KR102335646B1 - 온도 조정 장치 - Google Patents
온도 조정 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102335646B1 KR102335646B1 KR1020150033677A KR20150033677A KR102335646B1 KR 102335646 B1 KR102335646 B1 KR 102335646B1 KR 1020150033677 A KR1020150033677 A KR 1020150033677A KR 20150033677 A KR20150033677 A KR 20150033677A KR 102335646 B1 KR102335646 B1 KR 102335646B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- base plate
- holes
- plate
- mounting surface
- electrostatic chuck
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- 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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
-
- 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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- 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
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)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
온도 조정 장치는 피처리 기판이 재치(載置)되는 재치면을 갖는 유지 플레이트를 포함한다. 유지 플레이트는, 재치면에 재치된 피처리 기판을 가열할 수 있는 발열체를 포함한다. 유지 플레이트를 지지하는 베이스 플레이트는, 베이스 플레이트를 두께 방향으로 관통 연장하는 제 1 관통 구멍을 포함한다. 베이스 플레이트와 유지 플레이트를 접착하는 접착층은, 제 1 관통 구멍과 각각 연통하는 제 2 관통 구멍을 포함한다. 조정 로드는 제 1 관통 구멍 내에 각각 삽입된다. 조정 로드 각각은 대응하는 제 2 관통 구멍 내에 위치되는 원위단(distal end)을 포함한다.
Description
본 출원은 2014 년 3 월 20 일에 출원된 선행 일본 특허 출원 제2014-057751호에 의거하여 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 참조에 의해 본원에 통합된다.
본 발명은 온도 조정 장치에 관한 것이다.
성막 장치(예를 들면, CVD 장치 또는 PVD 장치) 또는 플라즈마 에칭 장치 등의 반도체 제조 장치가 반도체 장치를 형성하는 데 사용된다. 이러한 제조 장치는, 감압 챔버 내의 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼)의 온도를 조정하는 온도 조정 장치를 포함한다. 예를 들면, 온도 조정 장치로서 정전척(ESC)이 사용된다. 정전척은 베이스 플레이트에 본딩된 정전척 플레이트를 갖는다. 일본국 특개 평11-8290 및 제2008-166509호에는, 정전척 플레이트의 예가 설명되어 있다. 예를 들면, 정전척 플레이트는 기판을 흡착할 수 있는 전극 및 흡착 대상(즉, 기판)의 온도를 제어하는 발열체를 포함한다. 정전척 플레이트에 흡착된 기판의 온도는, 베이스 플레이트 내에 형성된 도관을 흐르는 냉각재 및 정전척 플레이트에 내장된 발열체에 의해 조정된다.
정전척 플레이트에 내장된 발열체에 열 밀도의 편차가 발생할 수 있다. 이러한 열 밀도의 편차는 기판의 온도 편차를 일으킨다. 이것은, 예를 들면 플라즈마 에칭 장치의 에칭 속도에 편차를 일으킴으로써 반도체 장치의 수율을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태는 온도 조정 장치이다. 온도 조정 장치는 유지 플레이트를 포함한다. 유지 플레이트는 피처리 기판이 재치(載置)되는 재치면을 포함한다. 유지 플레이트는 또한, 재치면에 재치된 피처리 기판을 가열할 수 있는 발열체를 포함한다. 온도 조정 장치는 유지 플레이트를 지지하는 베이스 플레이트를 더 포함한다. 베이스 플레이트는 베이스 플레이트를 두께 방향으로 관통 연장하는 복수의 제 1 관통 구멍을 포함한다. 온도 조정 장치는 베이스 플레이트와 유지 플레이트를 접착하는 접착층을 더 포함한다. 접착층은, 복수의 제 1 관통 구멍과 각각 연통하는 복수의 제 2 관통 구멍을 포함한다. 온도 조정 장치는 복수의 제 1 관통 구멍 내에 각각 삽입되는 복수의 조정 로드를 포함한다. 조정 로드 각각은 대응하는 제 2 관통 구멍 내에 위치되는 원위단(distal end)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 온도 조정 장치의 재치면에 재치된 기판의 온도 편차를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은, 본 발명의 원리를 예로서 나타내는 첨부 도면과 함께 이하의 설명에서 밝혀질 것이다.
