KR101910727B1 - 웨이퍼 지지 구조체 - Google Patents

웨이퍼 지지 구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR101910727B1
KR101910727B1 KR1020167030451A KR20167030451A KR101910727B1 KR 101910727 B1 KR101910727 B1 KR 101910727B1 KR 1020167030451 A KR1020167030451 A KR 1020167030451A KR 20167030451 A KR20167030451 A KR 20167030451A KR 101910727 B1 KR101910727 B1 KR 101910727B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
tray
plate
side electrode
base plate
Prior art date
Application number
KR1020167030451A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160138285A (ko
Inventor
히로시 다케바야시
Original Assignee
엔지케이 인슐레이터 엘티디
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 엔지케이 인슐레이터 엘티디 filed Critical 엔지케이 인슐레이터 엘티디
Publication of KR20160138285A publication Critical patent/KR20160138285A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101910727B1 publication Critical patent/KR101910727B1/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
    • H01L21/6831—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
    • 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
    • H01L21/6835—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 temporarily an auxiliary support
    • 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
    • H01L21/687—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • 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
    • H01L21/687—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate
    • 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
    • H01L21/687—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

웨이퍼 지지 구조체(10)는, 웨이퍼(W)를 배치하는 웨이퍼 배치부(14)를 복수 개 구비한 세라믹제의 트레이 플레이트(12)가 세라믹제의 베이스 플레이트(20)의 상면에 배치된 것이다. 베이스 플레이트(20)는, 베이스측 전극(22)을 내장하며, 트레이 플레이트(12)는, 트레이측 전극(18)을 내장하고 있다. 이 웨이퍼 지지 구조체(10)에서는, 웨이퍼 배치부(14)에 웨이퍼(W)를 배치한 상태로 베이스측 전극(22) 및 트레이측 전극(18)에 인가하는 전압을 조정한다. 이렇게 함으로써, 베이스 플레이트(20)와 트레이 플레이트(12)를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키며, 트레이 플레이트(12)와 웨이퍼(W)를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시킨다.

Description

웨이퍼 지지 구조체{WAFER SUPPORT STRUCTURE}
본 발명은 웨이퍼 지지 구조체에 관한 것이다.
종래부터, 웨이퍼를 배치하는 웨이퍼 배치부를 복수 개 구비한 웨이퍼 지지 구조체가 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2010-59494호 공보
그런데, 이러한 웨이퍼 지지 구조체로서, 도 8에 나타내는 것이 알려져 있다. 이 웨이퍼 지지 구조체(100)는, 웨이퍼(W)를 배치하는 웨이퍼 배치부(104)를 복수 개 구비한 반송용 Al2O3 플레이트(102)가 AlN 정전 척(110)의 상면에 배치되어 있다. 반송용 Al2O3 플레이트(102)의 이면에는, 도전재(예컨대 Ni)의 도금층(106)이 형성되어 있다. 또한, AlN 정전 척(110)에는, 정부 한쌍의 전극(112, 114)이 내장되어 있다. 각 웨이퍼 배치부(104)에 웨이퍼(W)를 배치한 상태로 전극(112, 114)에 직류 전원(DC1, DC2)의 직류 전압을 인가하면, 반송용 Al2O3 플레이트(102)의 도금층(106)과 AlN 정전 척(110) 사이에 존슨 라벡력(JR력)이 발생하여, 반송용 Al2O3 플레이트(102)는 AlN 정전 척(110)에 흡착된다. 또한, 웨이퍼 배치부(104)의 표면[웨이퍼(W)와 접촉하는 면]은 연삭면이다. 또한, AlN 정전 척(110) 중 도금층(106)과 대향하는 면에는 엠보스(도시 생략)가 형성되어 있고, 엠보스의 표면[도금층(106)과 접촉하는 면]은 경면이다.
