KR102073799B1 - 정전 척 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

정전 척 및 플라즈마 처리 장치 Download PDF

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히데카즈 요코오
츠요시 아이하라
마사루 키타가와
아키라 와타나베
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가부시키가이샤 알박
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Abstract

정전 척(13)은 표면(41S)을 갖는 판 형상을 가지는 트레이 지지부(41a)와, 표면(41S)으로부터 돌출되는 기판 지지부(41b)를 구비하는 유전체층(41)과, 기판 지지부(41b)의 내부에 위치하고, 기판을 기판 지지부(41b)에 흡착하기 위한 기판용 전극(42)과, 트레이 지지부(41a)의 내부에 위치하고, 기판이 탑재되는 트레이를 트레이 지지부(41a)에 흡착하기 위한 트레이용 전극(43)을 구비한다.

Description

정전 척 및 플라즈마 처리 장치
본 발명은 기판을 정전적으로 흡착하는 정전 척 및 정전 척을 포함하고, 처리 대상에 소정의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
복수의 기판들을 한 번에 흡착하는 것이 가능한 정전 척을 구비한 식각 장치가 알려져 있다. 정전 척은 유도체층과 복수의 전극들을 구비한다. 유전체층은 판 형상을 갖는 트레이 지지부와 트레이 지지부의 하나의 면에서 돌출된 복수의 기판 지지부들을 구비하며, 각 기판 지지부는 1매의 기판을 지지한다. 전극들은 각 기판 지지부의 내부에 하나씩 위치한다.
정전 척에 지지되는 복수의 기판들은 하나의 트레이에 실린 상태로 정전 척까지 반송된다. 트레이는 정전 척이 흡착할 수 있는 기판의 숫자와 같은 숫자의 관통공을 가지며, 각 기판은 하나의 관통공을 막도록 트레이에 배치된다.
트레이가 정전 척 위에 배치될 때, 유전체층의 각 기판 지지부가 하나의 관통공을 통과한다. 이로 인해, 트레이에서 기판 지지부로 기판이 수수되며, 트레이는 트레이 지지부에 지지된다.
그리고, 정전 척이 수용되는 공간 내에 플라즈마가 생성되고 전극에 전압이 인가됨으로써, 정전 척이 기판을 흡착하며, 기판이 식각된다. 기판의 식각이 종료되면 트레이가 트레이 지지부로부터 떨어짐으로써, 기판이 정전 척에서 트레이로 수수된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
[특허문헌]
특허 문헌 1 : 일본 공개특허 공보 특개2011-3913호
그런데, 복수의 기판들과 함께 트레이도 플라즈마에 노출되기 때문에, 트레이가 플라즈마에 의해 가열된다. 이로 인해, 트레이로부터의 복사열에 의해 기판이 가열된다. 기판에서의 식각 결과는 복사열에 의한 기판의 가열에 의해 영향을 받는 경우가 있다. 이에 따라, 트레이의 가열을 억제하는 것이 요구되고 있다.
이러한 사정은 식각 장치에 한정되지 않고, 상술한 정전 척을 구비하는 화학 기상 증착(CVD) 장치 및 스퍼터 장치 등의 플라즈마 처리 장치에서도 공통되고 있다.
본 발명은 트레이의 가열을 억제하는 것을 가능하게 하는 정전 척 및 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는 정전 척이다. 정전 척은 표면을 갖는 판 형상을 가지는 트레이 지지부와, 상기 표면으로부터 돌출되는 기판 지지부를 구비하는 유전체층과, 상기 기판 지지부의 내부에 위치하고, 기판을 상기 기판 지지부에 흡착하기 위한 기판용 전극과, 상기 트레이 지지부의 내부에 위치하고, 상기 기판이 탑재되는 트레이를 상기 트레이 지지부에 흡착하기 위한 트레이용 전극을 구비한다.
본 발명의 다른 양태는 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치는 정전 척과 상기 정전 척이 수용되는 공간을 구획하는 챔버를 구비하는 플라즈마 처리 장치로서, 여기서의 정전 척은 상술한 정전 척이다.
상술한 구성에 의하면, 정전 척은 처리의 대상인 기판에 추가하여 기판이 탑재되는 트레이도 흡착한다. 이에 따라, 트레이가 플라즈마에 노출될 때에는 트레이와 정전 척이 접합한 물체, 다시 말하면 트레이에 의한 열용량과 정전 척의 열용량을 합한 열용량을 가진 물체가 플라즈마에 노출된다. 한편, 트레이가 정전 척에 흡착되지 않은 상태에서 플라즈마에 노출되었을 때에는 트레이는 트레이 단체에 의한 열용량밖에 갖지 않는다. 이에 따라, 상술한 구성에 의하면 트레이를 흡착하지 않는 구성과 비교하여 정전 척이 갖는 열용량분만큼 트레이 단체에서의 열용량보다도 큰 열용량을 가진 물체가 플라즈마에 노출되기 때문에, 이러한 물체에 포함되는 트레이의 가열을 억제할 수 있다.
상기 정전 척에 있어서, 상기 트레이용 전극은 상기 유전체층의 두께 방향에서 상기 기판용 전극에 겹치지 않아도 된다.
정전 척은 플라즈마 처리장치의 일 예인 플라즈마 식각 장치에 탑재되는 정전 척으로 이용되는 것이 가능하다. 정전 척이 식각 장치에 탑재되었을 때에는 정전 척이 구비하는 기판용 전극을 기판에 바이어스 전위를 인가하기 위한 전극으로 이용하는 것이 가능하다.
상술한 구성에 의하면, 기판용 전극에 바이어스 전위를 인가하기 위한 고주파 전력이 공급되었을 때에 기판용 전극과 트레이용 전극이 커플링하는 것, 즉 기판용 전극에서 트레이용 전극으로 고주파 전력이 공급되는 것을 억제할 수 있다.
상기 정전 척에 있어서, 상기 트레이 지지부는 상기 트레이를 냉각하기 위한 냉각 가스가 흐르는 냉각 가스 유로로서, 상기 표면 중에서 상기 기판 지지부에 의해 덮이지 않은 부분에 위치하는 복수의 개구들을 가진 상기 냉각 가스 유로를 가져도 된다. 상기 정전 척은 상기 표면 중에서 상기 기판 지지부에 의해 덮이지 않은 부분을 덮음으로써 상기 복수의 개구들을 막고, 상기 냉각 가스에 의해 냉각됨으로써 상기 트레이를 냉각하도록 구성되는 봉입층을 추가적으로 구비할 수 있다.
