KR100916186B1 - Electrostatic chuck having means for uniforming temperature of wafer - Google Patents

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전영재
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Abstract

An electrostatic chuck is provided to maintain the temperature of a wafer and the surface of the electrostatic chuck by building a unit for maintaining the temperature using a heat pipe principle. In an electrostatic chuck, a unit(21) for maintain the temperature exchanges heat with a wafer and maintains the temperature of the wafer uniform when temperature variation of the wafer is generated. The electrostatic insulating layer(11) is fixed by a supporting member(22). The supporting member is composed of a support wall using a gas supply line(25) for supplying the gas to the wafer.

Description

온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척{Electrostatic chuck having means for uniforming temperature of wafer}Electrostatic chuck having means for uniforming temperature of wafer}

본 발명은 반도체 및 LCD 제조설비에서 웨이퍼를 잡아주는 정전척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히트 파이프 원리를 이용한 온도균일화 수단을 내장하고 있어서 정전척 표면과 그 위에 얹어진 웨이퍼의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 정전척에 관한 것이다. The present invention relates to an electrostatic chuck that holds a wafer in a semiconductor and LCD manufacturing facility, and more particularly, to a built-in temperature homogenization means using the heat pipe principle to uniformly maintain the temperature of the surface of the electrostatic chuck and the wafer placed thereon. The electrostatic chuck can be.

일반적으로 반도체 및 LCD의 제조공정 중에 식각공정을 위한 장비에는 챔버 내에서 웨이퍼를 정위치에 고정시키기 위한 정전척(Electrostatic chuck)이 포함되어 있다. In general, the equipment for the etching process during the manufacturing process of the semiconductor and LCD includes an electrostatic chuck for holding the wafer in place in the chamber.

상기 정전척에 웨이퍼를 정위치에 고정시키는 이유는 웨이퍼에 대한 식각공정 중에 웨이퍼가 이동하지 않게 하기 위함이며, 정전척에 정전 전압을 공급하여 웨이퍼와 정전척 간에 정전력이 발생하지 않도록 하고, 이때 발생한 정전력을 이용하여 웨이퍼를 고정시킨다. The reason for fixing the wafer in place in the electrostatic chuck is to prevent the wafer from moving during the etching process for the wafer, and supplying an electrostatic voltage to the electrostatic chuck so that electrostatic power does not occur between the wafer and the electrostatic chuck. The wafer is fixed using the generated electrostatic force.

상기 식각공정은 웨이퍼 위에 증착된 금속, poly-Si, 산화막 등의 막을 플라즈마 분위기에서 파내는(Etching) 공정을 말한다. The etching process refers to a process of etching a metal, poly-Si, oxide, or the like deposited on a wafer in a plasma atmosphere.

이러한 식각공정 중에 웨이퍼의 전체 표면 온도가 불균일해지면 단위 시간당 식각율이 변화하게 되어 반도체 칩의 수율을 크게 저하시키게 된다. If the overall surface temperature of the wafer becomes uneven during the etching process, the etching rate per unit time is changed, thereby greatly reducing the yield of the semiconductor chip.

따라서, 식각공정에서는 웨이퍼의 온도 균일성이 매우 민감한 사항이며, 공정 중에 온도감지센서를 통해 정전척의 온도를 항상 측정하고 있다. Therefore, the temperature uniformity of the wafer is very sensitive in the etching process, and the temperature of the electrostatic chuck is always measured by the temperature sensor during the process.

또한, 식각되는 막의 종류에 따라 웨이퍼의 온도가 각각 달라지므로, 여러 온도에 대해 쉽고 빠르게 대응이 가능한 정전척의 제작이 필요하다. In addition, since the wafer temperature varies depending on the type of film to be etched, it is necessary to manufacture an electrostatic chuck capable of easily and quickly responding to various temperatures.

종래의 정전척에 대해 설명하면 다음과 같다. Referring to the conventional electrostatic chuck as follows.

도 1은 종래의 반도체 제조용 정전척을 나타내는 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional electrostatic chuck for semiconductor manufacturing.

도 1에 도시한 바와 같이, 알루미늄 재질 등으로 제작된 정전척 몸체(10)의 최상부에는 정전 절연막(11)이 형성된다. As shown in FIG. 1, an electrostatic insulating film 11 is formed on the top of the electrostatic chuck body 10 made of aluminum or the like.

상기 정전 절연막(11)은 정전력을 크게 하기 위하여 가능한 한 유전율이 높은 재료는 사용하며, 구조로 구분하여 단층막과 3중막 등을 들 수 있다. The electrostatic insulating film 11 is made of a material having a high dielectric constant as much as possible in order to increase the electrostatic power, and may be classified into a structure and include a single layer film and a triple film.

단층막으로 세라믹 재료막 및 폴리이미드막 등이 있고, 3중막으로 세라믹-금속-세라믹으로 구성된 막이 있으나, 웨이퍼의 온도 균일성에는 크게 관계되지 않는다. Although a single layer film includes a ceramic material film, a polyimide film, and the like, and a triple film is a film composed of ceramic-metal-ceramic, but the temperature uniformity of the wafer is not significantly related.

상기 3중막은 정전척 몸체 위에 절연막(세라믹)이 형성되고, 이 절연막 위에 고전압이 인가되는 부분으로 도전막(금속)이 형성되며, 이 도전막 위에 웨이퍼 등이 안착되는 부분으로 유전막(세라믹)이 형성되는 구조로 되어 있다. An insulating film (ceramic) is formed on the body of the electrostatic chuck, and a conductive film (metal) is formed on the insulating film, and a dielectric film (ceramic) is formed on the conductive film. It is a structure formed.

상기 단층막에서는 웨이퍼의 정전 전압과 정전척 몸체에 공급된 정전 전압 간에 정전력이 형성되며, 3중막의 경우에는 웨이퍼의 정전 전압과 정전척 몸체의 하부를 통해 도전막에 공급된 정전 전압 간에 정전력이 형성된다. In the single layer film, electrostatic power is formed between the electrostatic voltage of the wafer and the electrostatic voltage supplied to the electrostatic chuck body, and in the case of the triple layer, the electrostatic voltage is applied between the electrostatic voltage of the wafer and the electrostatic voltage supplied to the conductive film through the lower portion of the electrostatic chuck body. Power is formed.

또한, 상기 정전척 몸체(10)에는 헬륨가스 등이 정전 절연막(11) 위로 공급될 수 있도록 하는 가스통로(12)가 형성되고, 이러한 가스통로(12)를 통과하여 정전척 몸체(10)의 하측에서 공급되는 쿨링가스, 예를 들면 헬륨가스가 정전 절연막(11) 위의 웨이퍼에 공급되도록 되어 있다. In addition, the electrostatic chuck body 10 is formed with a gas passage 12 through which the helium gas, etc. can be supplied over the electrostatic insulating film 11, and passes through the gas passage 12 of the electrostatic chuck body 10 Cooling gas supplied from the lower side, for example, helium gas, is supplied to the wafer on the electrostatic insulating film 11.

여기서, 웨이퍼가 이전 공정을 통해 부분적으로 휘게 되어 정전 절연막과의 접착이 완전하게 되지 않을 때 온도 불균일 정도가 크게 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위하여 헬륨가스를 공급하게 된다. In this case, when the wafer is partially bent through the previous process and the adhesion with the electrostatic insulating layer is not completed, the temperature nonuniformity is greatly generated. In order to prevent this, helium gas is supplied.

이때의 공급되는 가스의 종류 또는 가스의 공급 경로 등은 각각 정전척의 제조사마다 다르지만 웨이퍼의 온도 균일성과는 크게 관련되지 않는다. At this time, the type of gas supplied or the supply path of the gas is different for each manufacturer of the electrostatic chuck, but it is not significantly related to the temperature uniformity of the wafer.

