KR102019854B1 - 정전 척 리페어 방법 - Google Patents
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Abstract
정전 척 리페어 방법에 관한 기술이다. 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 척 리페어 방법은, 제 1 플레이트, 전극 및 제 2 플레이트가 순차적으로 적층되어 구성되는 정전 척 구조체를 제공한다. 상기 제 2 플레이트의 일부를 제거하여, 상기 전극을 노출시킨다. 이후, 교체 전극을 구비한 교체 플레이트를, 상기 교체 전극과 상기 전극이 전기적으로 연결되도록, 상기 정전 척 구조체에 합착한다.
Description
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정전 척 리페어 방법에 관한 것이다.
반도체 소자나 평판 표시 장치를 제조하기 위해서, 진공 챔버내의 기판 지지대 상에 반도체 기판(반도체 웨이퍼)을 흡착 지지한 상태로, 다양한 공정을 수행하고 있다.
기판 지지대의 일 예로 정전 척(Electrostatic Chuck; ESC)이 있다. 정전 척은 정전기력을 이용하여 챔버 내의 전극에 기판을 지지한다.
일반적으로, 정전 척은 베이스(base) 및 베이스 상에 결합되는 플레이트(plate)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 플레이트는 상기 베이스 상부에 배치되는 하부 플레이트, 하부 플레이트 상에 결합되는 상부 플레이트, 및 상, 하부 플레이트 사이에 개재되는 전극을 포함할 수 있다. 상기 전극은 정전기를 발생시켜 처리 대상물과 상기 전극간의 간격을 일정하게 유지하고, 처리 대상물(예컨대, 웨이퍼)을 수평 상태로 고정시켜, 처리 대상물상에 소정의 공정이 처리되도록 한다.
그런데, 상부 플레이트 상에는 처리 대상물이 안착되며, 처리 대상물에 대한 공정이 반복됨에 따라, 상부 플레이트에 예를 들어 고주파 플라즈마 등과 같은 외력이 지속적으로 가해져 손상이 일어날 수 있다. 또한 다양한 원인에 의해 상부 플레이트 표면에 스크래치 또는 크랙이 발생될 수 있다.
이와 같이 상부 플레이트에 손상이 발생되는 경우, 정전 척은 폐기 처리되고 있으며, 이로 인해 제조 단가가 상승되는 문제점이 있다.
현재는 제조 단가 상승을 감소시키고자, 비교적 고가인 히터를 내장하는 하부 플레이트만을 남기고, 전극 및 상부 플레이트만을 교체하는 방법이 제안되었다. 하지만, 전극 및 상부 플레이트의 교체로 인해, 정전 척의 제조 공정 환경이 변화되는 문제점이 발생되고 있다.
본 발명은 리페어 공정 이후에도 본래의 공정 환경을 유지할 수 있는 정전 척의 리페어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전 척 리페어 방법은 다음과 같다.
먼저, 제 1 플레이트, 전극 및 제 2 플레이트가 순차적으로 적층되어 구성되는 정전 척 구조체를 제공한다. 상기 제 2 플레이트의 일부를 제거하여, 상기 전극을 노출시킨다. 이후, 교체 전극을 구비한 교체 플레이트를, 상기 교체 전극과 상기 전극이 전기적으로 연결되도록, 상기 정전 척 구조체에 합착한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 척 리페어 방법은 다음과 같다.
먼저, 돌출부를 구비한 제 1 플레이트, 상기 제 1 플레이트의 돌출부상에 위치되는 전극, 및 상기 돌출부의 상부 및 측부를 커버하도록 형성되는 제 2 플레이트를 포함하는 정전 척 구조체를 제공한다. 상기 전극 표면이 노출되도록 상기 정전 척 구조체의 상기 제 2 플레이트를 연마한 후, 노출된 상기 전극 상부에 제 1 교체 전극을 형성한다. 상기 제 1 교체 전극과 대향하는 면에, 제 2 교체 전극을 포함하는 교체 플레이트를 대향, 배치시킨다. 그 후, 상기 제 1 교체 전극과 상기 제 2 교체 전극 사이에 도전성 스페이서를 포함하는 접착층을 개재하여, 상기 정전 척 구조체와 상기 교체 플레이트를 합착시킨다.
정전 척 표면 손상으로 인해, 처리 대상물이 안치되는 제 2 플레이트를 제거 및 리페어 해야 하는 경우, 원래의 전극이 잔류될 수 있도록 제 2 플레이트의 일부만을 제거한 상태에서, 교체 플레이트를 부착하여, 리페어 공정을 수행한다. 이에 따라, 정전 척이 리페어 되더라도, 이전의 전극이 잔류하기 때문에, 이전 공정 중에 인가되었던 DC 파워 또는 RF 파워 등의 공정 조건을 동일하게 유지할 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 척 리페어 방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 척 리페어 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 척 리페어 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 척 리페어 방법을 설명하기 위한 각 공정 별 단면도이다.
