KR102371870B1 - 정전식 기판 홀더 - Google Patents

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Abstract

정전식 기판 홀더는 기판을 수용 및 홀딩하기 위해 제안된다.

Description

정전식 기판 홀더
더 높은 성능을 가진 전자 디바이스에 대한 시장 수요는 신규한 생산 및 대응되는 기능 유닛을 위한 프로세싱 방법을 필요로 한다. 이러한 성능은 이미지 캡처, 더 빠르고 더 큰 메모리 구성 요소와 같은 더 민감한 센서의 측면에서 컴퓨팅 용량 증가와 관련하여 정의될 수 있지만, IGBT 요소의 경우 더 큰 스위칭 전류 또는 더 높은 주파수, 더 밝거나, 다채롭거나 더 다채로운 LED와 관련하여 정의될 수도 있다.
대부분의 경우, 증가된 성능은 증가된 에너지 전환과 함께 발생하는데, 그 결과 열 손실이 마찬가지로 높아지게 된다. 과열을 방지하기 위해, 한편으로는, 냉각시키면서, 다른 한편으로는, 부피를 줄이고 표면을 상승시키는 것이 합당하다. 소형화가 요구되는만큼 진행될 수 없기 때문에, 칩의 부피를 감소시키는 것은 기술적으로 측면 방향으로 제한된다. 물리적 프레임 워크 파라미터는 개별 기술의 엄격한 경계로서 점점 더 많이 발생한다. 칩 부피를 줄이기 위해, 칩 및/또는 캐리어(기판이라고도 함)를 더 얇게 만드는 것이 현명한 단계이다.
기판이 얇을수록 부서지기 쉽다. 부서지기 쉬우므로 기판 취급에 특별한 요구 사항이 있다. 기판 파손을 방지하고 대량 생산을 가능하게하기 위해서는 기판을 고정하고 프로세싱하는 것과 같은 특별한 조치가 필요하다.
백-씨닝된 기판은 원래의, 바람직하게는 평평한 형상이고, 고정된 형상이어야 하는데, 왜냐하면, 지지되지 않은 백-씨닝된 기판은 개별 모양을 취하고, 심지어 롤업될 수 있기 때문이다. 이러한 이유는 국부적인 원자 상태가 제어될 수 없고, 또한 기계적 스트레스 상태에 의해 형성에 영향을 미치기 때문이다.
평면의 정의는 SEMI 표준에 따라 수학적으로 또는 반도체 기술 측면에서 발생할 수 있으며, 이는 공차의 맥락에서 허용되는 편차를 결정한다. 이들 정의는 관련 분야의 당업자에게 이미 공지되어 있다.
또한, 산업은 변형된 기판을 고정하고 곧게 펴기 위한 기판 취급 또는 고정 디바이스라는 이름으로 복수의 접근법 및 해결책을 개발해왔다. 캐리어 기판(US8449716B2 참조) 및 이와 관련된 어셈블리와 연결 기술의 사용을 비교한다.
선행 기술의 몇 가지 단점은 다음에서 다루어진다. 종래 기술의 대부분의 홀딩 디바이스는 진공에 적합하지 않거나 제한된 범위 내에서만 진공에 적합하다.
홀딩 디바이스의 한 가지 가능성은 캐리어 상에 기판을 고정하기 위해 화학적 접착제를 사용한다. 고온(200℃ 이상, 바람직하게는 300℃ 이상, 특히 바람직하게는 350℃ 이상, 매우 특히 바람직하게는 400℃ 이상) 및/또는 진공 중에서 수행되는 기술적 단계에 있어서, 특히, 아웃가싱(outgassing) 폴리머 화합물 및/또는 접착제 및/또는 솔더의 사용은 불리하다.
홀딩 디바이스에 대한 또 다른 옵션은, 약한 원자력 및/또는 표면 접착에 의해, 기판들 또는 기판, 특히 백-씨닝된 기판을 고정하는 것으로 구성된다. 캐리어 및 박리(detachment)에 대한 얇은 기판의 접착은, 특히 고온 및/또는 진공 상태에서의 적용에 대한 도전 과제가 된다.
다른 옵션은 특히 백-씨닝된 기판을 기계적으로 고정하는 것으로 구성된다. 홀딩력은 그리퍼로 만들 수 있다. 그러나, 이것은 청결 기준 및 생산된 구조물의 감도로 인해, 종종 바람직하지 않다.