또한, 상기 정전척 몸체(10)의 내부에는 전원공급홀(13)이 형성되고, 이 전원공급홀(13)을 따라 정전 전원공급부(14)로부터 연장되는 전원선(15)이 설치되며, 이 전원선(15)은 정전 전원공급부(14)에서 제공되는 고전압을 도전막(16)에 공급하는 역할을 하게 된다. In addition, a power supply hole 13 is formed inside the electrostatic chuck body 10, and a power line 15 extending from the electrostatic power supply unit 14 is installed along the power supply hole 13. The power line 15 serves to supply a high voltage provided from the electrostatic power supply unit 14 to the conductive film 16.

또한, 공정이 완료된 웨이퍼는 정전척 몸체(10)의 리프트핀홀(20)을 통해 설치되는 리프트핀(17)에 의해 상방으로 밀어올려져 언로딩된다. In addition, the wafer where the process is completed is pushed upward by the lift pin 17 installed through the lift pin hole 20 of the electrostatic chuck body 10 to be unloaded.

한편, 정전척 몸체(10)의 내부에는 정전척의 온도 제어를 위해 칠러(Chiller)나 히터 등과 같은 온도조절 수단이 설치되며, 도 2에서는 칠러(18)가 설치된 예를, 도 3에서는 히터(19)가 설치된 예를 보여준다. On the other hand, inside the electrostatic chuck body 10, a temperature adjusting means such as a chiller or a heater is installed to control the temperature of the electrostatic chuck. In FIG. 2, an example in which the chiller 18 is installed, and in FIG. ) Shows an example of installation.

상기 온도조절 수단으로서 칠러의 경우, 정전척 몸체의 내부에 유로가 형성되어 냉각을 위한 유체가 유로를 순환하도록 공급되므로써, 정전척의 온도제어가 이루어진다. In the case of the chiller as the temperature adjusting means, a flow path is formed inside the electrostatic chuck body, and the fluid for cooling is supplied to circulate the flow path, thereby controlling the temperature of the electrostatic chuck.

식각공정에서 식각 대상이 되는 식각막의 종류에 따라 설정 온도가 각각 다르므로, 상기 칠러의 내부에는 설정 온도에 따라 각각 다른 온도의 유체가 순환된다. In the etching process, since the set temperatures are different depending on the types of etching films to be etched, fluids having different temperatures are circulated in the chiller according to the set temperatures.

상기 온도조절 수단으로서 히터의 경우, 외부의 전기공급부에서 인가되는 전압에 의해 작동하며, 이러한 전기 가열식의 히터는 유체 순환식의 칠러와도 동시에 설치될 수도 있다. In the case of a heater as the temperature control means, the heater is operated by a voltage applied from an external electric supply unit, and the electric heater may be installed at the same time as the fluid circulation chiller.

이 경우 가열 및 냉각이 모두 가능하며, 일정 온도범위에 있어서는 칠러만 설치된 경우에 비해 웨이퍼의 온도 균일성을 높일 수 있는 장점이 있다. In this case, both heating and cooling are possible, and in a certain temperature range, there is an advantage of increasing the temperature uniformity of the wafer as compared with the case where only the chiller is installed.

상기와 같이 정전척의 상세한 구조를 설명하였으며, 각각의 세부 구조에 대해서는 식각공정의 장비를 제작하는 각 제조사마다 모두 다르다. As described above, the detailed structure of the electrostatic chuck has been described, and each detailed structure is different for each manufacturer manufacturing the equipment of the etching process.

이와 같은 종래의 정전척은 다음과 같은 문제점이 있다. Such a conventional electrostatic chuck has the following problems.

종래에 사용하는 대부분의 정전척에는 유체가 순환하는 칠러의 유로를 정밀하게 제작하여 정전척의 온도 균일성을 확보하고 있으나, 공정 장비의 챔버 내부 구조에 따라 아직까지 웨이퍼의 온도 균일성은 매우 나쁘며, 특히 12인치 웨이퍼 공정을 위한 장비에 대해서는 웨이퍼의 온도 균일성을 만족할 만한 수준으로 맞추기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. Most electrostatic chucks used in the prior art have precisely manufactured chiller flow paths for circulating fluid to secure temperature uniformity of the electrostatic chuck. However, the temperature uniformity of the wafer is still very poor, depending on the internal structure of the process equipment. For equipment for 12-inch wafer processing, much effort is being made to ensure that the temperature uniformity of the wafers is satisfactory.

각 제조사마다 공히 제품의 기술 경쟁력을 확보하기 위하여 여러 방법을 이용하고 있으나, 아직까지는 규격 수준에 미치지 못하고 있다. Each manufacturer uses various methods to secure technological competitiveness of the product, but it has not yet reached the standard level.

특히, 공정시에 웨이퍼는 중앙 부분이 상대적으로 온도가 낮아지고 가장자리 부분은 중앙부분에 비해 온도가 높아지는데, 웨이퍼의 각 부분에 따라 발생하는 온도차를 줄이기 위해서 각 제조사에서는 많은 노력을 기울이고 있는 실정이다. In particular, during the process, the wafer has a relatively lower temperature at the center and a higher temperature at the edge than the center, and each manufacturer is making a lot of efforts to reduce the temperature difference caused by each part of the wafer. .

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 정전척 몸체에 있는 정전 절연막의 아래쪽에 히트 파이프의 원리를 이용한 온도균일화 수단을 내장시킨 새로운 형태의 정전척을 구현함으로써, 공정 중 정전척 표면과 그 위에 놓여지는 웨이퍼의 온도 균일성을 최대한 확보할 수 있는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, by implementing a new type of electrostatic chuck incorporating a temperature homogenizing means using the principle of heat pipe in the lower portion of the electrostatic insulating film in the electrostatic chuck body, It is an object of the present invention to provide an electrostatic chuck in which a temperature homogenizing means capable of maximizing temperature uniformity of a surface and a wafer placed thereon is embedded.

또한, 본 발명은 히트 파이프 원리의 온도균일화 수단 적용시 내부의 높은 압력에 의해 정전 절연막이 부풀어 오르는 현상을 막아줄 수 있는 지지 수단을 포함하는 새로운 형태의 정전척을 구현함으로써, 정전척 표면과 웨이퍼 간의 긴밀한 밀착성과 웨이퍼의 온도 균일성을 동시에 확보할 수 있는 지지 수단을 포함하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척을 제공하는데 다른 목적이 있다. In addition, the present invention implements a new type of electrostatic chuck including a support means that can prevent the electrostatic insulating layer from swelling due to the high pressure inside when applying the temperature homogenizing means of the heat pipe principle, the surface of the electrostatic chuck and the wafer Another object is to provide an electrostatic chuck incorporating a temperature homogenizing means including support means capable of simultaneously ensuring close adhesion between the liver and temperature uniformity of the wafer.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 정전척은 정전척 몸체의 상단에 형성되어 있는 정전 절연막의 아래쪽에 형성되며 히트 파이프 원리를 이용하여 공정 중 웨이퍼의 온도 편차 발생시 웨이퍼와 열을 주고 받으면서 웨이퍼의 온도를 균일하게 해주는 온도균일화 수단을 포함하며, 무엇보다도 상기 온도균일화 수단의 상부에 위치되는 정전 절연막이 정전척 몸체의 상단 가장자리 부분은 물론 그 내측에 형성되는 적어도 1개 이상의 지지 수단에 의해 고정되도록 함으로써, 정 전 절연막이 내부의 가스압력에 의해 부풀어 오르는 문제를 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the electrostatic chuck provided by the present invention is formed under the electrostatic insulating film formed on the upper end of the electrostatic chuck body and exchanges heat with the wafer when a temperature deviation of the wafer occurs during the process using a heat pipe principle. And a temperature homogenizing means for uniformizing the temperature of the electrostatic insulating layer, wherein the electrostatic insulating film positioned above the temperature homogenizing means is fixed by at least one or more supporting means formed inside the upper edge portion of the body of the electrostatic chuck. By doing so, it is possible to prevent a problem that the electrostatic insulating film is inflated by the internal gas pressure.