그러나, 도 8의 웨이퍼 지지 구조체에서는, 웨이퍼(W)는 반송용 Al2O3 플레이트(102)의 웨이퍼 배치부(104)에 배치되어 있을 뿐이기 때문에, 웨이퍼(W)와 웨이퍼 배치부(104)의 표면 간의 접촉 열 저항이 크다. 그 때문에, 상부로부터 플라즈마 입열(入熱)이 있는 경우, 웨이퍼(W)의 온도가 지나치게 높아지거나, 웨이퍼(W)의 온도 분포(최고 온도와 최저 온도의 차)가 지나치게 커지거나 하는 경우가 있었다.
본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 웨이퍼가 지나치게 고온이 되거나 웨이퍼의 온도 분포가 지나치게 커지거나 하는 것을 방지하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 지지 구조체는,
웨이퍼를 배치하는 웨이퍼 배치부를 복수 개 구비한 세라믹제의 트레이 플레이트가 세라믹제의 베이스 플레이트의 상면에 배치된 웨이퍼 지지 구조체로서,
상기 베이스 플레이트는, 베이스측 전극을 내장하며,
상기 트레이 플레이트는, 트레이측 전극을 내장하고,
상기 웨이퍼 배치부에 상기 웨이퍼를 배치한 상태로 상기 베이스측 전극 및 상기 트레이측 전극에 인가하는 전압을 조정함으로써, 상기 베이스 플레이트와 상기 트레이 플레이트를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키며, 상기 트레이 플레이트와 상기 웨이퍼를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키는 것이다.
이 웨이퍼 지지 구조체에서는, 웨이퍼 배치부에 상기 웨이퍼를 배치한 상태로 상기 베이스측 전극 및 상기 트레이측 전극에 인가하는 전압을 조정함으로써, 베이스 플레이트와 트레이 플레이트 사이 및 트레이 플레이트와 웨이퍼 사이에 정전기적인 힘(흡착력)을 발생시킨다. 이에 의해, 웨이퍼와 웨이퍼 배치부 사이의 접촉 열 저항은, 웨이퍼와 웨이퍼 배치부 사이에 흡착력이 발생하지 않는 경우에 비해서 작아진다. 그 때문에, 웨이퍼가 상방으로부터 가열된 경우, 웨이퍼가 지나치게 고온이 되거나 웨이퍼의 온도 분포가 지나치게 커지거나 하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 지지 구조체에 있어서, 상기 트레이 플레이트는, 상기 베이스 플레이트와 대향하는 면에 금속층을 가지고, 상기 웨이퍼 배치부에 상기 웨이퍼를 배치한 상태로 상기 베이스측 전극 및 상기 트레이측 전극의 양방에 전압을 인가함으로써, 상기 베이스 플레이트와 상기 트레이 플레이트의 상기 금속층을 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키며, 상기 트레이 플레이트와 상기 웨이퍼를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키도록 하여도 좋다. 혹은, 상기 트레이 플레이트는, 상기 베이스 플레이트와 대향하는 면에 금속층을 갖지 않고, 상기 웨이퍼 배치부에 상기 웨이퍼를 배치한 상태로 상기 트레이측 전극에 전압을 인가함으로써, 상기 베이스 플레이트와 상기 트레이 플레이트를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키며, 상기 트레이 플레이트와 상기 웨이퍼를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키도록 하여도 좋다.
본 발명의 웨이퍼 지지 구조체에 있어서, 상기 웨이퍼 배치부 중 상기 웨이퍼와 접촉하는 면은 플랫한 경면으로 하여도 좋다. 이렇게 하면, 웨이퍼와 접촉하는 면이 연삭면인 경우와 비교하여, 웨이퍼와 웨이퍼 배치부 간의 접촉 면적이 커지기 때문에, 본 발명의 효과가 현저해진다.
본 발명의 웨이퍼 지지 구조체에 있어서, 상기 트레이 플레이트는 Al2O3제, 상기 베이스 플레이트는 AlN제여도 좋다.