많은 경우에, 홀딩 디바이스의 추가적인 실시예는 유체력 생성을 사용하는데, 압력 차이를 가진 흐름 조건이 생성되어서, 외부 압력이 홀딩 디바이스 상의 기판을 가압한다. 에어 쿠션이나 석션 홀딩 표면을 사용하는 베르눌리 작동기가 사용될 수 있다. 이러한 시스템의 실시예와 설계는 관련 기술의 당업자에게 알려져 있다.
언급된 각각의 홀딩 디바이스는, 진공 상태에서 사용될 때, 적어도 하나의 단점을 갖는다는 것을 알 수 있다.
정전기의 효과는 특히 상대적으로 작고 가벼운 공작물을 고정하기 위해 당 업계에서 오랫동안 사용되어 왔다. 이 경우, 쿨롱 상호 작용 또는 존센-라흐벡 효과(Johnsen-Rahbek effect)(US 1,533,757 참조)가 사용된다. 공지된 바와 같이, 절연체, 전도체 및 반도체의 물질 특성 및 전기 전하는, 공정에서 "흐르는" 전기 전하 없이, 힘, 특히 유지력을 발생시키는데 사용된다.
공작물 고정의 경우, 정전기 유지력은 인쇄 기술이나 작은 곡선을 그릴 때 사용된다. 마찬가지로, 정전 매체 고정(종이)을 갖는 드럼 기록기는 공지된 것으로 간주될 수 있다.
반도체 산업, 특히 진공, 바람직하게는 고- 또는 초고-진공 설비에서의 기판 처리에서, 간단한 정전식 기판 홀더를 사용하여, 기판을 고정시키는 것이 일반적이다. 이러한 유형의 기판 홀더는, 예를 들어 이온 주입 플랜트에 사용된다. 이러한 유형의 설비는, 기판 또는 기판들을 특정 각도로 회전시킬 수 있다(US2014/0290862 A1참조). 또한, 병진 자유도는 기판 홀더의 연장으로서 고려될 수 있다(US2015/0170952A1 참조). 홀더로부터 기판을 분리하는 것(DOI: 10.1585/pfr.3.051)은 이미 적절히 조사되었고, 기판 재료와 정전 유지력의 관계(cf. DOI : 10.1063/1.2778633)도 조사되었다.
따라서, 종래 기술은 정전 유지력에 의해 기판을 고정시키고, 3 자유도 (2 개의 틸팅 축 및 1 개의 병진 축)를 허용하는 기판 홀더를 개시한다.
종래 기술에서, 전극은 정전기 유지력을 발생시키는데 사용되며, 전극은 기판 홀더의 표면 또는 기판 홀더의 체적에 수용되며, 따라서 기판은 처리 중에 노출되는 모든 이동을 수행한다. 슬라이딩 접촉부는 상기 전극을 접촉시키는데 사용된다.
그러나, 실행 가능한 이동 절차는 종래 기술의 설비를 사용하여 제한된다. 유지되는 기판은 공지된 기판 홀더에 정전기적으로 유지된다. 그러나, 이들은 정전기 유지 표면의 접촉이 슬라이딩 접촉에 의해 실행되기 때문에, 입자를 배출하지 않고 발생할 수 있는 완전한 반복 회전을 허용하지 않는다. 슬라이딩 접촉은 항상 입자 마모를 일으키며, 이는 특히 고진공 설비 또는 플라즈마 설비에 대해 불리한 영향을 미친다.
그러므로, 본 발명의 목적은 개선된 정전식 기판 홀더를 제공하는 것이다. 특히, 회전하는 동안 원치않은 입자 마모는 최소화되거나 심지어 방지되어야 한다. 또한, 홀더의 가동성은 개선되어야 한다.
이러한 목적은 조화로운 특허 청구항의 주제로 달성된다. 본 발명의 바람직한 개발예는 종속항에서 명시된다. 설명서, 청구항 및/또는 도면에 명시된 적어도 2개의 특징의 모든 조합은 본 발명의 범위에 있다. 값 범위가 명시될 때, 언급된 한계 내에 있는 값은 한계값으로 개시되고 원하는 조합으로 청구가능하다.
본 발명에 따른, 기판을 수용하고 홀딩하기 위한 정전식 기판 홀더(이하에서는, 샘플 홀더나 홀딩 디바이스라고 함)는,
기판을 홀딩 표면(이하에서는, 고정 영역 또는 고정 표면이라고도 함) 상에 고정하기 위한 홀더를 가진 회전자와,
회전자를 수용하고 장착하기 위한 고정자와,
기판을 고정하기 위한 정전식 유지력을 생성하기 위한 전극을 포함하되,
고정자는 전극을 가진다.