상술한 구성에 의하면, 냉각 가스가 정전 척과 트레이 사이에서 누출되는 것을 봉입층에 의해 억제하면서 봉입층을 개재하여 트레이를 냉각할 수 있다.
상술한 처리 장치에 있어서, 상기 기판 지지부는 복수의 기판 지지부들 중의 하나이고, 상기 기판용 전극은 복수의 기판용 전극들 중의 하나이며, 상기 복수의 기판용 전극들은 서로 병렬로 접속되어 병렬 회로를 구성하고 있다. 상기 각 기판용 전극에 각각 별개로 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원으로서, 400kHz 이상 4MHz 이하의 고주파 전력을 상기 각 기판용 전극에 공급하는 상기 고주파 전원을 추가적으로 구비한다.
본 발명자들은 복수의 기판용 전극들에 공급하는 고주파 전력에 대하여 예의 연구하는 중에 이하의 사항을 발견하였다. 즉, 본 발명자들은 복수의 기판용 전극들의 각각에 공급하는 고주파 전력의 주파수가 400kHz 이상 4MHz 이하이면, 이러한 범위를 초과한 주파수를 가진 고주파 전력을 각 기판용 전극에 공급할 때와 비교하여 플라즈마에 노출된 복수의 기판들 사이에서 온도의 분포가 쉽게 생기지 않음을 발견하였다.
이러한 관점에서, 상술한 구성에 의하면, 플라즈마 처리 장치가 400kHz 이상 4MHz 이하의 고주파 전력을 각 기판용 전극에 공급하는 고주파 전원을 구비하기 때문에, 복수의 기판들 사이에서 온도의 분포가 생기는 것이 억제된다.
상술한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 트레이용 전극은 상기 트레이용 전극에 직류 전압을 인가시키며, 상기 트레이용 전극에 고주파 전력이 전파되는 것을 억제하는 억제부와 직렬로 접속되어 직렬 트레이 회로를 구성하고, 상기 직렬 트레이 회로는 복수의 상기 기판용 전극들과 병렬로 접속되어 병렬 회로를 구성해도 된다. 상기 플라즈마 처리 장치는 상기 직렬 트레이 회로 및 복수의 상기 기판용 전극들에 각각 별개로 직류 전압을 인가하는 직류 전원을 추가적으로 구비하며, 상기 고주파 전원은 상기 직렬 트레이 회로 및 복수의 상기 기판용 전극들에 각기 별개로 고주파 전력을 공급해도 된다.
상술한 구성에 의하면, 병렬 회로를 구성하는 복수의 기판용 전극들 및 트레이용 전극의 각각에 직류 전압을 인가하면서 트레이용 전극에 고주파 전력이 전파되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 처리 장치를 플라즈마 식각 장치로서 구체화한 일 실시예에서의 플라즈마 식각 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 정전 척을 구체화한 일 실시예에서의 단면 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 정전 척이 구비하는 유전체층의 평면 구조를 나타내는 평면도이다.
도 4는 정전 척에 전력을 공급하기 위한 전기적 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 트레이의 단면 구조를 트레이에 탑재된 기판의 단면 구조와 함께 나타내는 단면도이다.
도 6은 정전 척의 작용을 설명하기 위한 작용도이다.
도 7은 시험예에서의 전력의 공급점을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 정전 척의 변형예에서의 단면 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 정전 척 및 플라즈마 처리 장치를 구체화한 일 실시예를 설명한다. 이하에서는 플라즈마 처리 장치를 플라즈마 식각 장치로서 구체화한 예를 설명한다. 또한, 이하에서는 플라즈마 식각 장치의 구성, 정전 척의 구성, 정전 척의 작용 및 시험예를 순차적으로 설명한다.
플라즈마 식각 장치의 구성
도 1을 참조하여 플라즈마 식각 장치의 구성을 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 식각 장치(10)는 바닥이 있는 통체 형상을 가진 챔버 본체(11)를 구비하며, 챔버 본체(11)의 상측 개구는 석영판(12)에 의해 봉입되어 있다. 이들 챔버 본체(11)와 석영판(12)은 챔버의 일 예를 구성하며 챔버 본체(11)와 석영판(12)에 의해 구획되는 공간인 챔버 공간(11S)에는 에칭의 대상인 복수의 기판(S)들과, 복수의 기판(S)들이 탑재되는 트레이(T)를 흡착하는 정전 척(13)과, 정전 척(13)을 지지하는 스테이지(14)가 수용되어 있다.
정전 척(13)에 내장된 전극은 흡착용 전원(15)(직류 전원) 및 바이어스용 전원(16)(고주파 전원)에 접속되어 있다. 흡착용 전원(15)은 직류 전압을 전극에 인가하며, 바이어스용 전원(16)은 400kHz 이상 4MHz 이하의 고주파 전력을 전극에 공급한다.
정전 척(13)에는 정전 척(13)이 갖는 냉각 가스 유로에 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급부(17)가 접속되어 있다. 냉각 가스 공급부(17)는, 예를 들어 냉각 가스인 헬륨 가스를 공급하는 매스플로우 컨트롤러이다. 정전 척(13)에는 정전 척(13)이 갖는 냉매 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급부(18)가 접속되어 있다. 냉매 공급부(18)는, 예를 들어 냉매 유로에서 냉매인 냉각수 등을 순환시키는 펌프이다.
석영판(12)에 대하여 챔버 공간(11S)과는 반대측에는 ICP 안테나(21)가 위치하고 있다. ICP 안테나(21)는, 예를 들어 기판(S)의 둘레 방향으로 2바퀴 반 감겨진 소용돌이 형상을 갖는 2단의 코일로 구성되어 있다. ICP 안테나(21)는 소용돌이 형상에서의 중심측의 단부인 입력 단자(21I)와 소용돌이 형상에서의 외측의 단부인 출력 단자(21O)를 가지고 있다. ICP 안테나(21)의 입력단자(21I)에는, 예를 들어 주파수가 13.56MHz인 고주파 전력을 출력하는 안테나용 전원(22)이 접속되어 있다.