본 발명의 웨이퍼 지지 구조체에 있어서, 상기 트레이측 전극은, 부극과 정극을 갖는 쌍극 구조이며, 각 웨이퍼 배치부에 있어서의 상기 부극과 상기 정극의 면적비는 0.7∼1:0.7∼1(바람직하게는 0.9∼1:0.9∼1)로 하여도 좋다. 이렇게 하면, 웨이퍼에 흡착력이 강한 곳과 약한 곳이 생기기 어려워져, 웨이퍼의 온도 분포를 보다 작게 할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(10)의 종단면도이다.
도 2는 제1 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(10)의 평면도이다.
도 3은 제2 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(30)의 종단면도이다.
도 4는 제2 실시형태의 트레이측 전극을 구성하는 부극(18a), 정극(18b)을 상방에서 보았을 때의 일례를 나타내는 투시도이다.
도 5는 제2 실시형태의 트레이측 전극을 구성하는 부극(18a), 정극(18b)을 상방에서 보았을 때의 일례를 나타내는 투시도이다.
도 6은 제2 실시형태의 트레이측 전극을 구성하는 부극(18a), 정극(18b)을 상방에서 보았을 때의 일례를 나타내는 투시도이다.
도 7은 제3 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(40)의 종단면도이다.
도 8은 종래의 웨이퍼 지지 구조체(100)의 종단면도이다.
[제1 실시형태]
본 발명의 웨이퍼 지지 구조체의 일례를 도 1 및 도 2를 이용하여 이하에 설명한다. 도 1은 제1 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(10)의 종단면도, 도 2는 웨이퍼 지지 구조체(10)의 평면도이다.
웨이퍼 지지 구조체(10)는, 플라즈마를 이용하여 CVD나 에칭 등을 행하는 웨이퍼(W)를 지지하기 위해 이용되는 것으로, 반도체 프로세스용의 챔버(도시 생략)의 내부에 부착되어 있다.
웨이퍼 지지 구조체(10)는, 웨이퍼(W)를 배치하는 웨이퍼 배치부(14)를 복수 개 구비한 세라믹제(여기서는 Al2O3제)의 트레이 플레이트(12)가 세라믹제(여기서는 AlN제)의 베이스 플레이트(20)의 상면에 배치된 것이다.
트레이 플레이트(12)는, 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 원반형의 플레이트이며, 상면에 복수의 웨이퍼 배치부(14)를 갖는다. 웨이퍼 배치부(14)는, 상방에서 본 형상이 원형인 오목부이며, 원반형의 웨이퍼(W)보다 약간 큰 사이즈로 형성되어 있다. 여기서는, 웨이퍼 배치부(14)는, 트레이 플레이트(12)를 상방에서 보았을 때에 중앙에 1개, 트레이 플레이트(12)의 동심원 상에 60°씩 6개, 합계 7개 형성되어 있다(도 2 참조). 웨이퍼 배치부(14)의 표면 즉 웨이퍼(W)와 접촉하는 면은 플랫한 경면으로 마무리되어 있다. 트레이 플레이트(12)의 이면 즉 베이스 플레이트(20)에 대향하는 면에는, 도전재(예컨대 Ni)의 도금층(16)이 형성되어 있다. 트레이 플레이트(12)는, 원반형의 트레이측 전극(18)을 내장하고 있다. 트레이측 전극(18)은, 웨이퍼 배치부(14)의 표면으로부터 0.35±0.05 ㎜의 위치에 매설되어 있다. 이 트레이측 전극(18)의 급전 핀(17)은, 베이스 플레이트(20)의 하면으로부터 베이스 플레이트(20)를 관통하여 트레이측 전극(18)에 도달한다. 급전 핀(17)의 선단은 평탄면이어도 좋고 곡면(구면)이어도 좋다.