도 1의 (a)는 온도 조정 장치로 기능하는 정전척의 개략 단면도.
도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 정전척의 부분 확대 단면도.
도 2는 도 1의 (a)의 정전척에서 정해진 존(zone)(온도 조정 영역)의 일례를 나타내는 개략 평면도.
도 3은 베이스 플레이트 내의 도관 및 조정 로드(관통 구멍)의 배치를 나타내는 개략 평면도.
도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 정전척의 부분 확대 단면도.
도 2는 도 1의 (a)의 정전척에서 정해진 존(zone)(온도 조정 영역)의 일례를 나타내는 개략 평면도.
도 3은 베이스 플레이트 내의 도관 및 조정 로드(관통 구멍)의 배치를 나타내는 개략 평면도.
본 발명과, 그 목적 및 이점은, 첨부된 도면과 함께 현재 바람직한 실시예의 다음의 설명을 참조하여 최선으로 이해될 수 있다.
이하, 일 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도면의 구성 요소는 간결하고 명확히 나타내져 있으며 반드시 축척대로 그려져 있는 것은 아니다. 단면도에서, 일부 구성 요소의 일부 부호 및 해칭은 생략되어 있다.
도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 온도 조정 장치로서 기능하는 정전척(ESC)은, 유지 플레이트로서 기능하는 정전척 플레이트(10), 접착층(20), 및 베이스 플레이트(30)를 포함한다. 베이스 플레이트(30)는 정전척 플레이트(10)를 지지한다.
정전척 플레이트(10)는 플레이트 바디(11), 복수의 정전 전극(12), 및 복수의 저항 발열체(13)를 포함한다. 정전 전극(12) 및 저항 발열체(13)는 플레이트 바디(11)에 내장된다. 도 1의 (a)에는, 하나의 정전 전극(12)이 나타나 있다. 플레이트 바디(11)는 기판 재치면(11a)(도 1의 (a)의 상면) 및 기판 재치면(11a)(도 1의 (a)의 상면)의 반대측에 위치하는 접착면(11b)(도 1의 (a)의 하면)을 갖는다. 기판 재치면(11a)과 접착면(11b)은 서로 평행하다. 정전척 플레이트(10)는 원반 형상을 갖도록 형성된다. 정전척 플레이트(10)는, 크기(직경)가 예를 들면 300 mm이고, 두께가 예를 들면 5 mm이다. 기판(W)(피가공 기판)이 기판 재치면(11a)에 재치된다. 다음의 설명에서, 이해를 쉽게 하기 위해, 플레이트 바디(11)를 정전척 플레이트(10)라고도 할 수 있다.
플레이트 바디(11)는 절연 재료로 이루어진다. 예를 들면, 플레이트 바디(11)의 재료는, 알루미나, 질화알루미늄 또는 질화실리콘 등의 세라믹, 또는 실리콘 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기 재료일 수 있다. 본 실시예에서는, 입수 용이성, 가공 용이성, 상대적으로 높은 내(耐)플라즈마성 등의 관점에서, 알루미나 또는 질화알루미늄 등의 세라믹이 사용된다. 특히, 질화알루미늄은 150 내지 250 W/(m·K)의 비교적 높은 열전도성을 가지며, 이에 따라 바람직하게 정전척 플레이트(10)에 의한 흡착 대상(이 경우, 기판(W))의 평면 온도 편차를 저감한다.