여기서, 상기 지지 수단은 가스공급라인, 가스통로, 리프트핀홀, 전원공급홀, 센세홀 등의 주변을 둘러싸면서 온도균일화 수단측과의 경계를 구획짓는 지지벽체의 형태로 구성하는 것이 바람직하다. Here, the support means is preferably configured in the form of a support wall surrounding the periphery of the gas supply line, the gas passage, the lift pin hole, the power supply hole, the sensor hole, and the like and delimiting the boundary with the temperature equalization means side.

본 발명에서 제공하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척은 다음과 같은 장점이 있다. The electrostatic chuck with the built-in temperature homogenizing means provided in the present invention has the following advantages.

정전척의 표면 온도와 웨이퍼의 온도를 전체적으로 균일하게 유지하여 수율을 향상시킬 수 있다. The yield can be improved by keeping the surface temperature of the electrostatic chuck and the wafer temperature uniform throughout.

또한, 온도균일화 수단과 함께 기존의 온도조절수단을 그대로 적용함으로써, 웨이퍼의 온도 상승 및 하강과 관련하여 디바이스에 스트레스를 주지 않고 안전하게 이루어지도록 하면서 정확하고 빠르게 변화할 수 있도록 할 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상을 도모할 수 있다. In addition, by applying the existing temperature control means as it is with the temperature homogenization means, it is possible to change quickly and accurately, without stressing the device with respect to the rise and fall of the temperature of the wafer, and thus productivity Improvement can be aimed at.

특히, 여러 형태의 적절한 지지수단을 이용하여 정전 절연막을 견고하게 잡아줌으로써, 온도균일화 수단 내에 형성되는 높은 압력에도 정전 절연막이 부풀어 오르는 것을 완전히 배제할 수 있고, 따라서 웨이퍼와 정전척 표면 간의 긴밀한 밀착성을 유지하면서도 웨이퍼의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 해주는 효과가 있다. In particular, by firmly holding the electrostatic insulating film by using various types of appropriate supporting means, it is possible to completely exclude the swelling of the electrostatic insulating film even at a high pressure formed in the temperature homogenizing means, and thus close contact between the wafer and the electrostatic chuck surface. It has the effect of keeping the wafer temperature uniform while maintaining it.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 반도체 및 LCD 제조 공정 중에 정전척의 표면과 그 위에 얹어진 웨이퍼의 온도 균일성을 최대한 확보할 수 있도록 하기 위하여, 정전척 몸체의 내부, 예를 들면 온도조절 수단과 정전 절연막 사이에 히트 파이프 원리를 이용한 온도균일화 수단을 내장하여 구성한 것에 주된 특징이 있는 것이다.The present invention provides a heat pipe inside the electrostatic chuck body, for example, between the temperature control means and the electrostatic insulating film, in order to ensure maximum temperature uniformity of the surface of the electrostatic chuck and the wafer placed thereon during the semiconductor and LCD manufacturing process. The main feature is the built-in temperature homogenization means using the principle.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척을 나타내는 개략적인 단면도이다. Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing an electrostatic chuck with a built-in temperature uniformization means according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 정전척은 반도체 및 LCD 제조장비에서 식각공정 등에 사용되는 것으로서, 공정을 진행하기 전에 정전기를 이용해 기판, 예를 들면 웨이퍼를 정위치에 고정하는 장치이다.As shown in FIG. 4, the electrostatic chuck is used for an etching process in semiconductor and LCD manufacturing equipment, and is a device for fixing a substrate, for example, a wafer, in place using static electricity before the process.

알루미늄 재질 등으로 제작된 정전척 몸체(10)의 최상부에는 정전 절연막(11)이 형성되고, 또한 정전척 몸체(10) 내부에는 헬륨가스 등이 정전 절연막(11) 위로 공급될 수 있도록 가스통로(12)가 형성된다.An electrostatic insulating film 11 is formed on the top of the electrostatic chuck body 10 made of aluminum, and the gas passage (H) is supplied inside the electrostatic chuck body 10 so that helium gas or the like can be supplied onto the electrostatic insulating film 11. 12) is formed.

또한, 정전척 몸체(10)의 내부에는 전원공급홀(13)이 형성되고, 이 전원공급홀(13)을 통해 정전 전압공급부(14)와 연결되는 전원선(15)이 내재되며, 이 전원선(15)은 정전 전압공급부(14)가 제공하는 고전압을 도전막(16)에 공급하게 된다.In addition, a power supply hole 13 is formed inside the electrostatic chuck body 10, and a power line 15 connected to the electrostatic voltage supply unit 14 through the power supply hole 13 is embedded therein. The line 15 supplies the high voltage provided by the electrostatic voltage supply unit 14 to the conductive film 16.

또한, 공정이 완료된 웨이퍼는 정전척 몸체(10)에 내장된 리프트핀(17)이 상방으로 밀어올려 언로딩하게 되어 있다.In addition, the wafer is completed, the lift pin 17 embedded in the electrostatic chuck body 10 is pushed upward to unload.

그리고, 정전척 몸체(10) 내부에 정전척의 온도 제어를 위해 칠러(18)나 히 터(19)와 같은 온도조절 수단이 설치되는데, 온도조절 수단으로서 칠러(18)의 경우, 정전척 몸체(10)의 내부에 유로가 형성되어 냉각을 위한 유체가 상기 유로에 순환되도록 공급됨으로써 정전척의 온도 제어가 이루어진다.In addition, a temperature control means such as a chiller 18 or a heater 19 is installed in the electrostatic chuck body 10 to control the temperature of the electrostatic chuck. In the case of the chiller 18 as the temperature control means, the electrostatic chuck body ( A flow path is formed inside 10), and the fluid for cooling is supplied to circulate in the flow path, thereby controlling the temperature of the electrostatic chuck.

상기한 온도조절 수단은 열 매체를 이용해 정전척의 온도를 필요한 범위 내로 제어하는데 초점을 맞춘 것으로서, 정전척의 온도 제어를 위한 온도조절 수단의 개선만으로는 웨이퍼의 온도 균일성 확보가 어렵다.The temperature control means focuses on controlling the temperature of the electrostatic chuck to the required range using a heat medium, and it is difficult to secure the temperature uniformity of the wafer only by improving the temperature control means for controlling the temperature of the electrostatic chuck.

통상 공정 중 챔버 내 웨이퍼의 온도 상승 및 하강은 디바이스(device)에 스트레스를 줄 수 있고, 특히 웨이퍼의 온도 불균일 문제, 예를 들면 웨이퍼의 중앙 부분과 가장자리 부분 간에 발생하는 온도 편차 문제가 수율 및 생산성을 크게 저하시킨다.Increasing and decreasing the temperature of the wafer in the chamber during the process typically stresses the device, and in particular the problem of temperature irregularities in the wafer, such as temperature variations between the center and the edge of the wafer, yield and productivity Greatly decreases.

이에 따라, 본 발명의 정전척에서는 공정 중 웨이퍼의 온도와 정전척의 표면 온도가 불균일한 문제점을 해결할 목적으로 정전척 몸체(10)의 내부에 온도균일화 수단(21)을 내장한다. Accordingly, in the electrostatic chuck of the present invention, the temperature uniforming means 21 is embedded in the interior of the electrostatic chuck body 10 for the purpose of solving the problem that the temperature of the wafer during the process and the surface temperature of the electrostatic chuck are uneven.