베이스 플레이트(20)는 원반형의 플레이트이며, 베이스측 전극(22)을 내장하고 있다. 베이스측 전극(22)은 빗살 부극(22a)과 빗살 정극(22b)으로 구성되고, 서로의 빗살이 비접촉 상태를 유지하면서 교대로 들어가도록 배치되어 있다. 빗살 부극(22a)과 빗살 정극(22b)의 면적비는, 0.7∼1:0.7∼1이다. 이 베이스측 전극(22)은, 상면으로부터 1±0.5 ㎜의 위치에 매설되어 있다. 베이스 플레이트(20)의 상면 즉 트레이 플레이트(12)와 대향하는 면에는, 복수의 엠보스(도시 생략)가 형성되어 있다. 이들 엠보스의 표면[도금층(16)과 접촉하는 면]은 경면으로 마무리되어 있다. 베이스 플레이트(20)는, 하면으로부터 빗살 부극(22a)에 도달하는 급전 핀(24a)과, 하면으로부터 빗살 정극(22b)에 도달하는 급전 핀(24b)을 구비한다. 또한, 베이스 플레이트(20)에는, 절연 슬리브(26)가 상하 방향으로 관통하도록 마련되어 있다. 트레이측 전극(18)의 급전 핀(17)은, 이 절연 슬리브(26)를 삽입 관통하고 있다. 급전 핀(17)은, 절연 슬리브(26) 내에 마련된 탄성체(도시 생략)에 의해 트레이측 전극(18)에의 컨택트 하중이 200 g이 되도록 조절되어 있다. 트레이측 전극(18) 및 베이스측 전극(22)은, 인쇄에 의해 형성하여도 좋고 메쉬를 매설하여 형성하여도 좋다.
다음에, 본 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(10)의 사용예에 대해서 설명한다. 먼저, 각 웨이퍼 배치부(14)에 웨이퍼(W)를 배치한다. 그리고, 급전 핀(24a, 24b)에 각각 직류 전원(DC1, DC2)의 전압을 인가하고, 급전 핀(17)에 직류 전원(DC3)의 전압을 인가한다. 또한, 도시하지 않는 평행 평판에 고주파 전압을 인가하여 웨이퍼(W)의 상방에 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마는, 웨이퍼(W)의 접지 전극의 역할을 한다. 이에 의해, 베이스측 전극(22)과 트레이 플레이트(12)의 도금층(16) 사이에서 JR력이 발생하고, 트레이측 전극(18)과 각 웨이퍼(W) 사이에서 쿨롱력이 발생한다. 이 상태로, 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(W)에 CVD 성막을 실시하거나 에칭을 실시하거나 한다.
이상 상세하게 서술한 웨이퍼 지지 구조체(10)에 따르면, 웨이퍼(W)와 웨이퍼 배치부(14) 사이의 접촉 열 저항은, 웨이퍼(W)와 웨이퍼 배치부(14) 사이에 흡착력이 발생하지 않는 경우에 비해서 작아진다. 그 때문에, 웨이퍼(W)가 상방으로부터 가열되는 경우, 웨이퍼(W)가 지나치게 고온이 되거나 웨이퍼(W)의 온도 분포가 지나치게 커지거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼 배치부(14) 중 웨이퍼(W)와 접촉하는 면은 플랫한 경면이기 때문에, 이 면이 연삭면인 경우와 비교하여, 웨이퍼(W)와 웨이퍼 배치부(14) 간의 접촉 면적이 커져, 본 발명의 효과가 현저하게 얻어진다.