정전 전극(12)은 박막 전극이다. 정전 전극(12)은 기판 재치면(11a) 근방의 플레이트 바디(11)에 내장된다. 정전 전극(12)은 흡착 전원(도시 생략)에 전기적으로 접속된다. 정전 전극(12)은 흡착 전원에 의해 인가되는 전압을 사용하여 기판 재치면(11a)에 기판(W)을 고정하는 정전력을 발생시킨다. 정전 전극(12)의 재료로서는, 예를 들면, 텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)을 사용할 수 있다. 도 1의 (a)에는 정전 전극(12)을 단일 전극으로 나타내고 있지만, 정전 전극(12)은 동일 평면 상에 배치되는 복수의 전극을 포함한다.
저항 발열체(13)는 플레이트 바디(11)의 정전 전극(12)과 접착면(11b) 사이에 내장된다. 저항 발열체(13)는 기판 재치면(11a)에 평행한 평면을 따라 배치된다. 저항 발열체(13)는 정전 전극(12)으로부터 전기적으로 절연된다.
저항 발열체(13)는 가열 전원 장치(도시 생략)에 전기적으로 연결된다. 저항 발열체(13)는 가열 전원 장치에 의해 인가되는 전압에 의거하여 발열한다. 저항 발열체(13)는 플레이트 바디(11) 내에 정해진 온도 조정 영역(존)에 배치되고, 각 존에서 독립적으로 제어된다. 저항 발열체(13)의 재료로는, 예를 들면, 텅스텐(W) 또는 몰리브덴(Mo)을 사용할 수 있다. 예를 들면, 정전척 플레이트(10)는, 텅스텐이 인쇄된 그린 시트를 포함하는 복수의 그린 시트를 적층하고 이 그린 시트를 소성함으로써 형성된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 정전척 플레이트(10)에서 존 Z1, Z2, Z3 및 Z4이 동심(concentricity)이 되도록 정해진다. 도 1의 (a)에 나타낸 저항 발열체(13)는, 기판(W) 전체의 온도가 균일해지도록, 존 Z1, Z2, Z3 및 Z4 각각에서 제어된다.
정전척 플레이트(10)는 접착층(20)에 의해 베이스 플레이트(30)의 상면(30a)에 접착된다. 접착층(20)은 열전도성을 가져 정전척 플레이트(10)의 열을 베이스 플레이트(30)에 전달한다. 접착층(20)의 재료로서는, 열전도성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 접착층(20)의 재료로서 실리콘 수지를 사용할 수 있다. 접착층은, 예를 들면 1.0 mm 내지 1.5 mm의 두께를 갖는다.
베이스 플레이트(30)는 냉각재를 순환시키는 도관(31)을 포함한다. 냉각재는, 예를 들면 물 또는 갈덴(Galden)이다. 예를 들면, 도관(31)은 베이스 플레이트(30)의 상면(30a)에 평행한 평면을 따라 형성된다.
도 3은 도관(31)의 일례를 나타낸다. 도관(31)은, 냉각재가 도관(31)을 흘러 베이스 플레이트(30)를 전체적으로 냉각하도록 형성된다. 도관(31)은 도관(31)의 일 단부에 위치되어 냉각재를 받아들이는 취입부(取入部)(31a), 및 도관(31)의 다른 단부에 위치되어 냉각재를 배출하는 배출부(31b)를 갖는다. 도관(31)은 냉각 기구의 일례이다.
베이스 플레이트(30)의 재료로는, 알루미늄 또는 초경합금 등의 금속 재료, 이러한 금속 재료와 세라믹 재료의 복합 재료 등을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, 입수 용이성, 가공 용이성, 높은 열전도성 등의 관점에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하며, 베이스 플레이트(30)의 상면(30a)은 알루마이트 처리되어 절연막이 형성된다. 베이스 플레이트(30)는, 예를 들면 35 mm 내지 40 mm의 두께를 갖는다.