챔버 본체(11)에 형성된 배기 포트(11P1)에는 챔버 공간(11S)의 유체를 배기하는 배기부(31)가 접속되어 있다. 배기부(31)는, 예를 들어 챔버 공간(11S)의 압력을 조정하는 압력 조정 밸브나 각종 펌프로 구성되어 있다.
챔버 본체(11)에 형성된 가스 공급 포트(11P2)에는 챔버 공간(11S)에 식각 가스를 공급하는 식각 가스 공급부(32)가 접속되어 있다. 식각 가스 공급부(32)는, 예를 들어 각종 가스를 챔버 공간(11S) 내에 공급하는 매스플로우 컨트롤러이다.
이러한 플라즈마 식각 장치(10)에 있어서, 기판(S)을 식각할 때에는 우선 기판(S)이 정전 척(13)에 탑재되고, 그리고 배기부(31)가 챔버 공간(11S)의 압력을 소정의 압력까지 감압한다. 이어서, 냉각 가스 공급부(17)가 정전 척(13)에 냉각 가스를 공급하고, 냉매 공급부(18)가 정전 척(13)에 냉매를 공급한다.
한편으로, 식각 가스 공급부(32)가 챔버 공간(11S)에 식각 가스를 공급하고, 그 후 안테나용 전원(22)이 ICP 안테나(21)에 고주파 전력을 공급함으로써, 식각 가스에서 플라즈마(P)가 생성된다. 이어서, 흡착용 전원(15)이 정전 척(13)에 직류전압을 인가하고, 바이어스용 전원(16)이 정전 척(13)에 고주파 전력을 공급한다. 이로 하여, 기판(S)이 정전 척(13)에 흡착된 상태에서 식각된다.
정전 척의 구성
도 2 내지 도 4를 참조하여 정전 척의 구성을 설명한다. 도 2에서는 정전 척이 포함하는 전극 및 냉각 가스 유로를 도시의 편의상, 정전 척의 일부에서 해칭이 생략되어 있다. 또한, 도 2에서는 냉각 가스 유로를 실선으로 모식적으로 나타내고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 정전 척(13)은 유전체층(41), 기판용 전극(42) 및 트레이용 전극(43)을 구비하고 있다. 유전체층(41)은 트레이 지지부(41a)와 복수의 기판 지지부(41b)들을 구비하며, 트레이 지지부(41a)는 표면(41S)을 갖는 판 형상을 가지며, 각 기판 지지부(41b)는 표면(41S)으로부터 돌출되어 있다.
복수의 기판용 전극(42)들은 각 기판 지지부(41b)의 내부에 하나씩 위치하고, 기판(S)을 기판 지지부(41b)에 흡착하기 위한 전극이다. 다시 말하면, 각 기판용 전극(42)은 다른 모든 기판용 전극(42)이 위치하는 기판 지지부(41b)와는 다른 기판 지지부(41b)의 내부에 위치하고 있다.
트레이용 전극(43)은 트레이 지지부(41a)의 내부에 위치하고, 복수의 기판(S)들이 탑재되는 트레이(T)를 트레이 지지부(41a)에 흡착하기 위한 전극이다.
트레이 지지부(41a) 중에서 표면(41S) 중에서 기판 지지부(41b)에 의해 덮이지 않은 부분이 트레이(T)가 간접적으로 탑재되는 트레이 탑재면(41aS)이다. 트레이 탑재면(41aS)은 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 트레이(T)를 탑재할 수 있는 크기를 가지고 있다.
각 기판 지지부(41b) 중에서 트레이 지지부(41a)로부터 돌출된 단부가 선단이며, 선단을 구성하는 면이 기판 탑재면(41bS)이다. 기판 탑재면(41bS)은 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 1매의 기판(S)을 탑재할 수 있는 크기를 가지고 있다.
유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 트레이 탑재면(41aS)과 기판 탑재면(41bS) 사이의 거리는 트레이(T)의 두께보다 크다. 다시 말하면, 유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 트레이 지지부(41a)로부터의 기판 지지부(41b)의 돌출량은 트레이(T)의 두께보다 크다.
유전체층(41)은, 예를 들어 세라믹 등의 유전체로 형성되어 있다. 유전체층(41)은, 예를 들어 복수의 유전체제의 시트들이 적층된 적층체이다.
기판용 전극(42)은, 예를 들어 텅스텐 등의 금속으로 형성된 금속 시트이다. 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 기판용 전극(42)의 크기는 기판 탑재면(41bS)의 크기와 거의 같은 것이 바람직하다. 기판 탑재면(41bS)의 크기에 대한 기판용 전극(42)의 크기의 비가 클수록 기판 지지부(41b)에 기판(S)을 흡착하는 힘을 크게 할 수 있다.
유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 기판용 전극(42)은 기판 지지부(41b)에서의 선단 쪽에 위치하고 있다. 이로 인하여, 유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 기판용 전극(42)이 표면(41S) 쪽에 위치하고 있는 구성에 비해 기판용 전극(42)과 기판 탑재면(41bS) 사이의 거리를 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 기판용 전극(42)과 기판(S) 사이에서 전하의 수수(授受)가 행해지기 쉬워지며, 결과적으로 기판 지지부(41b)에 의한 기판(S)의 흡착과 흡착의 해제가 행해지기 쉬워진다.
기판용 전극(42)과 기판 탑재면(41bS) 사이의 거리는, 예를 들어 0.3mm 내지 1.9mm 정도인 것이 바람직하다.
트레이용 전극(43)은, 예를 들어 텅스텐 등의 금속으로 형성된 금속 시트이다. 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 트레이용 전극(43)의 크기는 표면(41S)의 크기와 거의 같은 것이 바람직하다. 표면(41S)의 크기에 대한 트레이용 전극(43)의 크기의 비가 클수록 트레이 지지부(41a)에 기판(S)을 흡착하는 힘을 크게 할 수 있다.
유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 트레이용 전극(43)은 트레이 지지부(41a)에서의 표면(41S) 쪽에 위치하고 있다. 이로 인하여, 유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 트레이용 전극(43)이 표면(41S)과는 반대 측의 면쪽에 위치하고 있는 구성에 비해 트레이용 전극(43)과 트레이 탑재면(41aS) 사이의 거리를 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 트레이용 전극(43)과 트레이(T) 사이에서 전하의 수수가 행해지기 쉬워지며, 결과적으로 트레이 지지부(41a)에 의한 트레이(T)의 흡착과 흡착의 해제가 행해지기 쉬워진다.