[제2 실시형태]
제2 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(30)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 트레이 플레이트(12)의 트레이측 전극의 구성을 변경한 것 이외에는, 웨이퍼 지지 구조체(10)와 동일하다. 구체적으로는, 웨이퍼 지지 구조체(30)는, 트레이 플레이트(12)에 내장된 트레이측 전극을 지그재그 형상의 부극(18a)과 정극(18b)으로 구성하고, 이들을 서로 비접촉 상태를 유지하면서 교대로 들어가도록 배치하였다. 또한, 부극(18a)에 급전 핀(17)을 접속하고, 정극(18b)에 급전 핀(19)을 접속하였다. 급전 핀(19)은 베이스 플레이트(20)를 관통하는 절연 슬리브(27)를 삽입 관통하도록 하였다. 또한, 급전 핀(17, 19)에는, 각각 직류 전원(DC3, DC4)의 전압을 인가하도록 하였다. 여기서, 트레이 플레이트(12)를 상방에서 보았을 때의 투시도를 도 4∼도 6에 나타낸다. 도 4는 2인치의 웨이퍼(W)를 트레이 플레이트(12)에 21개 배치한 예, 도 5 및 도 6은 4인치의 웨이퍼(W)를 트레이 플레이트(12)에 7개 배치한 예이다. 각 도면에 있어서, 부극(18a)을 촘촘한 메쉬, 정극(18b)을 성긴 메쉬로 나타내었다. 부극(18a)과 정극(18b) 사이의 간격은, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예컨대 2 ㎜∼6 ㎜로 하면 좋다. 또한, 트레이측 전극(18)의 전극단(외주단)과 트레이 플레이트(12) 사이의 거리도 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예컨대 1 ㎜∼4 ㎜로 하는 것이 바람직하다. 도 4∼도 6 모두, 하나의 웨이퍼(W)를 보았을 때에 부극(18a)과 정극(18b)의 면적비가 0.7∼1:0.7∼1(도 4∼도 6에서는 1:1)이 되도록 설정하였다. 이 웨이퍼 지지 구조체(30)를 사용하는 데 있어서는, 먼저, 각 웨이퍼 배치부(14)에 웨이퍼(W)를 배치한다. 그리고, 급전 핀(24a, 24b)에 각각 직류 전원(DC1, DC2)의 전압을 인가하고, 급전 핀(17, 19)에 직류 전원(DC3, DC4)의 전압을 인가한다. 또한, 도시하지 않는 평행 평판에 고주파 전압을 인가하여 웨이퍼(W)의 상방에 플라즈마를 발생시킨다. 이에 의해, 베이스측 전극(22)과 트레이 플레이트(12)의 도금층(16) 사이에서 JR력이 발생하고, 트레이측 전극[부극(18a)과 정극(18b)]과 각 웨이퍼(W) 사이에서 쿨롱력이 발생한다. 따라서, 웨이퍼 지지 구조체(10)와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 하나의 웨이퍼(W)를 보았을 때에 부극(18a)과 정극(18b)의 면적비가 0.7∼1:0.7∼1이 되도록 하였기 때문에, 각 웨이퍼(W)는 흡착력이 강한 곳과 약한 곳이 생기기 어려워져, 웨이퍼(W)의 온도 분포를 작게 할 수 있다.
[제3 실시형태]
제3 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(40)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 트레이 플레이트(12)의 도금층(16)을 형성하지 않은 것, 베이스 플레이트(20)의 베이스측 전극의 구성을 변경한 것 이외에는, 웨이퍼 지지 구조체(10)와 동일하다. 구체적으로는, 웨이퍼 지지 구조체(40)는, 트레이 플레이트(12)의 하면에 도금층(16)을 형성하지 않고 직접 베이스 플레이트(20)에 배치하였다. 또한, 베이스 플레이트(20)의 베이스측 전극(42)은 1장의 원반형 전극으로 하고, 이것을 어스 핀(42a)으로 접지하였다. 베이스측 전극(42)은, 상면으로부터 0.5±3 ㎜에 배치하였다. 또한, 트레이측 전극(18)은, 웨이퍼 배치면(14)의 표면 및 트레이 플레이트(12)의 하면으로부터 0.35±0.05 ㎜에 배치하였다. 이 웨이퍼 지지 구조체(40)를 사용하는 데 있어서는, 먼저, 각 웨이퍼 배치부(14)에 웨이퍼(W)를 배치한다. 그리고, 급전 핀(17)에 각각 직류 전원(DC1)의 전압을 인가한다. 또한, 도시하지 않는 평행 평판에 고주파 전압을 인가하여 웨이퍼(W)의 상방에 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마는, 웨이퍼(W)의 접지 전극의 역할을 한다. 이에 의해, 베이스측 전극(42)과 트레이측 전극(18) 사이에서 쿨롱력이 발생하고, 트레이측 전극(18)과 각 웨이퍼(W) 사이에서 쿨롱력이 발생한다. 따라서, 웨이퍼 지지 구조체(10)와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 트레이 플레이트(12)의 사용 온도에 있어서의 체적 저항률은, 1×1015 Ω㎝ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 조금도 한정되는 일은 없으며, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러 가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
실시예
제1∼제3 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(10, 30, 40) 및 종래의 웨이퍼 지지 구조체(100)에 대해서, 플라즈마 입열을 발생시켰을 때의 웨이퍼(W)의 온도 및 온도 분포를 측정하였다.