도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 베이스 플레이트(30)는, 베이스 플레이트(30)를 상면(30a)으로부터 하면(30b)까지 관통 연장하는 복수의 관통 구멍(32)을 갖는다. 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(32)은 상면(30a) 또는 베이스 플레이트(30)의 상면(30a)에 평행한 평면에 균일한 밀도로 배치된다.
도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 접착층(20)은, 접착층(20)을 상면(20a)으로부터 하면(20b)까지 관통 연장하여 베이스 플레이트(30)의 관통 구멍(32)과 연통하는 복수의 관통 구멍(21)을 포함한다. 베이스 플레이트(30)의 관통 구멍(32)에는 조정 로드(40)가 삽입된다. 조정 로드(40)는 베이스 플레이트(30)에 의해 지지된다. 조정 로드(40) 각각은 접착층(20)의 대응하는 관통 구멍(21)에 삽입되는 원위단(distal end)(40a)을 갖는다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 도관(31)은 조정 로드(40)들 사이의 간극(gap)을 지나고, 베이스 플레이트(30)를 두께 방향에서 볼 때 실질적으로 동심원 형상을 형성하도록 배치된다.
이하, 베이스 플레이트(30)의 관통 구멍(32) 및 조정 로드(40)를 상세히 설명한다. 관통 구멍(32) 중 하나와 조정 로드(40) 중 하나를 설명한다. 다른 관통 구멍(32)들 및 다른 조정 로드(40)들은 마찬가지로 형성된다.
도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(32)은, 상면(30a)으로부터 하방으로 연장되는 지지 구멍(33) 및 하면(30b)에서 열려 있고 지지 구멍(33)보다 직경이 큰 조정 구멍(34)을 갖는다. 조정 구멍(34)의 내면에는, 나사 홈(암나사)(34a)이 형성된다. 관통 구멍(21)은 지지 구멍(33)의 직경(내경)과 동일한 직경(내경)을 갖는다.
조정 로드(40)는 윈위단(40a)을 갖는 삽입부(41) 및 지지부(42)를 포함한다. 삽입부(41)는 지지 구멍(33) 및 관통 구멍(21)에 삽입된다. 지지부(42)는 조정 구멍(34)에 삽입된다. 지지부(42)의 외면에는, 조정 구멍(34)의 나사 홈(34a)과 맞물릴 수 있는 나사산(수나사)(42a)이 형성된다. 조정 로드(40)(삽입부(41))는 예를 들면 1 mm 내지 5 mm의 직경을 갖는다.
지지부(42)의 길이 및 조정 구멍(34)의 깊이는, 조정 로드(40)의 이동 범위에 의존하여 설정된다. 본 실시예에서, 지지부(42)의 길이 및 조정 구멍(34)의 깊이는, 조정 로드(40)의 위치가 이동 범위 내에서 조정될 때 조정 로드(40)의 원위단(40a)이 관통 구멍(21) 내에 위치되도록 설정된다. 따라서, 조정 로드(40)의 이동 범위는 접착층(20)의 두께에 의존하여 설정된다.
지지부(42)의 단부면(42b)에는, 지그 삽입부(42c)가 형성된다. 지그 삽입부(42c)에는, 도시 생략한 지그(예를 들면, 육각 바 렌치, 정밀 드라이버 등)가 삽입될 수 있다. 지지부(42), 즉 조정 로드(40)는 조정 로드(40)의 원위단(40a)의 위치를 조정하도록 지그를 이용하여 회전된다.
조정 로드(40)는 접착층(20)보다 열전도성이 높은 열전도성을 갖는 재료로 이루어진다. 조정 로드(40)의 재료로는, 알루미늄 또는 초경합금 등의 금속 재료, 이러한 금속 재료 및 세라믹 재료의 복합 재료 등을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, 입수 용이성, 가공 용이성, 높은 열전도성 등의 관점에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용한다.
이하, 정전척의 동작에 대해 설명한다.