본 발명에 따른 홀딩 디바이스의 실시예는, 기판의 지름과 무관하게, 임의의 기판을 취급할 수 있다.
더구나, 본 발명은 기판을 처리하기 위한 방법에 관한 것인데, 상기 기판은 본 발명에 따른 정전식 기판 홀더에 의해 유지되고 고정된다. 그러므로, 본 발명에 따른 기판 홀더의 모든 양태는 본 방법에 적용된다.
더구나, 본 발명은, 기판을 처리하기 위한 처리 장비 및 기판을 유지하기 위한 본 발명에 따른 정전식 기판 홀더를 가진 처리 설비에 관한 것이다. 그러므로, 본 발명에 따른 기판 홀더의 모든 양태는 처리 설비에도 적용된다.
특히, 본 발명은 홀딩 표면에 위치되지 않고, 대신에 고정자 상에 및/또는 내에 위치된 전극으로 구성된다.
특히, 본 발명의 이점은, 본 발명에 따른 기판 홀더가 슬라이딩 접촉 없이 설계될 수 있다는 것이다. 그 결과, 회전하는 동안 원치 않은 입자 마모가 최소화되거나 심지어 방지되는데, 이는 특히 고진공 설비나 플라즈마 설비에 유리하다.
샘플 홀더가 위치된 처리 챔버 내의 입자 수는 상당히 감소되고, 이는 본 발명에 따른 고정된 기판이나 샘플 홀더의 표면을 깨끗하게 유지시킨다.
본 발명에 따른 정전식 기판 홀더는 기계적 이동 장비로부터 정전식 홀딩 소유물을 분리시켜서, 기판 홀더의 정전식 슬라이딩 접촉을 없애서, 감소되고, 바람직하게는 최소의 입자 방전이 생성된다.
더구나, 거의 인캡슐레이트된 구조물에 의해, 샘플 홀더의 추가적인 오염이 회피되거나 적어도 현저히 감소된다.
본 발명의 이점은, 슬라이딩 부분의 회피와 실행가능한 연장부, 재생가능한 이동 절차 때문에, 감소되고 방전된 입자 양이다.
또한, 고정자는 정전식 도는 전기 모듈이라는 부분을 포함한다. 또한, 회전자는 기계식 모듈이라는 부분을 포함한다. 본 발명에 따른, 기판을 유지하고 이동하는 목적은 고정자와 회전자의 시너지 효과와 협업, 다시 말해 기계식 모듈과 정전식 모듈의 상호작용에 의해 달성된다.
본 발명은 회전가능한 홀더 및 회전을 수반하지 않는 정적인 전극을 가진 정전식 기판 홀더에 관한 것이다.
주로, 본 발명에 따른 정전식 기판 홀더는, 입자 없고 깨끗함을 매우 요구하는 진공, 고-진공 및/또는 초고-진공 설비에 사용된다.
다음 조건이 충족되어야 한다. Z 방향 또는 Z 축은 홀딩 표면에 수직으로 또는 수직인 표면으로서 이어진다. X, Y 방향 또는 축은 서로 수직이고, 홀더의 홀딩 표면에 평행하거나 홀딩 표면에서 이어진다.
x 축에 대한 회전은 ρ으로 라벨링되고, y 축에 대한 회전은 θ로 라벨링되고, z 축에 대한 회전은 φ으로 라벨링된다.