특히, 상기 온도균일화 수단(21)은 공정 중 웨이퍼의 온도 균일성 확보에 초점을 맞춘 것으로서, 정전척의 온도 제어를 위한 온도조절 수단과는 별도로 추가 설치되며, 정전척의 온도 제어를 목적으로 하는 온도조절 수단과는 설치목적 및 작용효과 면에서 분명한 차이를 가지는 것이다.In particular, the temperature homogenizing means 21 is focused on ensuring the temperature uniformity of the wafer during the process, and is additionally installed separately from the temperature control means for temperature control of the electrostatic chuck, and temperature control for the purpose of temperature control of the electrostatic chuck. There is a clear difference between the means and the installation purpose and effect.

기존의 온도조절 수단은 정전척 몸체(10)에 직접 열을 제공하여 가열하거나 열을 빼앗아 냉각함으로써, 정전척 몸체(10)를 일정 온도범위로 유지하기 위한 수단, 정전척 몸체(10)의 온도를 원하는 바대로 직접적으로 변화시켜주는 수단이라는 점에서 온도균일화 수단과는 차이가 있다.Existing temperature control means provides heat directly to the electrostatic chuck body 10 by heating or taking away the heat, thereby means for maintaining the electrostatic chuck body 10 in a certain temperature range, the temperature of the electrostatic chuck body 10 It is different from the temperature homogenization means in that it is a means for directly changing as desired.

본 발명의 정전척에서 상기한 온도균일화 수단(21)을 온도조절 수단과 함께 설치하는 것은 온도조절 수단에 의해 정전척의 온도 제어가 이루어지도록 하면서 온도균일화 수단(21)에 의해서는 공정 중 온도 편차가 발생하는 웨이퍼의 온도 및 정전척의 표면 온도를 균일하게 맞춰주기 위함이다.In the electrostatic chuck of the present invention, the temperature uniforming means 21 is installed together with the temperature adjusting means so that the temperature uniformity of the electrostatic chuck is controlled by the temperature adjusting means while the temperature variation during the process is reduced. This is to uniformly adjust the temperature of the wafer and the surface temperature of the electrostatic chuck.

본 발명의 정전척에서 상기한 온도균일화 수단(21)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 정전척 몸체(10)의 내부에서 정전척 표면에 형성된 정전 절연막(11)과 칠러나 히터와 같은 정전척 몸체 내부 하측의 온도조절 수단 사이에 위치되도록 한다.In the electrostatic chuck of the present invention, the temperature uniforming means 21 described above includes an electrostatic insulating film 11 formed on the surface of the electrostatic chuck in the electrostatic chuck body 10 and an electrostatic charge such as a chiller or a heater. Be positioned between the temperature control means in the lower side of the chuck body.

정전척의 표면 부분, 즉 최상부의 정전 절연막(11)에 근접되도록 온도균일화 수단(21)이 내장되고, 이 온도균일화 수단(21)의 하측으로 칠러 등이 내장됨을 볼 수 있으며, 칠러에 의해서는 정전척의 온도 제어가 이루어지도록 하면서 온도균일화 수단(21)을 통해서는 웨이퍼의 온도를 균일하게 해줄 수 있도록 되어 있다.It can be seen that the temperature homogenizing means 21 is built so as to be close to the surface portion of the electrostatic chuck, that is, the uppermost electrostatic insulating film 11, and a chiller or the like is embedded below the temperature homogenizing means 21. The temperature of the chuck can be made uniform through the temperature homogenizing means 21 while controlling the temperature of the chuck.

상기 온도균일화 수단(21)은 정전척 몸체(10) 내에서 웨이퍼와의 원활한 열전달을 위해 정전척 표면 부분에 근접되게 내장되는데, 정전기 발생부인 정전 절연막(11)의 바로 하측에 수평방향으로 설치되어, 다시 말해 정전 절연막(11)의 바로 아래쪽과 접하면서 나란하게 수평으로 배치되어, 정전척 표면에 얹어진 웨이퍼와의 사이에서 열을 주고 받으면서 수평적인 열 이동을 통해 웨이퍼 각 부분 간 열을 전달하는 작용을 하게 된다. The temperature homogenizing means 21 is embedded close to the surface of the electrostatic chuck for smooth heat transfer with the wafer in the electrostatic chuck body 10, and is installed in a horizontal direction immediately below the electrostatic insulating film 11, which is an electrostatic generator. In other words, the substrates are arranged horizontally in parallel with each other while directly contacting the lower surface of the electrostatic insulating layer 11 to transfer heat between the wafers through horizontal heat transfer while transferring heat between the wafers placed on the surface of the electrostatic chuck. It works.

즉, 상기 온도균일화 수단(21)은 공정 중 웨이퍼 각 부분 간에 온도 편차가 발생할 경우, 웨이퍼 전체 면적의 온도 균일화가 이루어지도록 수평적 내부 열전 달(도면상 횡방향으로의 열전달)을 수행하는 열매체인 것이다.That is, the temperature homogenizing means 21 is a heat chain that performs horizontal internal heat transfer (heat transfer in the transverse direction on the drawing) so as to achieve temperature uniformity of the entire area of the wafer when a temperature deviation occurs between each part of the wafer during the process. will be.

쉽게 말해, 웨이퍼의 온도 편차 발생시, 웨이퍼의 온도가 높은 부분에서 열을 받아 수평적 열 이동을 통해 웨이퍼의 온도가 낮은 부분으로 열을 방출하여, 웨이퍼가 전체적으로 균일한 온도를 유지하도록 하는 것이다.In other words, when a temperature deviation of the wafer occurs, the wafer receives heat in a high temperature portion of the wafer and emits heat to a low temperature portion of the wafer through horizontal heat transfer, so that the wafer maintains a uniform temperature as a whole.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 온도균일화 수단(21)은 히트 파이프 원리를 이용한 구성이 될 수 있는데, 정전척 몸체(10)의 내부에 내장되면서 그 내부에는 작동유체가 충전되어 밀봉되는 공간부(23)와, 상기 공간부(23)의 내부에서 공간 내벽과는 틈새가 형성되도록 둘러싸여서 내장되는 윅(24)을 포함하여 구성된다.In a preferred embodiment of the present invention, the temperature homogenizing means 21 may be a configuration using the heat pipe principle, while being built into the interior of the electrostatic chuck body 10 therein the space is filled with the working fluid sealed therein And a wick 24 which is enclosed and enclosed so as to form a gap with the inner wall of the space in the space 23.

주지된 바와 같이, 히트 파이프는 밀폐 용기 내부의 작동유체가 연속적으로 기체-액체 간 상변화 과정을 통해 용기 양단 사이에 열을 전달하는 장치로서, 잠열(latent heat)을 이용하여 열을 이동시키므로, 단일 상(one-phase)의 작동유체를 이용하는 통상의 열전달 기기에 비해 큰 열전달 성능을 발휘할 뿐만 아니라, 용기의 길이방향(작동유체의 이동방향)을 따라 온도가 일정하게 되는 특성을 지니고 있다. As is well known, the heat pipe is a device in which the working fluid inside the sealed container transfers heat between the two ends of the container through the gas-liquid phase change process continuously, and transfers the heat using latent heat. Not only does it exhibit greater heat transfer performance than conventional heat transfer equipment using a one-phase working fluid, but also has a constant temperature along the longitudinal direction of the vessel (direction of movement of the working fluid).