트레이용 전극(43)과 트레이 탑재면(41aS) 사이의 거리는, 예를 들어 0.3mm 내지 1.9mm 정도인 것이 바람직하다.
유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 트레이용 전극(43)과 각 기판용 전극(42) 사이의 거리는 트레이용 전극(43)과 트레이 탑재면(41aS) 사이의 거리 및 기판용 전극(42)과 기판 탑재면(41bS) 사이의 거리보다 크다. 이로 인하여, 트레이용 전극(43)과 기판용 전극(42) 사이에서의 전기적인 상호 작용보다도 트레이용 전극(43)과 트레이(T) 사이 및 기판용 전극(42)과 기판(S) 사이에서 전기적인 상호 작용이 생기기 쉬워진다.
트레이 지지부(41a)는 트레이(T)를 냉각하기 위한 냉각 가스가 흐르는 냉각 가스 유로(45)를 가지고 있다. 냉각 가스 유로(45)는 표면(41S) 중에서 기판 지지부(41b)에 의해 덮이지 않은 부분에 위치하는 복수의 트레이용 개구(45a)들을 가지고 있다. 다시 말하면, 냉각 가스 유로(45)는 트레이 탑재면(41aS)에 위치하는 복수의 트레이용 개구(45a)들을 가지고 있다.
냉각 가스 유로(45)는 각 기판 탑재면(41bS)에 복수의 기판용 개구(45b)들을 가지고 있다. 냉각 가스 유로(45)는 유전체층(41)의 외주면 중에서 표면(41S) 이외의 부분에 위치하는 접속용 개구(45c)를 가지며, 접속용 개구(45c)에는 상술한 냉각 가스 공급부(17)가 접속되어 있다. 냉각 가스 유로(45)에는 냉각 가스 공급부(17)로부터 냉각 가스가 공급된다.
정전 척(13)은 봉입층(46)을 추가적으로 구비하고 있다. 봉입층(46)은 표면(41S) 중에서 기판 지지부(41b)에 의해 덮이지 않은 부분을 덮음으로써, 냉각 가스 유로(45)가 갖는 복수의 트레이용 개구(45a)들을 막고, 냉각 가스에 의해 냉각됨으로써 트레이(T)를 냉각하도록 구성되어 있다.
다시 말하면, 봉입층(46)은 트레이 탑재면(41aS)의 전체를 덮고 있다. 봉입층(46)은 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 기판 지지부(41b)와 겹치는 부분에 관통공을 가지고 있다. 또는, 봉입층(46)은 복수의 요소들로 구성되며, 표면(41S) 중에서 기판 지지부(41b)가 위치하지 않는 부분을 복수의 요소들로 덮고 있어도 된다.
유전체층(41)이 봉입층(46)을 구비하기 때문에, 냉각 가스가 정전 척(13)과 트레이(T) 사이에서 누출되는 것을 봉입층(46)으로 억제하면서, 봉입층(46)을 개재하여 트레이(T)를 냉각할 수 있다.
봉입층(46)은 유전체층(41)보다도 탄성이 높으며, 봉입층(46)의 형성 재료는 예를 들어 실리콘 고무 등의 수지이다. 또한, 봉입층(46)의 형성 재료는 냉각 가스에 의해 냉각되는 재료이며, 봉입층(46)은 봉입층(46) 중에서 트레이 지지부(41a)에 접하는 면과는 반대층의 면까지 냉각 가스에 의해 냉각되는 정도의 두께를 가지고 있다.
냉각 가스는 복수의 트레이용 개구(45a)들에서 봉입층(46)으로 향하여 방출됨으로써 봉입층(46)을 냉각하기 때문에, 봉입층(46)을 개재하여 간접적으로 트레이(T)를 냉각할 수 있다. 또한, 냉각 가스는 복수의 기판용 개구(45b)들에서 기판(S)으로 향하여 방출되기 때문에, 기판(S)이 냉각 가스에 의해 냉각된다.
정전 척(13)은 유전체층(41)을 지지하는 지지층(47)을 구비하고 있다. 지지층(47)은 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 유전체층(41)보다도 큰 판 형상을 가지며, 유전체층(41)의 둘레 방향의 전체에 걸쳐 유전체층(41)의 외연부로부터 밀려나와 있다. 지지층(47)은 냉매가 흐르는 냉매 유로(47a)를 내부에 가지며, 냉매 유로(47a)에는 상술한 냉매 공급부(18)가 접속되어 있다. 지지층(47)의 형성 재료는, 예를 들어 알루미늄 등의 금속이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 트레이 지지부(41a)의 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 트레이 지지부(41a)는 원판 형상을 가지고 있다. 유전체층(41)은 6개의 기판 지지부(41b)들을 구비하며, 각 기판 지지부(41b)는 원기둥 형상을 가지고 있다. 6개의 기판 지지부(41b)들은 표면(41S)의 중심으로부터의 거리가 서로 거의 같은 위치에 있어서 표면(41S)으로부터 돌출되어 있다.
정전 척(13)은 6개의 기판용 전극(42)들을 구비하고 있다. 트레이 지지부(41a)의 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 각 기판용 전극(42)은 원판 형상을 가지며, 6개의 기판용 전극(42)들은 표면(41S)의 중심으로부터의 거리가 서로 거의 같은 위치에 배치되어 있다. 각 기판용 전극(42)은 다른 모든 기판용 전극(42)이 위치하는 기판 지지부(41b)와는 다른 기판 지지부(41b)의 내부에 위치하고 있다.
각 기판용 전극(42)은, 예를 들어 정전 척(13)의 내부를 통과하여 정전 척(13)의 외부로 노출되는 배선에 접속되며, 트레이용 전극(43)은 기판용 전극(42)과 마찬가지로, 예를 들어 정전 척(13)의 내부를 통과하여 정전 척(13)의 외부로 노출되는 배선에 접속되어 있다. 그리고, 6개의 기판용 전극(42)들 및 트레이용 전극(43)은, 예를 들어 각 전극에 접속된 배선이 정전 척(13)의 외부에서 서로 접속됨으로써 서로 병렬로 접속되어 있다.