바람직한 실시예에서, 회전자는, 전기적 전도성 베어링 요소, 특히, 볼 베어링 및/또는 깊은 그루브 볼 베어링 및/또는 각 접촉 볼 베어링 및/또는 구형 롤러 베어링 및/또는 축 베어링 및/또는 방사형 베어링에 의해, 장착된다. 전기 전도성 때문에, 정전기력은 특히, 기판 효율성에 바람직하게 가해질 수 있다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 전기적 전도성 베어링 요소는 고정자의 전극을 터치하는 것이 제공된다. 그 결과, 정전기력은 특히, 기판 상에 효율적으로 가해지는 것이 바람직하다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 홀더의 두께는 Z 방향으로 100 mm 미만이고, 바람직하게는 50 mm 미만이고, 특히 바람직하게는 10 mm 미만이고, 매우 바람직하게는 5 mm 미만이다. 그 결과, 전극과 홀딩 표면 사이의 거리는 감소되어서 유지력이 최적화된다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 전극과 홀딩 표면 사이의 거리는 100 mm 미만이고, 바람직하게는 50 mm 미만이고, 특히 바람직하게는 10 mm 미만이고, 매우 바람직하게는 5 mm 미만으로 제공된다. 상이한 실시예에서, 전극과 홀딩 표면 사이의 거리는 3 mm 미만이고, 바람직하게는 1 mm 미만이고, 특히 바람직하게는 100 마이크로미터 미만이다. 이러한 짧은 거리로, 홀딩 표면은 더욱 개선될 수 있다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 함몰부는, 기판으로부터 먼쪽으로 향하는 홀더의 측면 상에 배열되는데, 이러한 함몰부에서, 전극이 배열되고, 함몰부는 특히 동심원적으로 및/또는 채널로서 구성된다. 결과적으로, 전극과 홀딩 표면 사이의 간격은 감소될 수 있다. 또한, 전극은, 원하는, 특히 균일하게 분산된 유지력을 생성하기 위해, 최적으로 분산될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 전극은 링으로 구성되도록 제공되는데, 링은 등거리 및/또는 동심원 방식으로 배열된다. 그러므로, 전극은, 원하는, 특히 균일하게 분산된 유지력을 생성하기 위해, 최적으로 분산될 수 있다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 전극은 원형 섹터 및/또는 원형 링 섹터로 구성되도록 제공된다. 그러므로, 전극은, 원하는, 특히 균일하게 분산된 유지력을 생성하기 위해, 최적으로 분산될 수 있다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 홀더는 벌집 구조로 구성되도록 제공된다. 결과적으로, 유지력의 생성은 더욱 균일하게 개선될 수 있다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 기판 홀더는 기판 및/또는 홀더를 이동시키기 위한, 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템을 가진다. 이는, 바람직하게는 기판 및/또는 홀더의 이동을 수행하는 것을 촉진시킨다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 기판 및/또는 홀더는, 적어도 제3 자유도, 바람직하게는 적어도 제4 자유도, 바람직하게는 적어도 제5 자유도, 가장 바람직하게는 제6 자유도로 이동될 수 있는 것이 제공된다. 이는, 기판 및/또는 홀더의 개선된 가동성을 가능하게 한다.
바람직하고 상이한 실시예에서, 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템은 거친 구동부와 미세 구동부를 사용하여, 적어도 하나의 자유도로 구성된다. 이는, 바람직하게는, 이동의 정확한 조절을 가능하게 한다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템의 구동부는, 비-이동 상태에서, 작동 전압 및/또는 전류 및/또는 다른 전력 공급부 없이, 각각의 위치를 유지하고 및/또는 정지할 수 있도록 제공된다. 이는, 정의된 위치에서, 기판 및/또는 홀더를 유지하는 것을 바람직하게 가능하게 한다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 기판 홀더는 이동 및/또는 절차, 특히 기판의 고정, 홀더의 위치, 홀더의 속력 및/또는 가속도를 제어 및/또는 조절하기 위한 중앙 제어 유닛 및/또는 조절 유닛을 가지는 것으로 제공된다. 이는, 원하는 파라미터의 개선된 조절을 바람직하게 가능하게 한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 기판 홀더는 거리 및/또는 위치 센서와 같은 영향 인자를 측정하기 위한 적어도 하나으 ltps서 및 측정된 영향 인자, 특히 위치 인코더 및/또는 각도 인코더에 따라 제어 및/또는 조절하기 위한 적어도 하나의 작동기를 가지도록 제공된다. 이는, 제어 루프에서 발생하기 위한, 영향 인자의 조사 및 이동의 최적 조절을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 기판 홀더는 적어도 3, 바람직하게는 적어도 4, 가장 바람직하게는 제5 이동 자유도를 가진다.
본 발명에 따른 기판 홀더는 회전의 3개의 축에 대해 360°회전을 가능하게 한다. 전극은 본 발명에 따라 회전되지 않는다. 그러므로, 회전의 3개의 축에 대한 이동은 전기 및/또는 전자 기능으로부터 각각 분리된다.
홀더 내로 전력 공급이 이어지기 위한 케이블이 없으므로, 홀더는 모든 방향으로 이동될 수 있고, 및/또는 모든 축에 대해 회전될 수 있다.