정전척 플레이트(10)의 저항 발열체(13)는, 저항 발열체(13)에의 급전(給電)에 의해 기판 재치면(11a)에 재치된 기판(W)을 가열해서 발열한다. 베이스 플레이트(30)는 냉각재로 냉각된다. 따라서, 정전척 플레이트(10)의 열은 접착층(20)을 통해 베이스 플레이트(30)에 전해진다. 저항 발열체(13)의 발열 및 베이스 플레이트(30)에 의한 냉각으로 인해, 정전척 플레이트(10)의 상면(기판 재치면(11a))의 온도가 제어된다.
저항 발열체(13)는 기판 재치면(11a)에 재치된 기판(W)의 온도를 균일하게 하는 형상을 갖는다. 그러나, 저항 발열체(13)의 형상, 예를 들면 배선 패턴의 폭 및 두께는 제조 공정에서 편차가 있을 수 있다. 이러한 형상 편차는, 부분적으로 저항 값의 편차, 즉 저항 발열체(13)의 일부에 있어서 발열량의 편차를 야기한다. 따라서, 저항 발열체(13)의 형상 편차로 인해, 기판 재치면(11a)의 온도가 불균일해진다. 예를 들면, 배선 패턴 폭의 제조 값이 부분적으로 그 설계 값보다 클 경우, 해당 부분의 저항 값은 제조 값과 설계 값의 차이에 따라 감소된다. 이것은 저항 발열체(13)의 해당 부분의 발열 온도를 저하시킨다. 마찬가지로, 베이스 플레이트(30)의 도관(31)의 형상이 제조 공정에서 편차가 있을 수 있다. 이러한 도관(31)의 형상 편차로 인해, 기판 재치면(11a)의 온도가 불균일해진다.
조정 로드(40) 각각은, 대응하는 관통 구멍(21 및 32) 내에서 가동(可動)되게 베이스 플레이트(30)에 의해 지지된다. 또한, 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)은 대응하는 관통 구멍(21 및 32) 내에 위치된다. 따라서, 정전척 플레이트(10)의 열이 조정 로드(40) 및 접착층(20)을 통해 베이스 플레이트(30)에 전해진다. 여기에서, 조정 로드(40)는 접착층(20)보다 높은 열전도성을 갖는다. 따라서, 접착층(20)의 관통 구멍(21) 근방의 정전척 플레이트(10)의 온도는 조정 로드(40)의 열전도성과 접착층(20)의 열전도성 사이의 차이에 따라 변한다. 예를 들면, 조정 로드(40)의 열전도성과 접착층(20)의 열전도성 사이의 차이가 커질 경우, 관통 구멍(21) 근방의 온도가 저하된다. 따라서, 조정 로드(40)는, 조정 로드(40)의 직경, 즉 관통 구멍(21)의 내경에 의존하는 범위 내에서 정전척 플레이트(10)의 온도를 변화시킨다.
또한, 접착층(20)의 관통 구멍(21) 근방의 정전척 플레이트(10)의 온도는, 정전척 플레이트(10)의 접착면(11b)으로부터 관통 구멍(21) 내의 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)까지의 거리에 따라 변한다. 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)과 정전척 플레이트(10)의 접착면(11b) 사이의 거리가 줄어들 경우, 정전척 플레이트(10)로부터 조정 로드(40)에 열이 보다 효율적으로 전해진다. 결과적으로, 관통 구멍(21) 근방의 온도가 저하된다.
예를 들면, 관통 구멍(21) 내의 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)의 위치는, 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a)의 온도의 측정 결과에 의거하여 조정된다. 온도 측정에 있어서, 접촉형 온도계(예를 들면, 열전대를 사용하는 온도계) 또는 비접촉형 온도계(예를 들면, 적외선 온도계)를 사용할 수 있다. 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)의 위치를 조정함으로써, 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a) 상에서의 열 밀도 및 열 밀도 분포가 조정된다. 이와 같이, 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a)에 의해 흡착 및 유지되는 기판(W)의 온도가 균일하게 제어될 수 있다.