도 4는 플라즈마 식각 장치(10)가 구비하는 전기적 구성 중에서 정전 척에 전력을 공급하기 위한 전기적 구성을 모식적으로 나타내고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 6개의 기판용 전극(42)들은 서로 병렬로 접속되어 병렬 회로를 구성하고 있다. 플라즈마 식각 장치(10)는 바이어스용 전원(16)을 구비하며, 상기 바이어스용 전원(16)은 400kHz 이상 4MHz 이하의 고주파 전력을 6개의 기판용 전극(42)들에 각기 별개로 공급한다.
6개의 기판용 전극(42)들의 각각에 공급하는 고주파 전력의 주파수가 400kHz 이상 4MHz 이하이면, 이러한 범위를 초과한 주파수를 가진 고주파 전력을 각 기판용 전극에 공급할 때와 비교하여 플라즈마(P)에 노출된 6개의 기판(S)들 사이에서 온도의 분포가 생기기 어려워진다.
트레이용 전극(43)은 억제부의 일 예인 인덕터(51)와 직렬로 접속되어 직렬 트레이 회로를 구성하고 있다. 트레이용 전극(43)과 인덕터(51)는 정전 척(13)의 외부에서 서로 접속되어도 되고, 정전 척(13)의 내부에서 서로 접속되어도 된다. 인덕터(51)는 트레이용 전극(43)에 직류 전압을 인가시키며, 트레이용 전극(43)에 고주파 전력이 전파되는 것을 억제하는 기능을 가진다. 직렬 트레이 회로는 6개의 기판용 전극(42)들과 정전 척(13)의 외부에서 병렬로 접속되어 병렬 회로를 구성하고 있다.
흡착용 전원(15)은 직렬 트레이 회로 및 6개의 기판용 전극(42)들에 각기 별개로 직류 전압을 인가하며, 바이어스용 전원(16)은 직렬 트레이 회로 및 복수의 기판용 전극(42)들에 각기 별개로 고주파전력을 공급한다.
따라서, 병렬 회로를 구성하는 6개의 기판용 전극(42)들 및 트레이용 전극(43)의 각각에 직류 전압을 인가하면서 트레이용 전극(43)에 고주파 전력이 전파되는 것을 억제할 수 있다.
이에 따라, 트레이(T)가 복수의 기판(S)들과 함께 플라즈마(P)에 노출될 때, 트레이(T)에 바이어스 전위가 인가되는 것이 억제되어, 결과적으로 트레이(T)가 식각되는 것이 억제된다.
흡착용 전원(15)은 필터(52)를 개재하여 6개의 기판용 전극(42)들과 트레이용 전극(43)으로 구성되는 병렬 회로에 접속되어 있다. 필터(52)는 로우 패스 필터이며, 흡착용 전원(15)에 바이어스용 전원(16)으로부터 출력된 고주파 전력이 공급되는 것을 억제하는 기능을 가지고 있다. 흡착용 전원(15)은 6개의 기판용 전극(42)들 및 트레이용 전극(43)에 양의 직류 전압을 인가하지만, 음의 직류 전압을 인가해도 된다.
정전 척의 작용
도 5 및 도 6을 참조하여 정전 척(13)의 작용을 설명한다. 이하에서는 정전 척(13)의 작용의 설명에 앞서, 정전 척(13)에 의해 흡착되는 트레이(T)의 구성을 설명한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 트레이(T)는 표면(TS) 및 이면(TR)을 포함하는 원판 형상을 갖고 있다. 트레이(T)는 표면(TS)과 이면(TR) 사이를 관통하는 복수, 예를 들어 6개의 관통공(Ta)들을 가지며, 각 관통공(Ta)에 있어서, 표면(TS)에서의 개구가 이면(TR)에서의 개구보다 크다. 표면(TS)과 대향하는 평면에서 볼 때, 표면(TS)에서의 개구는 기판(S)보다도 크고, 이면(TR)에서의 개구는 기판(S)보다도 작다. 또한, 표면(TS)과 대향하는 평면에서 볼 때, 표면(TS)에서의 개구 및 이면(TR)에서의 개구의 각각은 기판 지지부(41b)보다 크다.
각 관통공(Ta)은 2단의 통면(Tb)에 의해 구획되며, 통면(Tb)은 1단째의 통면과 2단째의 통면 사이의 단차부(Tc)를 가지고 있다. 트레이(T)는 각 관통공(Ta)의 단차부(Tc)에 있어서, 1매의 기판(S)을 지지한다.
도 6이 나타내는 바와 같이, 플라즈마 식각 장치(10)에서 기판(S)이 식각될 때에는, 우선 6개의 기판(S)들이 탑재된 트레이(T)가 정전 척(13)까지 반송되고, 트레이(T)가 트레이 지지부(41a)에 탑재된다. 이 때, 각 기판 지지부(41b)는 다른 모든 기판 지지부(41b)가 통과하는 관통공(Ta)과는 다른 관통공(Ta)을 통과하며, 이에 따라 트레이(T)의 단차부(Tc)에 탑재된 기판(S)이 기판 지지부(41b)의 기판 탑재면(41bS)에 탑재된다.
그리고, 챔버 공간(11S) 내에 플라즈마(P)가 생성된 후, 흡착용 전원(15)이 각 기판용 전극(42) 및 트레이용 전극(43)의 각각에 직류 전압을 인가한다. 이로 인하여, 각 기판 지지부(41b)에 기판(S)이 흡착되며, 트레이 지지부(41a)에 트레이(T)가 흡착된다.
정전 척(13)은 기판(S)에 추가하여 트레이(T)도 흡착하기 때문에, 트레이(T)가 플라즈마(P)에 노출될 때에는 트레이(T)와 정전 척(13)이 접합된 물체, 다시 말하면 트레이(T)에 의한 열용량과 정전 척(13)의 열용량을 합한 열용량을 가진 물체가 플라즈마(P)에 노출된다.
한편, 트레이(T)가 정전 척(13)에 흡착되지 않은 상태에서 플라즈마(P)에 노출되었을 때에는, 트레이(T)는 트레이 단체에 의한 열용량밖에 갖지 않는다. 이에 따라, 상술한 구성에 의하면 트레이(T)를 흡착하지 않는 구성에 비해 정전 척(13)이 갖는 열용량만큼 트레이(T) 단체에서의 열용량보다도 큰 열용량을 가진 물체가 플라즈마(P)에 노출되기 때문에, 이러한 물체에 포함되는 트레이(T)의 가열을 억제할 수 있다.