웨이퍼 지지 구조체(10)는, 직류 전원(DC1, DC2, DC3)에 각각 -500 V, +500 V, -2.5 ㎸를 인가하였다. 웨이퍼 지지 구조체(30)는, 직류 전원(DC1, DC2, DC3, DC4)에 각각 -500 V, +500 V, -2.5 ㎸, +2.5 ㎸를 인가하였다. 웨이퍼 지지 구조체(40)는, 직류 전원(DC1)에 -2.5 ㎸를 인가하였다. 웨이퍼 지지 구조체(100)는, 직류 전원(DC1, DC2)에 각각 -500 V, +500 V를 인가하였다. 이와 같이 전압을 인가한 상태로, 각 웨이퍼 지지 구조체(10, 30, 40, 100)에 대해서, 플라즈마 입열을 1 ㎾로 설정하고, 베이스 플레이트(20)의 온도를 40℃가 되도록 제어하였다. 또한, 베이스 플레이트(20)의 하면에는 알루미늄 냉각판을 부착하고, 알루미늄 냉각판의 내부에는 냉각액을 순환시켰다. 그리고, 트레이 플레이트(12)의 웨이퍼 배치부(14)에 설치한 7개의 웨이퍼(W)의 온도의 평균값과, 각 웨이퍼(W)의 온도 분포(최고 온도와 최저 온도의 차) 중 최대값을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 제1∼제3 실시형태의 웨이퍼 지지 구조체(10, 30, 40)는, 종래의 웨이퍼 지지 구조체(100)에 비해서, 웨이퍼(W)의 온도를 저감할 수 있고, 또한, 웨이퍼(W)의 온도 분포를 작게 억제할 수 있었다.
Figure 112016105787908-pct00001
본 출원은 2015년 1월 20일에 출원된 미국 가출원 제62/105371호를 우선권 주장의 기초로 하고 있으며, 인용에 의해 그 내용의 전부가 본 명세서에 포함된다.
또한, 전술한 실시예는 본 발명을 조금도 한정하는 것이 아닌 것은 물론이다.
본 발명은 웨이퍼에 성막이나 에칭 등을 행하는 웨이퍼 처리 장치에 이용 가능하다.
10 웨이퍼 지지 구조체, 12 트레이 플레이트, 14 웨이퍼 배치부, 16 도금층, 17 급전 핀, 18 트레이측 전극, 18a 부극, 18b 정극, 19 급전 핀, 20 베이스 플레이트, 22 베이스측 전극, 22a 빗살 부극, 22b 빗살 정극, 24a 급전 핀, 24b 급전 핀, 26 절연 슬리브, 27 절연 슬리프, 30 웨이퍼 지지 구조체, 40 웨이퍼 지지 구조체, 42 베이스측 전극, 42a 어스 핀, 100 웨이퍼 지지 구조체, 102 반송용 Al2O3 플레이트, 104 웨이퍼 배치부, 106 도금층, 110 AlN 정전 척, 112, 114 전극.