도 1을 참조하면, 정전척 구조체는 제 1 플레이트(110), 제 2 플레이트(120) 및 전극(130)을 포함할 수 있다. 제 1 플레이트(110) 상부에 제 2 플레이트(120)가 부착될 수 있다. 제 2 플레이트(120)와 제 1 플레이트(110) 사이에 전극(130)이 개재될 수 있다.
상기 제 1 플레이트(110)는 상기 전극(130)이 놓여지는 부분이 상부를 향해 돌출되어 있다. 이에 따라, 제 1 플레이트(110)는 실질적으로 철(凸)자 형태로 구성될 수 있다. 돌출부를 포함하는 제 1 플레이트(110)는 제 1 폭(w1)을 가질 수 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 제 1 플레이트(110) 내부에 히터와 같은 온도 조절 부재가 더 형성될 수 있다.
제 2 플레이트(120)는 상기 전극(130)의 위치되는 돌출부의 상부 및 측부를 커버하는 형태로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제 2 플레이트(120)는 캡 형태, 혹은 역 요(凹)자 형태로 구성될 수 있다. 이와 같은 제 2 플레이트(120)는 상기 제 1 폭(w1)보다는 좁은 제 2 폭(w2)을 가질 수 있다.
이와 같은 제 1 및 제 2 플레이트(110,120)는 세라믹 물질로 된 유전체일 수 있으며, 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
전극(130)은 저온 소성, 고온 소성, 에칭, 도금 및 스퍼터 방식 중 선택되는 적어도 하나의 방식을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극(130)은 알루미늄을 포함할 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 제 1 플레이트(110)와 제 2 플레이트(120)는 접착제(도시되지 않음)에 의해 부착될 수 있다. 일반적으로 접착제는 산화 실리콘 접착제, 열 경화성 실리콘, 에폭시 또는 접합용 글래스를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 플레이트(110)의 하부에는 반도체 제조 장치의 챔버 베이스(도시되지 않음)가 위치될 수 있으며, 제 2 플레이트(120)의 상부에 웨이퍼와 같은 처리 대상물이 놓여질 수 있다. 상기 처리 대상물이 배치되는 제 2 플레이트(120)의 표면은 상술한 바와 같이 지속적인 처리 공정에 의해 손상이 발생될 수 있다. 여기서, 제 1 플레이트(110)는 하부 플레이트로 불려질 수 있고, 제 2 플레이트(120)는 상부 플레이트로 불려질 수 있다.
도 2를 참조하면, 제 2 플레이트(120)의 손상된 표면이 연마될 수 있다. 제 2 플레이트(120)는 전극(130) 표면이 노출될 때까지 연마될 수 있다. 이에 따라, 제 2 플레이트(120)는 전극(130)의 측벽면에 위치될 수 있다. 도면 부호 120a는 잔류하는 제 2 플레이트를 지시한다.
도 3을 참조하면, 전극(130) 상부에 제 1 교체 전극(140)을 형성한다. 제 1 교체 전극(140)은 도전층을 도포하는 단계 및 상기 도전층을 패터닝하는 단계로 구성될 수 있다. 상기 제 1 교체 전극(140) 역시, 전극(130)의 제조 방식과 동일한 방식으로 형성될 수 있다. 제 1 교체 전극(140)은 상기 전극(130) 상부에 형성되어, 상기 제 1 플레이트(110) 상의 전극(130)과 전기적으로 도통될 수 있다. 또한, 제 1 교체 전극(140)의 형성으로, 제 2 플레이트(120)의 연마 공정시, 상기 전극의 손상을 보상할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교체 플레이트를 보여주는 단면도이다.
교체 플레이트(200)는 세라믹층(210) 및 상기 세라믹층(210)의 제 1 표면에 형성되는 제 2 교체 전극(220)을 포함한다. 세라믹층(210)은 예를 들어, 상기 제 2 폭(w2)과 실질적으로 동일할 수 있고, 제 2 교체 전극(220)의 상기 제 1 교체 전극(140)의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 5를 참조하면, 교체 플레이트(200)를 제 1 플레이트(110) 상부에 부착한다. 본 실시예의 교체 플레이트(200)는 제 2 교체 전극(220)과 제 1 교체 전극(140)이 마주하도록 제 1 플레이트(110) 상에 부착될 수 있다. 이때, 교체 플레이트(200)는 상술한 바와 같이, 초기 제 2 플레이트(120) 폭과 동일한 제 2 폭(w2)을 갖도록 형성되었기 때문에, 잔류하는 제 2 플레이트(120a) 및 제 1 교체 전극(140)과 실질적으로 대응되도록 형성될 수 있다.