기판(S)의 식각이 종료되면, 흡착용 전원(15)이 각 기판용 전극(42) 및 트레이용 전극(43)의 각각에 대한 직류 전압의 인가를 정지한다. 이로 인하여, 각 기판 지지부(41b)에 의한 기판(S)의 흡착이 해제되고, 또한 트레이 지지부(41a)에 의한 트레이(T)의 흡착이 해제된다.
이어서, 트레이(T)가 정전 척(13)으로부터 반송될 때, 트레이(T)의 관통공(Ta)으로부터 기판 지지부(41b)가 이탈되고, 그로 인해 기판 지지부(41b)의 기판 탑재면(41bS)에 탑재된 기판(S)이 트레이(T)의 단차부(Tc)에 탑재된다.
시험예
도 7을 참조하여 시험예를 설명한다.
시험예 1
도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(S1) 내지 제6 기판(S6)이 탑재된 트레이(T)를 유전체층(41)의 트레이 지지부(41a) 상에 탑재하고, 제1 기판(S1) 내지 제6 기판(S6)들 각각을 서로 다른 기판 지지부(41b) 상에 탑재하였다. 그리고, 이하의 조건으로 제1 기판(S1) 내지 제6 기판(S6)의 식각을 수행했을 때의 각 기판의 온도를 측정하였다. 이 때, 제1 기판(S1)을 흡착하기 위한 기판용 전극(42)에 바이어스용 고주파 전력을 공급하는 공급점(Ps)을 설정하였다. 즉, 제1 기판(S1)을 흡착하기 위한 기판용 전극(42)과 고주파 전원 사이의 전송로가 가장 짧은 상태에서 6개의 기판용 전극(42) 및 트레이용 전극(43)에 고주파 전력을 공급하였다.
식각 조건
ㆍ기판 : 사파이어 기판
ㆍ안테나용 고주파 전력 : 2100W
ㆍ바이어스용 고주파 전력 : 1000W
ㆍ바이어스용 고주파 전력의 주파수 : 2MHz
ㆍ흡착용 직류 전압 : 2kV
ㆍ챔버 공간의 압력 : 0.06Pa
ㆍ냉매의 온도 : 30℃
ㆍ냉각 가스의 압력 : 1kPa
ㆍ식각 가스 : BCl3
ㆍ식각 가스 유량 : 150sccm
시험예 1에서는 제1 기판(S1)의 온도가 93℃ 내지 98℃이며, 제2 기판(S2)의 온도가 98℃ 내지 104℃이며, 제3 기판(S3)의 온도가 104℃ 내지 110℃인 것이 인정되었다. 또한, 제4 기판(S4)의 온도가 93℃ 내지 98℃이며, 제5 기판(S5)의 온도가 98℃ 내지 104℃이며, 제6 기판의 온도가 98℃ 내지 104℃인 것이 인정되었다.
시험예 2
시험예 2에서는 바이어스용 고주파 전력의 주파수를 12.5MHz로 변경하는 것 이외에는 시험예 1과 동일한 조건에서 식각을 수행하였고, 제1 기판(S1) 내지 제6 기판(S6)의 온도를 측정하였다.
시험예 2에서는 제1 기판(S1)의 온도가 126℃ 내지 132℃이며, 제2 기판(S2)의 온도가 110℃ 내지 115℃이며, 제3 기판(S3)의 온도가 121℃ 내지 126℃인 것이 인정되었다. 또한, 제4 기판(S4)의 온도가 98℃ 내지 104℃이며, 제5 기판(S5)의 온도가 110℃ 내지 115℃이며, 제6 기판(S6)의 온도가 110℃ 내지 115℃인 것이 인정되었다.
이와 같이 시험예 1에 의하면, 시험예 2에 비하여 플라즈마에 노출된 6개의 기판들 사이에서 온도의 분포가 생기기 어렵다는 것이 인정되었다.
앞서 설명한 바와 같이, 정전 척 및 플라즈마 처리 장치의 일 실시예에 의하면, 이하에 열거하는 효과들을 얻을 수 있다.
(1) 트레이(T)를 흡착하지 않는 구성에 비해 정전 척(13)이 갖는 열용량분만큼 트레이(T) 단체에서의 열용량보다도 큰 열용량을 가진 물체가 플라즈마(P)에 노출되기 때문에, 이러한 물체에 포함되는 트레이(T)의 가열을 억제할 수 있다.
(2) 냉각 가스가 정전 척(13)과 트레이(T) 사이에서 누출되는 것을 봉입층(46)에 의해 억제하면서 봉입층(46)을 개재하여 트레이(T)를 냉각할 수 있다.
(3) 바이어스용 전원(16)이 400kHz 이상 4MHz 이하의 고주파 전력을 각 기판용 전극(42)에 공급하기 때문에, 복수의 기판(S)들 사이에서 온도의 분포가 생기는 것이 억제된다.
(4) 병렬 회로를 구성하는 복수의 기판용 전극(42)들 및 트레이용 전극(43)의 각각에 직류 전압을 인가하면서 트레이용 전극(43)에 고주파 전력이 전파되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 실시예는 이하와 같이 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
ㆍ흡착용 전원(15)과 병렬 회로에 접속되는 필터(52)는 생략되어도 된다. 이러한 구성에 있어서도 병렬 회로에 포함되는 직렬 트레이 회로가 인덕터(51)를 포함하며, 흡착용 전원(15)이 병렬회로에서의 기판용 전극(42) 및 직렬 트레이 회로의 각각에 직류 전압을 인가하고, 바이어스용 전원(16)이 기판용 전극(4232) 및 직렬 트레이 회로의 각각에 고주파 전력을 공급하는 이상, 상술한 (4)의 경우와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
직렬 회로를 구성하는 억제부는 상술한 인덕터(51)로 한정되지 않고, 커패시터여도 되고, 인덕터와 커패시터의 조합이어도 된다. 이러한 구성이라도 상술한 (4)의 경우와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
ㆍ플라즈마 식각 장치(10)는 인덕터(51)를 구비하지 않아도 된다. 이러한 구성에서는 트레이(T)에도 바이어스 전위가 인가되기 때문에, 트레이(T)가 식각되기 쉬워진다. 다만, 트레이(T)가 정전 척(13)에 흡착되는 이상, 상술한 (1)의 경우와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
ㆍ복수의 기판용 전극(42)들 및 직렬 트레이 회로가 하나의 병렬 회로를 구성하고 있지 않아도 된다. 이러한 구성에서는 각 기판용 전극(42) 및 트레이용 전극(43)이 각각 별개의 흡착용 전원에 접속되고, 각 기판용 전극(42)이 각각 별개의 바이어스용 전원에 접속되어 있으면, 각 기판용 전극(42) 및 트레이용 전극(43)의 각각에 직류 전압을 인가하는 것 및 각 기판용 전극(42)에 바이어스 전위를 인가하는 것이 가능하다. 이러한 구성에서는 트레이용 전극(43)에 고주파 전력이 공급되지 않기 때문에, 트레이용 전극(43)에 직렬로 접속되는 인덕터(51)를 생략하는 것이 가능하다.