Claims (8)

  1. 웨이퍼를 배치하는 웨이퍼 배치부를 복수 개 구비한 세라믹제의 트레이 플레이트가 세라믹제의 베이스 플레이트의 상면에 배치된 웨이퍼 지지 구조체에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는, 베이스측 전극을 내장하며,
    상기 트레이 플레이트는, 트레이측 전극을 내장하고,
    상기 웨이퍼 배치부에 상기 웨이퍼를 배치한 상태로 상기 베이스측 전극 및 상기 트레이측 전극에 인가하는 전압을 조정함으로써, 상기 베이스 플레이트와 상기 트레이 플레이트를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키며, 상기 트레이 플레이트와 상기 웨이퍼를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키고,
    상기 트레이측 전극은, 부극과 정극을 갖는 쌍극 구조이며, 상기 트레이 플레이트를 위쪽에서 보았을 때, 상기 부극은 각 웨이퍼 배치부와 중복되고, 상기 정극은 상기 부극과는 별도로 각 웨이퍼 배치부와 중복되어 있는 것인 웨이퍼 지지 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트레이 플레이트는, 상기 베이스 플레이트와 대향하는 면에 금속층을 가지고,
    상기 웨이퍼 배치부에 상기 웨이퍼를 배치한 상태로 상기 베이스측 전극 및 상기 트레이측 전극의 양방에 전압을 인가함으로써, 상기 베이스 플레이트와 상기 트레이 플레이트의 상기 금속층을 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키며, 상기 트레이 플레이트와 상기 웨이퍼를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키는 것인 웨이퍼 지지 구조체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 트레이 플레이트는, 상기 베이스 플레이트와 대향하는 면에 금속층을 갖지 않고,
    상기 웨이퍼 배치부에 상기 웨이퍼를 배치한 상태로 상기 트레이측 전극에 전압을 인가함으로써, 상기 베이스 플레이트와 상기 트레이 플레이트를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키며, 상기 트레이 플레이트와 상기 웨이퍼를 서로 끌어당기는 정전기적인 힘을 발생시키는 것인 웨이퍼 지지 구조체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레이측 전극은, 상기 웨이퍼 배치부의 표면으로부터 0.35±0.05 ㎜의 위치에 매설되어 있는 것인 웨이퍼 지지 구조체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스측 전극은, 상기 베이스 플레이트의 상면으로부터 1±0.5 ㎜의 위치에 매설되어 있는 것인 웨이퍼 지지 구조체.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트에는, 상기 베이스 플레이트를 관통하는 절연 슬리브가 마련되어 있고, 상기 트레이측 전극은 상기 절연 슬리브를 삽입 관통하는 급전 핀에 의해 급전되는 것인 웨이퍼 지지 구조체.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레이 플레이트는 Al2O3제이며,
    상기 베이스 플레이트는 AlN제인 것인 웨이퍼 지지 구조체.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각 웨이퍼 배치부에 있어서의 상기 부극과 상기 정극의 면적비는 0.7∼1:0.7∼1인 것인 웨이퍼 지지 구조체.
KR1020167030451A 2015-01-20 2016-01-13 웨이퍼 지지 구조체 KR101910727B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562105371P 2015-01-20 2015-01-20
US62/105,371 2015-01-20
PCT/JP2016/050817 WO2016117427A1 (ja) 2015-01-20 2016-01-13 ウエハ支持構造体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160138285A KR20160138285A (ko) 2016-12-02
KR101910727B1 true KR101910727B1 (ko) 2018-10-22

Family

ID=56416974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167030451A KR101910727B1 (ko) 2015-01-20 2016-01-13 웨이퍼 지지 구조체

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10332774B2 (ko)
JP (1) JP6010720B1 (ko)
KR (1) KR101910727B1 (ko)
CN (1) CN106233450B (ko)
TW (1) TWI584407B (ko)
WO (1) WO2016117427A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6714562B2 (ja) * 2017-09-20 2020-06-24 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003124298A (ja) * 2001-10-17 2003-04-25 Anelva Corp プラズマ支援ウェハー処理反応容器の二重静電チャックウェハーステージ

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4256503B2 (ja) 1997-10-30 2009-04-22 東京エレクトロン株式会社 真空処理装置
WO2000026960A1 (fr) 1998-10-29 2000-05-11 Tokyo Electron Limited Dispositif de traitement sous vide
JP4346877B2 (ja) * 2002-08-29 2009-10-21 東京エレクトロン株式会社 静電吸着装置および処理装置