본 발명에 따른, 정전식 기능과 기계식 기능 사이의 분리 때문에, 정전식 성질과 기계식 성질의 절대적인 이중 기능이 없고, 정전식 구성요소는 전하 수송이나 절연 및 정전기력과 같은 정전식 기능을 맡고, 기판 홀더의 홀딩 표면은 배타적으로 전하 분리에 의해 정전기적으로 하전된다. 구동부 도는 가이드 또는 베어링과 같은 기계적으로 로딩된 부분은 실질적으로 연결된 전기 전위로부터 자유로워질 수 있다. 기능성이 정전기력에 의해 생성되므로, 홀딩 표면의 지지 기능은 혼합된 형태를 형성한다.
기능 분리 때문에, 설계 및 구성요소와 모듈의 제조 경비의 간단화가 달성될 수 있는데, 이는 기판 홀더 및/또는 설비의 비용 구조에 전체적으로 긍정적인 영향을 가진다.
기판은 바람직하게는 웨이퍼, 특히 반도체 웨이퍼이다. 웨이퍼는 잘-형성되고, 표준화된 지름을 가진 표준화된 기판이다. 그러나, 기판은 일반적으로 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 지름은 일반적으로 임의의 원하는 크기를 취할 수 있지만, 대부분 1 인치, 2 인치, 3 인치, 4 인치, 5 인치, 6 인치, 8 인치, 12 인치 및 18 인치, 25.4 mm, 50.8 mm, 76.2 mm, 100 mm, 125 mm, 150 mm, 200 mm, 300 mm, 450 mm 또는 그 보다 더 큰 표준화된 지름 중 하나를 가진다.
설명의 나머지 부분에서, 일반적으로 기판의 제조가 언급된다. 그러나, 특히, 본 발명에 따른 실시예는 대부분 웨이퍼, 특히 반도체 웨이퍼에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기판 홀더
본 발명은 정전식 기판 홀더에 관한 것이고, 이는 회전가능한 홀더 및 정적인 전극, 즉, 회전을 수반하지 않는 전극을 가진다.
전극은 일반적으로 정전식 모듈로 이해될 수 있고, 홀더는 기계식 모듈러 이해될 수 있다.
본 발명에 따르면, 정전식 모듈은 실질적으로, 특히 완전히, 기계식 모듈로부터 분리된다.
본 발명에 따른 정전식 기판 홀더는 기계식 이동 장비로부터 정전식 유지 속성을 분리시킨다. 다시 말해, 정전식 모듈과 기계식 모듈의 기능들은 서로 실질적으로, 특히 완전히 분리된다.
본 발명에 따른, 처리 설비에서 특히 사용되는, 특히 고진공 설비 및/또는 초고진공 설비에서 사용되는 기판 홀더에 있어서, 정전기의 효과는 유지력 생성에 사용된다.
정전기의 두 가지 효과는 특히 중요한데, 존센 라흐벡 효과와 쿨롱 효과이다.
언급된 정전기의 효과들 중 하나에 의해, 기판은 본 발명에 따른, 소위 홀딩 표면 상에 기판 홀더 상에 형성된 위치에 고정된다. 홀딩 표면은 홀더의 표면이고, 이는 기판 고정, 특히 평면 방식으로 실현되고, 기판 홀더 내의 구성요소로서 설치되도록 설계된다.
이하에서는, 평면성이 평면 영역, 특히 표면의 완벽성을 위한 조치로 사용된다. 평면으로부터의 편차는 수학적으로 이상적인 평면의 미세적 결함 및/또는 거시적 결함을 야기한다.
이들 결함은 리플(ripple)과 거칠기(roughness)로 정의될 수 있다. 표면의 리플은 표면의 특히 밀리미터 범위, 종종 마이크로미터 범위인 특정한 주기의 상승부와 하강부로 나타난다. 이와 달리, 거칠기는 마이크로미터 범위나 나노미터 범위에서 다소 비주기적인 현상이다.
이러한 유형의 표면 속성의 정확한 정의는 표면 물리학, 마찰학, 기계 공학 또는 재료 과학의 분야의 당업자에게 알려져 있다.
이상적인 표면으로부터의 상이한 편차를 커버하기 위해, 거칠기라는 용어는 설명서의 나머지 부분에서, 이러한 유형의 모든 효과를 커버하기 위해 유사어로서 사용될 수 있다. 거칠기는 평균 거칠기, 제곱 평균 거칠기 또는 평균 거칠기 깊이로 명시된다.