ㆍ복수의 기판용 전극(42)들이 병렬 회로를 구성하는 플라즈마 식각 장치(10)는 복수의 기판용 전극(42)들에 각각 별개로 직류 전압을 인가하는 흡착용 전원과, 복수의 기판용 전극(42)들에 각각 별개로 고주파 전력을 공급하는 바이어스용 전원과, 트레이용 전극(43)에 직류 전압을 인가하는 직류 전원을 구비하는 구성이어도 된다. 이러한 구성에 있어서도 트레이용 전극(43)에는 고주파 전력이 공급되지 않기 때문에, 트레이용 전극(43)에 직렬로 접속되는 인덕터(51)를 생략하는 것이 가능하다.
ㆍ바이어스용 전원(16)이 출력하는 고주파 전력의 주파수는 400kHz 미만이어도 되고, 4MHz보다도 커도 된다. 이러한 구성이라도 각 기판용 전극(42)에는 바이어스 전위가 인가되기 때문에, 각 기판용 전극(42)으로 향하여 플라즈마 중의 양이온을 끌어들이는 것은 가능하다.
ㆍ정전 척(13)은 봉입층(46)을 갖고 있지 않아도 되고, 이러한 구성이라도 기판 지지부(41b)의 내부에 위치하는 기판용 전극(42)과, 트레이 지지부(41a)의 내부에 위치하는 트레이용 전극(43)을 구비하고 있으면, 상술한 (1)의 경우와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
ㆍ도 8은 정전 척(13)의 변형예에서의 단면 구조를 나타내며, 도 8에서는 도시의 편의상, 유전체층(41)이 가지는 냉각 가스 유로(45)의 도시가 생략되어 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 트레이용 전극(61)은 유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 다시 말하면 평면에서 볼 때, 복수의 기판용 전극(42)들에 겹치지 않아도 된다. 즉, 트레이용 전극(61)은 유전체층(41)의 두께 방향을 따라 트레이용 전극(61)을 관통하는 복수의 관통공(61a)들을 가지며, 각 관통공(61a)은 트레이 지지부(41a)의 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 하나의 기판용 전극(42)과 겹치는 위치에 형성되어 있으면 된다. 그리고, 관통공(61a)은 표면(41S)과 대향하는 평면에서 볼 때, 기판용 전극(42) 이상의 크기를 갖고 있으면 된다.
이러한 구성에 의하면, 이하의 효과들을 얻을 수 있다.
(5) 기판용 전극(42)에 바이어스 전위를 인가하기 위한 고주파 전력이 기판용 전극(42)에 공급되었을 때, 기판용 전극(42)과 트레이용 전극(43)이 커플링되는 것, 즉 기판용 전극(42)에서 트레이용 전극(43)으로 고주파 전력이 공급되는 것을 억제할 수 있다.
ㆍ트레이용 전극(43)이 유전체층(41)의 두께 방향에서 복수의 기판용 전극(42)들과 겹치지 않는 구성에서는, 트레이용 전극(43)이 복수의 전극 요소들로 구성되고, 각 전극 요소가 유전체층(41)의 두께 방향에 있어서, 기판용 전극(42)과 겹치지 않도록 위치하는 구성이어도 된다. 이러한 구성이라도 상술한 (5)의 경우와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
ㆍ정전 척(13)은 적어도 하나의 기판 지지부(41b)와 적어도 하나의 기판용 전극(42)으로서, 기판 지지부(41b)와 같은 숫자의 기판용 전극(42)을 구비하고 있으면 된다. 정전 척(13)이 적어도 하나의 기판 지지부(41b), 기판 지지부(41b)와 같은 숫자의 기판용 전극(42), 트레이 지지부(41a) 및 트레이용 전극(43)을 구비하고 있으면, 상술한 (1)의 경우에 준하는 효과를 얻을 수 있다.
ㆍ기판용 전극(42)은 극성이 서로 다른 한 쌍의 전극들로 구성되어 있어도 되고, 이 경우에는 하나의 기판용 전극이 양전극과 음전극의 쌍으로 구성되면 된다. 그리고, 양전극과 음전극의 하나의 쌍이 하나의 기판 지지부(41b)의 내부에 위치하고 있으면 된다. 이러한 구성에서는, 플라즈마 식각 장치(10)는 양의 전압을 양전극에 인가하는 직류 전원과, 음의 전압을 음전극에 인가하는 직류 전원을 구비하고 있으면 된다.
ㆍ플라즈마 식각 장치(10)는 ICP 안테나(21)를 이용하여 플라즈마(P)를 생성하는 유도 결합형의 플라즈마 식각 장치에 한정되지 않고, 챔버 본체(11)의 내부에 위치하는 전극을 이용하여 플라즈마를 생성하는 용량 결합형의 플라즈마 식각 장치여도 된다.
ㆍ정전 척(13)이 적용되는 플라즈마 처리 장치는 상술한 플라즈마 식각 장치(10)로 한정되지 않고, 스퍼터 장치나 화학 기상 증착(CVD) 장치 등이어도 된다.