이와 같이 히트 파이프가 길이방향에 따라 온도가 일정하다는 것에 착안하여, 본 발명에서는 히트 파이프 원리를 이용한 온도 균일화 수단(21)을 정전 절연막(11)과 온도조절 수단 사이에 설치한다.In view of the fact that the temperature of the heat pipe is constant along the longitudinal direction as described above, in the present invention, the temperature equalizing means 21 using the heat pipe principle is provided between the electrostatic insulating film 11 and the temperature adjusting means.

바람직하게는, 상기 온도균일화 수단(21)은 얇은 판상 구조로 형성하여 웨이퍼와 원활히 열을 주고받을 수 있도록 정전 절연막(11)의 바로 하측으로 수평 설치 한다. Preferably, the temperature homogenizing means 21 is formed in a thin plate-like structure to be horizontally installed directly below the electrostatic insulating film 11 so as to smoothly exchange heat with the wafer.

히트 파이프 작동의 핵심부품인 내부에 위치한 윅은 응축부(저온부)(Condenser)에서 증발부(고온부)(Evaporator)로 액체상태의 작동유체를 되돌려 보내는 모세관 구조물로서, 보통 메쉬(mesh, 그물망 모양) 또는 그루브(groove, 가늘고 길다란 홈)의 형상을 가지는데, 이것은 액체의 표면 장력에 의한 모세관 현상을 이용하여 액체상태의 작동유체를 증발부로 귀환시키게 된다. The wick located inside, the core part of the heat pipe operation, is a capillary structure that returns the working fluid in the liquid state from the condenser to the evaporator, usually a mesh. Or, it has a shape of a groove (thin elongated groove), which uses the capillary phenomenon caused by the surface tension of the liquid to return the working fluid in the liquid state to the evaporator.

상기와 같이 히트 파이프 원리를 이용한 온도균일화 수단에서는 웨이퍼의 온도 편차가 발생할 때, 웨이퍼의 상대적으로 고온인 부분, 즉 웨이퍼 고온부의 바로 하측으로 근접된 온도균일화 수단의 밀폐 용기 부분이 증발부가 되고, 웨이퍼의 고온부 열이 밀폐 공간 내부의 작동유체를 기화시켜 열을 빼앗게 된다.In the temperature homogenization means using the heat pipe principle as described above, when the temperature variation of the wafer occurs, the relatively high temperature portion of the wafer, that is, the closed container portion of the temperature homogenization means adjacent to the lower side of the wafer high temperature portion becomes the evaporation portion. The hot part of the heat vaporizes the working fluid inside the enclosed space and loses heat.

이렇게 기화된 작동유체는 압력차에 의해 밀폐 공간 내벽과 윅 사이의 틈새를 통해서 웨이퍼 저온부(웨이퍼의 상대적으로 저온인 부분)의 바로 하측 부분이 되는 온도균일화 수단의 응축부로 이동한 뒤 다시 액체상태가 되며(응축), 이때 웨이퍼 저온부로 열을 내주게 된다. The vaporized working fluid moves through the gap between the inner wall of the sealed space and the wick due to the pressure difference to the condensation part of the temperature homogenizing means, which becomes the lower part of the wafer low temperature part (relatively low temperature part of the wafer), (Condensation) at this time, heat is transferred to the low temperature of the wafer.

웨이퍼 저온부로 열을 내주고 온도가 내려간 액체상태의 작동유체는 윅을 따라 다시 증발부로 돌아오게 되며, 또다시 돌아온 작동유체는 기화하여 웨이퍼 고온부의 열을 흡수한 뒤 다시 응축부로 이동하여 열을 방출하는 반복 순환 과정을 거치게 된다.The working fluid in the liquid state, which heats the low temperature of the wafer and the temperature decreases, returns to the evaporation part along the wick, and the returned working fluid vaporizes to absorb the heat of the high temperature part of the wafer, and then moves to the condensation part to release heat. Iterate cycles.

이와 같은 과정을 통해 상기 온도균일화 수단은 내부의 작동유체와 이 작동유체를 귀환시키는 윅에 의해 정전척 표면에 안착된 웨이퍼의 고온부에서 저온부로 열을 이동시키는 작용을 하게 된다.Through this process, the temperature homogenizing means acts to transfer heat from the high temperature portion of the wafer seated on the surface of the electrostatic chuck by the working fluid therein and the wick returning the working fluid.

결국, 공정 중 웨이퍼의 온도차가 발생할 때 본 발명의 온도균일화 수단은 상기와 같은 웨이퍼 고온부와 저온부 간의 열 이동을 통해서 웨이퍼의 온도 및 정전척의 표면 온도를 전체적으로 균일하게 해주게 되며, 이때 웨이퍼의 부분간 열 이동 및 순환을 위해서 밀폐 공간 내 작동유체는 열을 수평적으로 이동시키는 열 이동 매체가 된다. As a result, when the temperature difference of the wafer occurs during the process, the temperature homogenization means of the present invention makes the temperature of the wafer and the surface temperature of the electrostatic chuck uniformly through the heat transfer between the high and low temperature portions of the wafer as described above. For movement and circulation, the working fluid in the enclosed space becomes a heat transfer medium that moves heat horizontally.

전술한 바대로, 본 발명의 온도균일화 수단은 웨이퍼의 온도 편차가 발생할 때, 증발부, 단열부, 응축부로 구분되어 증발부로 열이 가해지면 작동유체가 기화하여 단열부를 지나 응축부로 이동하고, 응축부에서 열을 전달한 뒤 액화되어 윅을 통해 다시 증발부로 되돌아 오도록 되어 있다. As described above, the temperature homogenizing means of the present invention is divided into an evaporation unit, a heat insulation unit, and a condensation unit when a temperature deviation occurs in the wafer, and when heat is applied to the evaporation unit, the working fluid vaporizes and moves to the condensation unit after the heat insulation unit, and condensation is performed. The heat is transferred to the liquid and then liquefied to return back to the evaporator through the wick.

한편, 상기 히트 파이프 원리를 이용하는 온도균일화 수단의 경우, 진공 중에서 작동유체(기화성 액체)가 기화/액화를 반복함으로써 그 내부에 높은 압력이 형성되는데, 이때 대략 2∼3mm 정도의 얇은 두께로 이루어진 정전 절연막(11)이 부풀어 오를 수 있으며, 본 발명에서는 이러한 문제를 말끔하게 해결할 수 있는 수단을 제공한다. On the other hand, in the case of the temperature homogenization means using the heat pipe principle, a high pressure is formed therein by repeating vaporization / liquefaction of the working fluid (vapourable liquid) in a vacuum, wherein an electrostatic force having a thin thickness of about 2 to 3 mm is formed. The insulating film 11 may swell, and the present invention provides a means to solve this problem neatly.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척에서 정전 절연막을 지지하고 있는, 다시 말해 정전 절연막을 고정시켜 주고 있는 여러 지지 수단들의 지지형태를 나타내는 평면도 및 단면도이다. 5 to 9 are plan views illustrating a support form of various support means for supporting an electrostatic insulating film, that is, for fixing the electrostatic insulating film, in an electrostatic chuck in which a temperature equalization means is built according to an embodiment of the present invention; It is a cross section.

여기서, 도 5 내지 도 9의 평면도는 정전 절연막을 제거한 상태의 평면도이고, 단면도는 정전 절연막을 포함한 상태의 단면도이며, 물론 여기서는 지지 수단 에 대해 중점적으로 도시되어 있지만, 가스공급, 전원공급, 리프팅 등을 위한 수단들을 포함하고 있고 이에 대한 구체적인 도시는 생략하였다. 5 to 9 are plan views of the state in which the electrostatic insulating film is removed, and sectional views are cross-sectional views of the state including the electrostatic insulating film. Means for including the same, and specific illustrations thereof are omitted.

