 따른다면, 압력측정장치(60)에 의해 측정되는 압력이 0.1~100torr가 되면 구동전압 제어장치(50)는 0~10V 아날로그 신호를 적절히 인가하여 구동전압 공급장치(40)에서 출력되는 구동전압이 도 3과 같이 작아지도록 구동전압 공급장치(40)를 제어한다.

특정압력대역(B) 이상에서는 정전기척에 인가되는 구동전압이 어느 정도 강하기 때문에 정전기력에 의한 기판 흡착력이 충분하다. 그러나 특정압력대역(B)에서는 구동전압이 약하기 때문에 기판 흡착력이 약할 수 있다. 그러나 이러한 특정압력대역(B)에서는 챔버 내의 기체 흐름이 약하기 때문에 약한 구동전압으로도 충분히 기판을 흡착 고정시킬 수 있다. 물론, 너무 약하면 안 될 것이다. 이러한 점 등을 고려할 때 특정압력대역(B)은 0.1 - 100 torr 가 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정전기척이 기판을 흡착 고정시킬 정도의 정전기력을 발휘하도록 하면서도 아크 방전이 발생하지 않도록 할 수 있다.

Claims (3)

1. 챔버 내에 설치되어 정전기력에 의해 기판을 흡착 고정하는 정전기척의 구동전압을 제어하는 정전기척 구동전압 제어장치에 있어서,

   정전기척에 구동전압을 공급하는 구동전압 공급장치;

   상기 챔버 내의 압력을 측정하는 압력측정장치; 및

   상기 압력측정장치에 의해 측정된 압력을 입력받아 이를 귀환신호로서 상기 구동전압 공급장치로 출력하여 특정압력범위에서 더 낮은 구동전압이 상기 정전기척에 인가되도록 상기 구동전압 공급장치에서 출력되는 구동전압을 제어하는 구동전압 제어장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전기척 구동전압 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 특정압력범위가 0.1 - 100 torr 인 것을 특징으로 하는 정전기척 구동전압 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 구동전압 공급장치에서 출력되는 구동전압은 사각펄스 형태를 하는 것을 특징으로 하는 정전기척 구동전압 제어장치.

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