10 : 플라즈마 식각 장치 11 : 챔버 본체
11P1 : 배기 포트 11P2 : 가스 공급 포트
11S : 챔버 공간 12 : 석영판
13 : 정전 척 14 : 스테이지
15 : 흡착용 전극 16 : 바이어스용 전원
17 : 냉각 가스 공급부 18 : 냉매 공급부
21 : ICP 안테나 21I : 입력 단자
210 : 출력 단자 22 : 안테나용 전원
31 : 배기부 32 : 식각 가스 공급부
41 : 유전체층 41a : 트레이 지지부
41aS : 트레이 탑재면 41b : 기판 지지부
41bS : 기판 탑재면 41S, TS ; 표면
42 : 기판용 전극 43, 61 : 트레이용 전극
45 : 냉각 가스 유로 45a : 트레이용 개구
45b : 기판용 개구 45c : 접속용 개구
46 : 봉입층 47 : 지지층
47a : 냉매 유로 51 : 인덕터
52 : 필터 61a, Ta : 관통공
S : 기판 T : 트레이
Tb : 통면 Tc : 단차부
TR : 이면

Claims (6)

  1. 표면을 갖는 판 형상을 가진 트레이 지지부와, 상기 표면으로부터 돌출되는 기판 지지부를 구비하는 유전체층과,
    상기 기판 지지부의 내부에 위치하고, 기판을 상기 기판 지지부에 흡착하기 위한 기판용 전극과,
    상기 트레이 지지부의 내부에 위치하고, 상기 기판이 탑재되는 트레이를 상기 트레이 지지부에 흡착하기 위한 트레이용 전극을 구비하며,
    상기 트레이 지지부는 상기 트레이를 냉각하기 위한 냉각 가스가 흐르는 냉각 가스 유로로서, 상기 표면 중에서 상기 기판 지지부에 의해 덮이지 않은 부분에 위치하는 복수의 개구들을 갖는 상기 냉각 가스 유로를 가지고,
    상기 표면 중에서 상기 기판 지지부에 의해 덮이지 않은 부분을 덮음으로써 상기 복수의 개구들을 막고, 상기 냉각 가스에 의해 냉각됨으로써 상기 트레이를 냉각하도록 구성되는 봉입층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 트레이용 전극은 상기 유전체층의 두께 방향에 있어서, 상기 기판용 전극에 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  3. 삭제
  4. 정전 척과,
    상기 정전 척이 수용되는 공간을 구획하는 챔버를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 정전 척이,
    표면을 갖는 판 형상을 갖는 트레이 지지부와, 상기 표면으로부터 돌출되는 기판 지지부를 구비하는 유전체층과,
    상기 기판 지지부의 내부에 위치하고, 기판을 상기 기판 지지부에 흡착하기 위한 기판용 전극과,
    상기 트레이 지지부의 내부에 위치하고, 상기 기판이 탑재되는 트레이를 상기 트레이 지지부에 흡착하기 위한 트레이용 전극을 구비하며,
    상기 기판 지지부는 복수의 기판 지지부 중의 하나이고,
    상기 기판용 전극은 복수의 기판용 전극 중의 하나이며,
    상기 트레이용 전극은 상기 트레이용 전극에 직류 전압을 인가시키고, 상기 트레이용 전극에 고주파 전력이 전파하는 것을 억제하는 억제부와 직렬로 접속되어 직렬 트레이 회로를 구성하고,
    상기 직렬 트레이 회로는 복수의 상기 기판용 전극과 병렬로 접속되어 병렬 회로를 구성하며,
    상기 플라즈마 처리 장치가,
    상기 직렬 트레이 회로 및 복수의 상기 기판용 전극에 각각 별개로 상기 직류 전압을 인가하는 직류 전원과,
    상기 직렬 트레이 회로 및 복수의 상기 기판용 전극에 각각 별개로 상기 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    복수의 상기 기판용 전극들은 서로 병렬로 접속되어 병렬 회로를 구성하고,
    상기 고주파 전원은 400kHz 이상 4MHz 이하의 고주파 전력을 상기 각 기판용 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 삭제
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201904091XA (en) * 2018-04-05 2019-11-28 Lam Res Corp Electrostatic chucks with coolant gas zones and corresponding groove and monopolar electrostatic clamping electrode patterns
CN110911332B (zh) * 2018-09-14 2022-11-25 北京北方华创微电子装备有限公司 静电卡盘
CN110228283B (zh) * 2019-07-18 2020-10-09 清华大学 基于静电吸附的快速、选择性转印装置及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009117568A (ja) 2007-11-06 2009-05-28 Tokyo Electron Ltd 載置台、処理装置および処理システム
JP2011171329A (ja) 2010-02-16 2011-09-01 Panasonic Corp プラズマ処理における基板保持用のトレイおよびプラズマ処理方法
JP2013045989A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Shinko Electric Ind Co Ltd 静電チャック及び半導体・液晶製造装置
JP2014150186A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003282692A (ja) * 2002-03-27 2003-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基板搬送用トレーおよびこれを用いた基板処理装置
CN1983518B (zh) * 2004-06-21 2011-06-08 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置和方法
US7544251B2 (en) * 2004-10-07 2009-06-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
US7821767B2 (en) * 2004-11-04 2010-10-26 Ulvac, Inc. Electrostatic chuck device
JP2010232250A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Panasonic Corp プラズマ処理装置
TW201118977A (en) * 2009-03-26 2011-06-01 Panasonic Corp Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR101299102B1 (ko) 2009-07-07 2013-08-28 주식회사 만도 쇽업소버
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
JP4906012B2 (ja) * 2010-07-26 2012-03-28 株式会社アルバック 静電チャック
JP5348439B2 (ja) * 2011-09-30 2013-11-20 Ｔｏｔｏ株式会社 静電チャック
US8988848B2 (en) * 2011-12-15 2015-03-24 Applied Materials, Inc. Extended and independent RF powered cathode substrate for extreme edge tunability
CN103187348A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 晶片固定装置、半导体设备和晶片固定方法
JP2015115421A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフォーカスリング
KR102222902B1 (ko) * 2014-05-12 2021-03-05 삼성전자주식회사 플라즈마 장비 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009117568A (ja) 2007-11-06 2009-05-28 Tokyo Electron Ltd 載置台、処理装置および処理システム
JP2011171329A (ja) 2010-02-16 2011-09-01 Panasonic Corp プラズマ処理における基板保持用のトレイおよびプラズマ処理方法
JP2013045989A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Shinko Electric Ind Co Ltd 静電チャック及び半導体・液晶製造装置
JP2014150186A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置

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