이때, 교체 플레이트(200)와 제 1 및 제 2 플레이트(110,120a)는 도전 스페이서(260)를 포함하는 접착제(250)를 이용하여 열합착될 수 있다. 상기 접착제(250)는 예를 들어, 산화 실리콘 접착제, 열 경화성 실리콘, 에폭시 또는 접합용 글래스를 포함할 수 있다. 또한, 상기 접착제(250)내에 포함되는 도전 스페이서(260)는 제 1 교체 전극(140)과 제 2 교체 전극(150)을 전기적으로 연결할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 정전 척 표면 손상으로 인해, 처리 대상물이 안치되는 제 2 플레이트(120)를 제거 및 리페어 해야 하는 경우, 원래의 전극(130)이 잔류될 수 있도록 제 2 플레이트(120)의 일부만을 제거한 상태에서, 교체 플레이트를 부착하여, 리페어 공정을 수행한다. 이에 따라, 정전 척이 리페어되더라도, 이전의 전극(130)이 잔류하기 때문에, 이전 공정 중에 인가되었던 DC 파워 또는 RF 파워 등의 공정 조건을 동일하게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기 전극(130) 상부에 제 1 교체 전극(140)을 추가로 형성하고, 제 1 교체 전극(140)과 교체 플레이트(200)의 제 2 교체 전극(210)이 전기적으로 연결되도록 리페어 공정을 수행하였다. 하지만, 여기에 한정하지 않고, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 교체 전극(140)의 형성을 생략하고, 상기 전극(130)과 상기 제 2 교체 전극(220)이 도전 스페이서(260)에 의해 직접 연결되도록 구성할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
110 : 제 1 플레이트 120 : 제 2 플레이트
130: 전극 140 : 제 1 교체전극
200: 교체 플레이트 210 : 세라믹층
220 : 제 2 교체 전극 250 : 접착층
260 : 도전 스페이서
130: 전극 140 : 제 1 교체전극
200: 교체 플레이트 210 : 세라믹층
220 : 제 2 교체 전극 250 : 접착층
260 : 도전 스페이서
Claims (6)
- 제 1 플레이트, 전극 및 제 2 플레이트가 순차적으로 적층되어 구성되는 정전 척 구조체를 제공하는 단계;
상기 제 2 플레이트의 일부를 제거하여, 상기 전극을 노출시키는 단계; 및
교체 전극을 구비한 교체 플레이트를 준비하여, 상기 교체 전극과 노출된 상기 전극이 전기적으로 연결되도록, 상기 정전 척 구조체 상에 상기 교체 플레이트를 합착시키는 단계를 포함하며,
상기 교체 플레이트와 상기 정전 척 구조체를 합착하는 단계는,
상기 노출된 전극과 상기 교체 전극 사이의 공간에 도전성 스페이서를 포함하는 접착층을 개재한 후, 열합착하는 단계를 포함하고,
상기 교체 전극은 상기 제 2 플레이트의 적어도 일부분에 상기 노출된 전극과 마주하도록 형성되는 정전 척 리페어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극을 노출시키는 단계와, 상기 교체 플레이트를 상기 정전 척 구조체에 합착시키는 단계 사이에, 상기 전극 상부에 제 1 교체 전극을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 합착 단계시, 상기 교체 플레이트의 상기 교체 전극과 상기 제 1 교체 전극이 전기적으로 연결되도록 합착하는 정전 척 리페어 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 플레이트는 상기 전극이 안치되는 돌출부를 포함하고,
상기 제 2 플레이트는 상기 전극의 상부 및 상기 제 1 플레이트의 돌출부를 커버하도록 형성되는 정전 척 리페어 방법. - 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 전극을 노출시키는 단계는,
상기 전극이 노출될 때까지 상기 제 2 플레이트를 연마하는 단계를 포함하는 정전 척 리페어 방법. - 돌출부를 구비한 제 1 플레이트, 상기 제 1 플레이트의 돌출부상에 위치되는 전극, 및 상기 돌출부의 상부 및 측부를 커버하도록 형성되는 제 2 플레이트를 포함하는 정전 척 구조체를 제공하는 단계;
상기 전극 표면이 노출되도록 상기 정전 척 구조체의 상기 제 2 플레이트를 연마하는 단계;
노출된 상기 전극 상부에 제 1 교체 전극을 형성하는 단계;
상기 제 1 교체 전극과 대향하는 면에, 제 2 교체 전극을 포함하는 교체 플레이트를 대향시키는 단계; 및
상기 제 1 교체 전극과 상기 제 2 교체 전극 사이에 도전성 스페이서를 포함하는 접착층을 개재하여, 상기 정전 척 구조체와 상기 교체 플레이트를 합착시키는 단계를 포함하는 정전 척 리페어 방법.
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