조정 로드(40)는 베이스 플레이트(30)의 관통 구멍(32) 내에 삽입된다. 예를 들면, 기판 재치면(11a)의 온도를 측정하면서, 베이스 플레이트(30)의 하면(30b) 측의 지그를 이용하여 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)의 위치를 조정할 수 있다. 이와 같이, 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a)의 온도는 조정 로드(40) 각각의 근방에서 쉽게 변할 수 있다.
본 실시예는 다음의 이점을 갖는다.
(1) 기판(W)은 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(30a)에 재치된다. 정전척 플레이트(10)는 기판(W)을 가열하기 위한 저항 발열체(13)를 포함한다. 정전척 플레이트(10)는 접착층(20)에 의해 베이스 플레이트(30)의 상면(30a)에 접착된다. 관통 구멍(32)은 베이스 플레이트(30)를 상면(30a)으로부터 하면(30b)까지 관통 연장된다. 관통 구멍(21)은, 베이스 플레이트(30)의 관통 구멍(32)과 연통하도록 접착층(20)을 관통 연장한다. 조정 로드(40)는 관통 구멍(32) 내에 삽입되고 베이스 플레이트(30)에 의해 지지된다. 조정 로드(40)의 원위단(40a)은 접착층(20)의 관통 구멍(21) 내에 위치된다.
접착층(20)의 관통 구멍(21) 근방의 정전척 플레이트(10)의 온도는, 관통 구멍(21) 내의 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)으로부터 정전척 플레이트(10)의 접착면(11b)까지의 거리에 따라 변한다. 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)과 정전척 플레이트(10)의 접착면(11b) 사이의 거리가 줄어들면, 정전척 플레이트(10)로부터 조정 로드(40)에 열이 보다 효율적으로 전해진다. 이로 인해, 관통 구멍(21) 근방의 온도가 낮아진다. 따라서, 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a)의 온도를 측정하고 온도 측정 결과에 의거하여 조정 로드(40) 각각의 원위단(40a)의 위치를 변경시킴으로써, 기판 재치면(11a)의 열 밀도 및 열 밀도 분포를 조정할 수 있다. 따라서, 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a)에 의해 흡착 및 유지되는 기판(W)의 온도가 균일하게 제어될 수 있다.
(2) 조정 로드(40)는 베이스 플레이트(30)의 관통 구멍(32)에 나사 결합된다. 따라서, 기판 재치면(11a)의 온도를 측정하면서, 베이스 플레이트(30)의 하면(30b) 측에서 조정 로드(40)의 원위단(40a)의 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a)의 온도를 용이하게 제어할 수 있다.
본 발명이 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고 많은 다른 특정 형태로 구현될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 특히, 본 발명은 다음의 형태로 구현될 수 있음을 이해해야 한다.
상술한 실시예에서, 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a)의 열 밀도를 조정할 수 있다면, 조정 로드(40)의 재료는 적절하게 변경될 수 있다. 따라서, 조정 로드(40)의 재료는 베이스 플레이트(30)와 동일한 재료로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 조정 로드(40)는 베이스 플레이트(30)보다 열전도성이 낮은 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 조정 로드(40)에는, 열 전도율이 접착층(20)과 같거나 그 이하인 재료를 사용할 수 있다.
상술한 실시예에서, 조정 로드(40)가 배치되는 관통 구멍(21 및 32)의 위치는 적절히 변경될 수 있다. 예를 들면, 기판 재치면(11a)의 온도 편차가 큰 위치에서는, 조정 로드(40)의 배치 간격이 좁아질 수 있다. 이런 방식으로, 조정 로드(40)의 배치 밀도는 정전척 플레이트(10)의 기판 재치면(11a)의 온도 분포에 따라 변경될 수 있다.