정전척 몸체(10)의 상단부에 설치되는 정전 절연막(11)은 정전척 몸체(10)에 형성되는 온도균일화 수단(21)의 상부를 마감하는 형태로 배치되면서 정전척 몸체(10)의 가장자리 부분과 접한 상태에서 용접 등의 방법으로 융착 접합된다. The electrostatic insulating film 11 installed at the upper end of the electrostatic chuck body 10 is disposed in the form of closing the upper portion of the temperature equalization means 21 formed in the electrostatic chuck body 10 and the edge portion of the electrostatic chuck body 10. In the state of contact with each other, welding is performed by welding or the like.

이때, 정전 절연막(11)의 접합은 브레이징 등의 방법을 적용할 수 있다. At this time, the bonding of the electrostatic insulating film 11 may be a method such as brazing.

이렇게 설치되는 정전 절연막(11)은 온도균일화 수단(21)의 내부에 형성되는 적어도 1개 이상의 지지 수단(22)에 의해 고정될 수 있고, 이에 따라 얇은 두께로 이루어진 정전 절연막(11)은 안쪽 부분의 저면이 다수의 지지 수단(22)측과 접합되면서 고정될 수 있다. The electrostatic insulating film 11 installed in this way may be fixed by at least one or more supporting means 22 formed inside the temperature equalizing means 21, and thus the electrostatic insulating film 11 having a thin thickness may have an inner portion. The bottom of the can be fixed while being bonded to the plurality of support means 22 side.

이때에도 정전 절연막(11)의 저면과 각 지지 수단(22)의 윗면 간의 접합은 브레이징 등의 방법을 적용할 수 있다. At this time, the bonding between the bottom surface of the electrostatic insulating film 11 and the top surface of each support means 22 may be applied by a method such as brazing.

이러한 지지 수단(22)은 여러 가지 형태의 것을 적용할 수 있는데, 정전척의 경우 각종 기능들을 수행하는 여러 구조들이 수반되며, 이러한 구조들을 이용하여 지지 수단(22)을 형성할 수 있다. The support means 22 may be applied in various forms, and in the case of the electrostatic chuck, various structures for performing various functions are involved, and the support means 22 may be formed using these structures.

도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 지지 수단(22)은 웨이퍼측에 가스를 공급하기 위해 형성되는 가스공급라인(25)을 이용한 지지벽체로 이루어질 수 있다. 5 and 6, the support means 22 may be formed of a support wall using a gas supply line 25 formed to supply gas to the wafer side.

예를 들면, 상기 지지 수단(22)은 온도균일화 수단(21)의 공간부(23) 내에 가스공급라인(25)을 따라 나란하게 둘러싸는 구조의 지지벽체를 형성하고, 이 지지벽체로 하여금 온도균일화 수단(21)의 공간부(23)와 가스공급라인(25)의 내부 공간 을 구획짓도록 한 형태로 이루어질 수 있다. For example, the support means 22 forms a support wall of a structure enclosed side by side along the gas supply line 25 in the space 23 of the temperature homogenization means 21, and causes the support wall to be heated. The space 23 of the homogenizing means 21 and the internal space of the gas supply line 25 may be partitioned.

이에 따라, 상기 지지 수단(22)은 가스의 공급이 문제없이 이루어지도록 하는 역할은 물론, 그 지지벽체를 이용하여 정전 절연막(11)을 고정시켜 줌으로써 정전 절연막이 부풀어 오르는 등의 변형이 일어나지 않도록 하는 역할을 수행할 수 있다. Accordingly, the support means 22 not only serves to supply gas without problems, but also to fix the electrostatic insulating film 11 by using the support wall so that deformation of the electrostatic insulating film does not occur. Can play a role.

여기서, 상기 지지벽체는 정전척 가공시 온도균일화 수단의 형성되는 공간의 바닥면으로부터 일체형으로 돌출 형성되는 구조로 제작할 수 있고, 또는 별도의 벽체 부재를 제작한 후 공간의 바닥면에 부착 설치하는 구조로 제작할 수도 있다. Here, the support wall may be manufactured in a structure that is integrally protruded from the bottom surface of the space formed by the temperature homogenizing means during the electrostatic chuck processing, or the structure is attached to the bottom surface of the space after manufacturing a separate wall member It can also be produced.

이렇게 가스공급라인(25)을 이용하는 지지 수단(22)의 경우 그 지지벽체의 형태를 여러 다양한 형태로 구현할 수 있다. In the case of the support means 22 using the gas supply line 25 as described above, the shape of the support wall can be implemented in various forms.

예를 들면, 상기 지지 수단(22)의 지지벽체는 정전척 중심을 기준하여 방사상으로 연장되는 형태를 하면서 하나의 일체식으로 이어진 형태, 또는 하나의 원 궤적을 그리면서 다수 개로 분할되는 동시에 정전척 중심과 동심원상으로 배치되는 형태, 또는 위의 두가지 형태를 복합한 형태로서 한 곳에 방사상 배치 형태와 동심원상 배치 형태를 같이 모아놓은 형태 등으로 이루어질 수 있다. For example, the support wall of the support means 22 has a form extending radially with respect to the center of the electrostatic chuck and is divided into a plurality of shapes while drawing in one integral form, or one circle trajectory, and at the same time It may be formed in a form arranged in the center and concentric circles, or a combination of the above two forms in the form of a radial arrangement form and a concentric arrangement form in one place.

이때, 상기 지지 수단(22)의 지지벽체가 동심원상으로 배치되는 형태인 경우에는 직경을 달리하는 여러 개가 동심원상으로 모여 있는 겹원(Double circle) 형태를 적용할 수 있다. In this case, when the support wall of the support means 22 is arranged in a concentric shape, a double circle shape having a plurality of different diameters gathered in a concentric shape may be applied.

도 7에 도시한 바와 같이, 여기서는 정전척에 형성되는 가스통로(12)를 이용하여 지지 수단(22)을 구성한 예를 보여준다. As shown in Fig. 7, an example in which the support means 22 is configured using the gas passage 12 formed in the electrostatic chuck is shown.

예를 들면, 상기 지지 수단(22)은 가스통로(12)의 주변을 둘러싸면서 온도균일화 수단(21)의 공간부(23)와 가스통로(12)의 내부를 구획짓는 형태의 지지벽체로 이루어질 수 있다. For example, the support means 22 may be formed of a support wall having a shape surrounding the periphery of the gas passage 12 and partitioning the space 23 of the temperature homogenizing means 21 and the interior of the gas passage 12. Can be.

또한, 상기 정전 절연막(11)을 고정시켜주는 지지 수단(22)으로서, 도 8에서는 리프트핀홀(20)의 주변을 둘러싸는 동시에 온도균일화 수단(21)의 공간부(23)와 리프트핀홀(20)의 내부를 구획짓는 형태의 지지벽체를 제공하고, 도 9에서는 전원공급홀(13)의 주변을 둘러싸는 동시에 온도균일화 수단(21)의 공간부(23)와 전원공급홀(13)의 내부를 구획짓는 형태의 지지벽체를 제공한다. In addition, as the support means 22 for fixing the electrostatic insulating film 11, in FIG. 8, the space 23 and the lift pin hole 20 of the temperature homogenizing means 21 are enclosed around the lift pin hole 20. ) And a support wall having a shape of partitioning the inside of the space). In FIG. 9, the space 23 and the inside of the power supply hole 13 of the temperature homogenizing means 21 are enclosed around the power supply hole 13. It provides a support wall in the form of partitioning.