JP4482472B2 (ja) * 2005-03-24 2010-06-16 日本碍子株式会社 静電チャック及びその製造方法
KR100663749B1 (ko) 2005-04-28 2007-01-03 에피밸리 주식회사 발광소자 기판용 서셉터
US8961691B2 (en) 2008-09-04 2015-02-24 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus, film deposition method, computer readable storage medium for storing a program causing the apparatus to perform the method
JP5173684B2 (ja) 2008-09-04 2013-04-03 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法、並びにこの成膜方法を成膜装置に実施させるプログラム及びこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体
WO2010095540A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 株式会社アルバック ウェハ搬送用トレイ及びこのトレイ上にウェハを固定する方法
TW201118977A (en) * 2009-03-26 2011-06-01 Panasonic Corp Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2011114178A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Samco Inc プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2011151996A1 (ja) * 2010-06-01 2011-12-08 パナソニック株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN103843128B (zh) * 2011-09-30 2017-11-21 应用材料公司 静电夹具
US9494875B2 (en) * 2011-10-06 2016-11-15 Asml Netherlands B.V. Chuck, a chuck control system, a lithography apparatus and a method of using a chuck
US8988848B2 (en) 2011-12-15 2015-03-24 Applied Materials, Inc. Extended and independent RF powered cathode substrate for extreme edge tunability
JP6377975B2 (ja) * 2014-06-23 2018-08-22 新光電気工業株式会社 基板固定装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003124298A (ja) * 2001-10-17 2003-04-25 Anelva Corp プラズマ支援ウェハー処理反応容器の二重静電チャックウェハーステージ

Also Published As

Publication number Publication date
US10332774B2 (en) 2019-06-25
TWI584407B (zh) 2017-05-21
CN106233450A (zh) 2016-12-14
CN106233450B (zh) 2018-12-28
JP6010720B1 (ja) 2016-10-19
WO2016117427A1 (ja) 2016-07-28
JPWO2016117427A1 (ja) 2017-04-27
KR20160138285A (ko) 2016-12-02
TW201639071A (zh) 2016-11-01
US20170047239A1 (en) 2017-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9984912B2 (en) Locally heated multi-zone substrate support
US9837297B2 (en) Tray and wafer holding apparatus
JP4059349B2 (ja) 多層型の静電チャック及びその製造方法
JP2001035907A (ja) 吸着装置
US5886866A (en) Electrostatic chuck having a combination electrode structure for substrate chucking, heating and biasing
US20080037196A1 (en) Electrostatic chuck
US9202675B2 (en) Plasma processing apparatus and electrode for same
US20170170047A1 (en) Plasma treatment device and wafer transfer tray
JP2006179895A (ja) 吸着方法
US20100271745A1 (en) Electrostatic chuck and base for plasma reactor having improved wafer etch rate
KR101910727B1 (ko) 웨이퍼 지지 구조체
JP2019502017A (ja) 真空堆積処理において基板を保持するための装置、基板上に層を堆積するためのシステム、及び基板を保持するための方法
US10943809B2 (en) Electrostatic chuck including ceramic dielectric substrate
US20180096868A1 (en) Ceramic heater
JPH10223742A (ja) 静電チャック
JPH10189697A (ja) 静電チャック装置
JP2017212332A (ja) 電極内蔵型載置台構造
US11302560B2 (en) Electrostatic chuck
KR101319765B1 (ko) 미세전극 구조의 정전 척
JP2006054445A (ja) 吸着装置
CN114709158A (zh) 静电吸盘和基板固定装置
KR20070096556A (ko) 정전척 전압공급장치 및 그 방법
JPH10233435A (ja) 静電チャック
KR20110027933A (ko) 비전도성 기판의 재치대 및 비전도성 기판의 재치방법

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