본 예 및 실시예는 제한이 아닌 예시로서 간주되어야 하고, 본 발명은 본원의 상세한 설명에 한정되는 것은 아니지만, 첨부된 특허청구범위의 범주 및 그에 상당하는 것 내에서 변경될 수 있다.
Claims (9)
- 피처리 기판이 재치(載置)되는 재치면 및 상기 재치면에 재치된 피처리 기판을 가열할 수 있는 발열체를 포함하는 유지 플레이트,
상기 유지 플레이트를 지지하는 베이스 플레이트로서, 상기 베이스 플레이트를 두께 방향으로 관통 연장하는 복수의 제 1 관통 구멍을 포함하는 상기 베이스 플레이트,
상기 베이스 플레이트와 상기 유지 플레이트를 접착하고, 상기 복수의 제 1 관통 구멍과 각각 연통하는 복수의 제 2 관통 구멍을 포함하는 접착층, 및
상기 복수의 제 1 관통 구멍 내에 각각 삽입되는 복수의 조정 로드로서, 상기 조정 로드 각각은 대응하는 상기 제 2 관통 구멍 내에 위치되는 원위단(distal end)을 포함하는 상기 복수의 조정 로드를 포함하는 온도 조정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조정 로드 각각은 상기 접착층과는 다른 열전도성을 갖는 온도 조정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조정 로드 각각은 상기 접착층보다 높은 열전도성을 갖는 온도 조정 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트를 두께 방향에서 볼 때, 상기 제 1 관통 구멍은 상기 베이스 플레이트에 균일하게 배치되어 있는 온도 조정 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유지 플레이트는, 상기 재치면과 상기 발열체 사이에 배치되며 상기 피처리 기판을 흡착할 수 있는 정전 전극을 더 포함하는 온도 조정 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 냉각재가 흐르는 도관(conduit)을 더 포함하는 온도 조정 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조정 로드는 대응하는 상기 제 1 및 제 2 관통 구멍 내에서 가동(可動)되도록 상기 베이스 플레이트에 의해 지지되는 온도 조정 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조정 로드는 서로 독립적으로 가동되는 온도 조정 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 냉각재가 흐르는 도관을 더 포함하고,
상기 도관은 상기 조정 로드들 사이의 간극(gap)을 지나며, 상기 베이스 플레이트를 두께 방향에서 볼 때, 상기 도관은 실질적으로 동심원 형상을 형성하도록 배치되는 온도 조정 장치.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2014-057751 | 2014-03-20 | ||
| JP2014057751A JP6215104B2 (ja) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | 温度調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150110335A KR20150110335A (ko) | 2015-10-02 |
| KR102335646B1 true KR102335646B1 (ko) | 2021-12-07 |
Family
ID=54142806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150033677A KR102335646B1 (ko) | 2014-03-20 | 2015-03-11 | 온도 조정 장치 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10090176B2 (ko) |
| JP (1) | JP6215104B2 (ko) |
| KR (1) | KR102335646B1 (ko) |
| TW (1) | TWI645500B (ko) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5987966B2 (ja) * | 2014-12-10 | 2016-09-07 | Toto株式会社 | 静電チャックおよびウェーハ処理装置 |
| JP6626419B2 (ja) * | 2016-09-30 | 2019-12-25 | 新光電気工業株式会社 | 静電チャック、基板固定装置 |
| JP6993835B2 (ja) * | 2017-10-12 | 2022-01-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 保持装置および保持装置の製造方法 |
| US11784067B2 (en) | 2018-05-28 | 2023-10-10 | Niterra Co., Ltd. | Holding device and method for manufacturing holding device |
| JP7278072B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2023-05-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 静電チャックおよび静電チャックの製造方法 |
| CN112082373B (zh) * | 2020-09-03 | 2024-01-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 烘干机及烘干机控制方法 |
| CN112864079B (zh) * | 2021-01-25 | 2024-02-27 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 静电卡盘及半导体加工设备 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3819538B2 (ja) | 1997-06-16 | 2006-09-13 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 静電チャック装置及び載置台 |