한편, 도면으로는 도시하지 않았지만 정전척에 구비되는 센서홀의 주변을 둘러싸는 동시에 온도균일화 수단의 공간부와 센서홀 내부를 구획짓는 형태의 지지벽체로 이루어진 지지 수단(22)을 이용하여 정전 절연막(11)을 고정시켜줄 수 있다. On the other hand, although not shown in the drawings, the electrostatic insulating film (2) is formed by using a support means 22 formed around the periphery of the sensor hole provided in the electrostatic chuck and partitioning the space portion of the temperature homogenizing means and the sensor hole inside. 11) can be fixed.

이와 같이, 정전척에는 가스 공급을 위한 홀, 이젝팅을 위한 리프트핀, 그리고 센서홀, 전원부 콘텍부분 등이 필수적으로 구비되는데, 이러한 구조들을 활용하여 지지 수단을 형성하고, 이렇게 형성한 다수의 지지 수단을 이용하여 정전척 상단의 정전 절연막을 견고하게 잡아줌으로써, 온도균일화 수단에서 사용하는 작동유체의 높은 압력에도 정전 절연막이 부풀어 오르는 문제, 특히 가운데 부분이 부풀어 오르는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. As such, the electrostatic chuck is essentially provided with a hole for gas supply, a lift pin for ejecting, and a sensor hole, a power contact portion, and the like. By firmly holding the electrostatic insulating film on the upper end of the electrostatic chuck by means, it is possible to effectively prevent the electrostatic insulating film from swelling even at high pressure of the working fluid used in the temperature homogenizing means, in particular, the problem of swelling in the middle portion.

이상으로 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. In the above, certain preferred embodiments according to the present invention have been illustrated and described.

그러나, 본 발명이 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하 는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs should have as many without departing from the gist of the technical idea of the present invention described in the claims below. Various changes may be made.

도 1은 종래의 반도체 제조용 정전척을 나타내는 개략적인 단면도1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional electrostatic chuck for semiconductor manufacturing.

도 2는 종래의 반도체 제조용 정전척에 칠러를 설치한 예를 나타내는 개략적인 단면도2 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a chiller is installed in a conventional electrostatic chuck for semiconductor manufacturing.

도 3은 종래의 반도체 제조용 정전척에 히터를 설치한 예를 나타내는 개략적인 단면도3 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a heater is installed in a conventional electrostatic chuck for semiconductor manufacturing.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척을 나타내는 개략적인 단면도Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing an electrostatic chuck with a built-in temperature uniformization means according to an embodiment of the present invention

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척에서 가스공급라인을 이용한 지지형태의 일 예를 나타내는 평면도 및 단면도5 is a plan view and a cross-sectional view showing an example of a support form using a gas supply line in an electrostatic chuck in which the temperature homogenization means is built according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척에서 가스공급라인을 이용한 지지형태의 다른 예를 나타내는 평면도 및 단면도Figure 6 is a plan view and a cross-sectional view showing another example of the support form using the gas supply line in the electrostatic chuck is built in the temperature homogenizing means according to an embodiment of the present invention

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척에서 가스통로를 이용한 지지형태를 나타내는 평면도 및 단면도7 is a plan view and a cross-sectional view showing a support form using a gas passage in an electrostatic chuck in which a temperature homogenization means is built according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척에서 리프트핀홀을 이용한 지지형태를 나타내는 평면도 및 단면도8 is a plan view and a cross-sectional view showing a support form using a lift pin hole in an electrostatic chuck in which a temperature equalization means is built according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척에서 전원공급홀을 이용한 지지형태를 나타내는 평면도 및 단면도9 is a plan view and a cross-sectional view showing a support form using a power supply hole in an electrostatic chuck in which a temperature equalization means is built according to an embodiment of the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 정전척 몸체 11 : 정전 절연막10 electrostatic chuck body 11: electrostatic insulating film

12 : 가스통로 13 : 전원공급홀12 gas passage 13 power supply hole

14 : 전원공급부 15 : 전원선14: power supply 15: power line

16 : 도전막 17 : 리프트핀16 conductive film 17 lift pin

18 : 칠러 19 : 히터18: chiller 19: heater

20 : 리프트핀홀 21 : 온도균일화 수단20: lift pin hole 21: temperature homogenization means

22 : 지지 수단 23 : 공간부22: support means 23: space part

24 : 윅(Wick) 25 : 가스공급라인24: Wick 25: Gas supply line

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 정위치에 고정하기 위한 정전척에 있어서,In the electrostatic chuck for fixing the wafer in place using the electrostatic force, 정전척 몸체(10)의 상단에 형성되어 있는 정전 절연막(11)의 아래쪽에 형성되며 히트 파이프 원리를 이용하여 공정 중 웨이퍼의 온도 편차 발생시 웨이퍼와 열을 주고 받으면서 웨이퍼의 온도를 균일하게 해주는 온도균일화 수단(21)을 포함하며, 상기 온도균일화 수단(21)의 상부에 위치되는 정전 절연막(11)은 정전척 몸체(10)의 상단 가장자리 부분은 물론 그 내측에 형성되는 적어도 1개 이상의 지지 수단(22)에 의해 고정되며, 상기 정전 절연막(11)을 고정시켜주는 지지 수단(22)은 가스공급라인(25)을 따라 나란하게 둘러싸면서 온도균일화 수단측과 가스공급라인측을 구획짓는 지지벽체로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.It is formed under the electrostatic insulating film 11 formed on the top of the electrostatic chuck body 10, and the temperature uniformity to uniformize the temperature of the wafer while exchanging heat with the wafer when the temperature deviation of the wafer occurs during the process using the heat pipe principle Means 21, wherein the electrostatic insulating film 11 located above the temperature equalizing means 21 has at least one supporting means formed on the inside of the upper edge of the electrostatic chuck body 10 as well as the inside thereof. It is fixed by the 22, and the support means 22 for fixing the electrostatic insulating film 11 is a support wall for partitioning the temperature equalization means side and the gas supply line side while enclosing side by side along the gas supply line 25 Electrostatic chuck with a built-in temperature homogenizing means, characterized in that made. 청구항 4에 있어서, 상기 지지 수단(22)은 정전척 중심을 기준하여 방사상으로 연장되는 형태를 가지면서 하나의 일체식으로 이어진 지지벽체인 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.5. An electrostatic chuck incorporating a temperature homogenizing means as claimed in claim 4, characterized in that the support means (22) are one integrally extending support wall having a shape extending radially with respect to the center of the electrostatic chuck. 청구항 4에 있어서, 상기 지지 수단(22)은 하나의 원 궤적을 그리면서 다수 개로 분할되고 정전척 중심과 동심원상으로 배치되는 형태로 이루어진 지지벽체인 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.5. The electrostatic force with temperature uniformizing means according to claim 4, wherein the supporting means 22 is a supporting wall which is divided into a plurality of pieces while drawing one circular trajectory and arranged concentrically with the center of the electrostatic chuck. chuck. 청구항 6에 있어서, 상기 지지벽체는 직경을 달리하는 여러 개가 동심원상으로 모여 있는 겹원(Double circle) 형태인 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.The electrostatic chuck of claim 6, wherein the support wall has a shape of a double circle in which several pieces having different diameters are concentrically gathered. 청구항 4에 있어서, 상기 지지 수단(22)은 정전척 중심을 기준하여 방사상으로 연장되는 형태를 가지면서 하나의 일체식으로 이어진 지지벽체와, 하나의 원 궤적을 그리면서 다수 개로 분할되고 정전척 중심과 동심원상으로 배치되는 형태로 이루어진 지지벽체를 합쳐 놓은 형태인 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.The method according to claim 4, wherein the support means 22 has a shape extending radially with respect to the center of the electrostatic chuck and one integrally continued support wall, and divided into a plurality of and drawing a circular trajectory, the center of the electrostatic chuck And an electrostatic chuck with a built-in temperature homogenizing means, characterized in that the supporting wall is formed in a concentric manner. 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 정위치에 고정하기 위한 정전척에 있어서,In the electrostatic chuck for fixing the wafer in place using the electrostatic force, 정전척 몸체(10)의 상단에 형성되어 있는 정전 절연막(11)의 아래쪽에 형성되며 히트 파이프 원리를 이용하여 공정 중 웨이퍼의 온도 편차 발생시 웨이퍼와 열을 주고 받으면서 웨이퍼의 온도를 균일하게 해주는 온도균일화 수단(21)을 포함하며, 상기 온도균일화 수단(21)의 상부에 위치되는 정전 절연막(11)은 정전척 몸체(10)의 상단 가장자리 부분은 물론 그 내측에 형성되는 적어도 1개 이상의 지지 수단(22)에 의해 고정되며, 상기 정전 절연막(11)을 고정시켜주는 지지 수단(22)은 가스통로(12)의 주변을 둘러싸면서 온도균일화 수단측과 가스통로측을 구획짓는 지지벽체로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.It is formed under the electrostatic insulating film 11 formed on the top of the electrostatic chuck body 10, and the temperature uniformity to uniformize the temperature of the wafer while exchanging heat with the wafer when the temperature deviation of the wafer occurs during the process using the heat pipe principle Means 21, wherein the electrostatic insulating film 11 located above the temperature equalizing means 21 has at least one supporting means formed on the inside of the upper edge of the electrostatic chuck body 10 as well as the inside thereof. It is fixed by the 22, and the support means 22 for fixing the electrostatic insulating film 11 is characterized in that it consists of a support wall for partitioning the temperature uniformity means side and the gas passage side while surrounding the periphery of the gas passage 12 An electrostatic chuck with a built-in temperature equalization means. 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 정위치에 고정하기 위한 정전척에 있어서,In the electrostatic chuck for fixing the wafer in place using the electrostatic force, 정전척 몸체(10)의 상단에 형성되어 있는 정전 절연막(11)의 아래쪽에 형성되며 히트 파이프 원리를 이용하여 공정 중 웨이퍼의 온도 편차 발생시 웨이퍼와 열을 주고 받으면서 웨이퍼의 온도를 균일하게 해주는 온도균일화 수단(21)을 포함하며, 상기 온도균일화 수단(21)의 상부에 위치되는 정전 절연막(11)은 정전척 몸체(10)의 상단 가장자리 부분은 물론 그 내측에 형성되는 적어도 1개 이상의 지지 수단(22)에 의해 고정되며, 상기 정전 절연막(11)을 고정시켜주는 지지 수단(22)은 리프트핀홀(20)의 주변을 둘러싸면서 온도균일화 수단측과 리프트핀홀측을 구획짓는 지지벽체로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.It is formed under the electrostatic insulating film 11 formed on the top of the electrostatic chuck body 10, and the temperature uniformity to uniformize the temperature of the wafer while exchanging heat with the wafer when the temperature deviation of the wafer occurs during the process using the heat pipe principle Means 21, wherein the electrostatic insulating film 11 located above the temperature equalizing means 21 has at least one supporting means formed on the inside of the upper edge of the electrostatic chuck body 10 as well as the inside thereof. It is fixed by the 22, and the support means 22 for fixing the electrostatic insulating film 11 is characterized by consisting of a support wall for partitioning the temperature homogenizing means side and the lift pin hole side while surrounding the periphery of the lift pin hole 20 An electrostatic chuck with a built-in temperature equalization means. 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 정위치에 고정하기 위한 정전척에 있어서,In the electrostatic chuck for fixing the wafer in place using the electrostatic force, 정전척 몸체(10)의 상단에 형성되어 있는 정전 절연막(11)의 아래쪽에 형성되며 히트 파이프 원리를 이용하여 공정 중 웨이퍼의 온도 편차 발생시 웨이퍼와 열을 주고 받으면서 웨이퍼의 온도를 균일하게 해주는 온도균일화 수단(21)을 포함하며, 상기 온도균일화 수단(21)의 상부에 위치되는 정전 절연막(11)은 정전척 몸체(10)의 상단 가장자리 부분은 물론 그 내측에 형성되는 적어도 1개 이상의 지지 수단(22)에 의해 고정되며, 상기 정전 절연막(11)을 고정시켜주는 지지 수단(22)은 전원공급홀(13)의 주변을 둘러싸면서 온도균일화 수단측과 전원공급홀측을 구획짓는 지지벽체로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.It is formed under the electrostatic insulating film 11 formed on the top of the electrostatic chuck body 10, and the temperature uniformity to uniformize the temperature of the wafer while exchanging heat with the wafer when the temperature deviation of the wafer occurs during the process using the heat pipe principle Means 21, wherein the electrostatic insulating film 11 located above the temperature equalizing means 21 has at least one supporting means formed on the inside of the upper edge of the electrostatic chuck body 10 as well as the inside thereof. It is fixed by the 22, and the support means 22 for fixing the electrostatic insulating film 11 is formed of a support wall that partitions the temperature equalization means side and the power supply hole side while surrounding the power supply hole (13) An electrostatic chuck with a built-in temperature homogenizing means. 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 정위치에 고정하기 위한 정전척에 있어서,In the electrostatic chuck for fixing the wafer in place using the electrostatic force, 정전척 몸체(10)의 상단에 형성되어 있는 정전 절연막(11)의 아래쪽에 형성되며 히트 파이프 원리를 이용하여 공정 중 웨이퍼의 온도 편차 발생시 웨이퍼와 열을 주고 받으면서 웨이퍼의 온도를 균일하게 해주는 온도균일화 수단(21)을 포함하며, 상기 온도균일화 수단(21)의 상부에 위치되는 정전 절연막(11)은 정전척 몸체(10)의 상단 가장자리 부분은 물론 그 내측에 형성되는 적어도 1개 이상의 지지 수단(22)에 의해 고정되며, 상기 정전 절연막(11)을 고정시켜주는 지지 수단(22)은 센서홀의 주변을 둘러싸면서 온도균일화 수단측과 센서홀측을 구획짓는 지지벽체로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.It is formed under the electrostatic insulating film 11 formed on the top of the electrostatic chuck body 10, and the temperature uniformity to uniformize the temperature of the wafer while exchanging heat with the wafer when the temperature deviation of the wafer occurs during the process using the heat pipe principle Means 21, wherein the electrostatic insulating film 11 located above the temperature equalizing means 21 has at least one supporting means formed on the inside of the upper edge of the electrostatic chuck body 10 as well as the inside thereof. 22, and the support means 22 for fixing the electrostatic insulating film 11 is a temperature homogenization means, characterized in that the support wall for partitioning the temperature uniformity means side and the sensor hole side while surrounding the periphery of the sensor hole. Built-in electrostatic chuck. 청구항 4에 있어서, 상기 정전 절연막(11)은 이 정전 절연막(11)의 저면을 고정시켜주고 있는 정전척 몸체 상단의 가장자리 부분 및 지지 수단에 브레이징 용접 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 온도균일화 수단이 내장되어 있는 정전척.The method of claim 4, wherein the electrostatic insulating film 11 is fixed to the edge portion of the upper end of the electrostatic chuck body fixing the bottom surface of the electrostatic insulating film 11 and the support means, the temperature homogenizing means characterized in that the fixing means Built-in electrostatic chuck.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060052119A (en) * 2004-10-07 2006-05-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Method and apparatus for controlling temperature of a substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH113893A (en) * 1997-06-13 1999-01-06 Orion Mach Co Ltd Temperature regulator of semiconductor substrate
KR20060052119A (en) * 2004-10-07 2006-05-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Method and apparatus for controlling temperature of a substrate

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