| US6310755B1 (en) * | 1999-05-07 | 2001-10-30 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck having gas cavity and method |
| EP1406472A1 (en) * | 2001-07-09 | 2004-04-07 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic heater and ceramic joined article |
| US8038796B2 (en) * | 2004-12-30 | 2011-10-18 | Lam Research Corporation | Apparatus for spatial and temporal control of temperature on a substrate |
| US20070045239A1 (en) * | 2005-08-31 | 2007-03-01 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method for processing a microfeature workpiece using a plasma |
| JP4944601B2 (ja) | 2006-12-28 | 2012-06-06 | 新光電気工業株式会社 | 静電チャック及び基板温調固定装置 |
| JP5018244B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2012-09-05 | 住友大阪セメント株式会社 | 静電チャック |
| WO2009008474A1 (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Tokyo Electron Limited | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
| JP4974873B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2012-07-11 | 新光電気工業株式会社 | 静電チャック及び基板温調固定装置 |
| JP5163349B2 (ja) * | 2008-08-01 | 2013-03-13 | 住友大阪セメント株式会社 | 静電チャック装置 |
| JP3154629U (ja) * | 2009-08-04 | 2009-10-22 | 日本碍子株式会社 | 静電チャック |
| JP5423632B2 (ja) * | 2010-01-29 | 2014-02-19 | 住友大阪セメント株式会社 | 静電チャック装置 |
-
2014
- 2014-03-20 JP JP2014057751A patent/JP6215104B2/ja active Active
-
2015
- 2015-03-09 TW TW104107361A patent/TWI645500B/zh active
- 2015-03-09 US US14/641,678 patent/US10090176B2/en active Active
- 2015-03-11 KR KR1020150033677A patent/KR102335646B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201539642A (zh) | 2015-10-16 |
| JP2015185552A (ja) | 2015-10-22 |
| JP6215104B2 (ja) | 2017-10-18 |
| US10090176B2 (en) | 2018-10-02 |
| US20150270149A1 (en) | 2015-09-24 |
| TWI645500B (zh) | 2018-12-21 |
| KR20150110335A (ko) | 2015-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102335646B1 (ko) | 온도 조정 장치 | |
| TWI702685B (zh) | 極端均勻加熱基板支撐組件 | |
| TWI780597B (zh) | 具有獨立隔離的加熱器區域的晶圓載體 | |
| US8981263B2 (en) | Electrostatic chuck apparatus | |
| TWI641074B (zh) | 局部加熱之多區域基材支撐座 | |
| JP5823915B2 (ja) | 静電チャックの製造方法 | |
| KR20180087411A (ko) | 정전 척 기구 및 반도체 처리 장치 | |
| US10262886B2 (en) | Electrostatic chuck device | |
| KR102266688B1 (ko) | 트레이 및 웨이퍼 고정 장치 | |
| US20090159590A1 (en) | Substrate temperature adjusting-fixing devices | |
| US11348819B2 (en) | Electrostatic chuck device | |
| KR20160104104A (ko) | 반도체 처리를 위한 다이오드 평탄한 히터존들을 갖는 가열 플레이트 | |
| JP2016184645A (ja) | 静電チャック装置 | |
| JP5891332B2 (ja) | 静電チャック | |
| JP5658083B2 (ja) | 温度変更システム | |
| JP2019149434A (ja) | 保持装置 | |
| JP4495687B2 (ja) | 静電チャック | |
| WO2014116434A1 (en) | Substrate processing chamber components incorporating anisotropic materials | |
| JP6789081B2 (ja) | 保持装置 | |
| JP2019071351A (ja) | ウエハ加熱用ヒータユニット | |
| KR101257657B1 (ko) | 온도 변경 시스템 |
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 |