평균 거칠기, 제곱 평균 거칠기 및 평균 거칠기 깊이에 대해 결정된 값은 일반적으로, 동일하고 측정된 거리 또는 측정된 영역에 대해 상이하지만, 동일한 승수에 있다. 그러므로, 거칠기에 대한 수치값의 다음의 범위는 평균 거칠기, 제곱 평균 거칠기 또는 평균 거칠기 깊이에 대한 값으로 이해되어야 한다.
거칠기는, 이러한 경우에, 100 μm 보다 작고, 바람직하게는 10 μm 보다 작고, 더욱 바람직하게는 1 μm 보다 작고, 가장 바람직하게는 100nm 보다 작고, 가장 바람직하게는 10nm 보다 작다.
거칠기에 대해 나열된 값과 파라미터는 DIN ISO 2768-2 tolerance class H와 유사하고 더 나은 평면성에 대한 거시적 변수로 적용된다.
본 발명에 따른 실시예를 이해하는데 중요한 정전기의 2가지 물리적 효과는 이하에서 좀 더 자세히 다루어진다.
쿨롱 효과/존센-라흐벡 효과에 의한 힘 생성
두 개의 전극 사이에 전위차를 인가함에 의해, 반대 극성의 전하가 전극의 표면 상에 생성된다. 전기장은 하전된 표면 사이에 형성된다.
정전식 기판 홀더에서, 전극들은 서로 나란히 평행하게 놓여서, 전기장은 하나의 전극에서 다른 전극으로 부채꼴로 형성된다. 기판이 이러한 전기장과 접촉하면, 기판 표면 상의 전하는 배향 편극에 의해 영향받고 및/또는 배향된다.
각각의 경우에, 전극을 향하는 기판 표면은 반대 극성으로 하전된다. 기판 표면과 전극 상의 반대 편극 전하 때문에, 두 개는 서로 이끌린다.
전극들이 홀더 내에 또는 아래에 위치되면, 전극에 의해 생성된 전기장은 홀더를 통해 흐른다. 홀더가 유전체로 설계된다면, 홀더 내에 전하 흐름은 없을 수 있다.
그러므로, 홀더는 상대적인 유전 상수에 따라, 홀딩 표면 상의 대응되는 표면 편극을 유도할 수 있고, 표면 편극은 기판 표면의 편극에 대한 실제 소스로 간주될 수 있다.
SiO2 및/또는 비-전도성 세라믹과 같은 전기 절연체는 바람직하게는 홀더의 재료로 사용될 수 있다. 추가적인 재료, 특히, 고진공 또는 초고진공에 적합한, 유리, 유리 섬유, 카바이드, 니트라이드 및/또는 다른 유전체가 가능하다.
본 발명의 특별한 특징은 전극을 가진 정전식 기판 홀더를 구비하는 것에 있는데, 이는 회전을 수반하지 않고, 홀딩 표면으로부터 이격되어 있으며, 홀딩 표면에 갈바닉 접촉을 사용하지 않고 설계되어 있으며, 전기적으로 절연 기계식 구성이다. 그 결과, 이동된 기계식 부분은 완전히 갈바닉적이고, 공간적으로 정전식 모듈로부터 분리되고, 이는 유지력 생성과 관련된다.
상이한 효과는 존센-라흐벡 효과이다. 효과는 약한 전도성 홀더를 사용하는데, 이를 통해, 전극의 전기장은 마찬가지로 흐른다. 그러나, 홀더의 약한 전도성 때문에, 전기장에 의한 배향 편극이 발생하지 않고, 그 보다는 표면으로의 전하 흐름이 발생한다.
그리고 나서, 이들 전하는 기판 표면의 편극을 위한 실제의 소스로 간주될 수 있다. 상이한 유전체와 접촉하는 경우, 두 개의 접촉 물체의 표면에 불균형(unevenness)의 결과로 작은 갭이 발생하고, 이러한 갭 사이에서 매우 강한 장 세기가 생성될 수 있다.
이에 의해, 매우 큰힘은 존센-라흐벡 힘이라고 하고, 기판과 홀더 사이의 인력을 야기한다. 유지력이 존센-라흐벡 효과에 의해 생성되면, 약한 전기 전도체인 홀더는 특히 기판의 유도된 전하를 드레인할 수 있다.
이러한 경우, 약하고 전기적으로 전도성 홀딩 표면(즉, 홀더)은 정전식 모듈과 전기적으로 전도성 방식으로 접촉된다. 홀더의 이러한 정전식 접촉은 유지될 기판으로부터 먼쪽을 향한 측면에서 발생할 수 있다. 존센-라흐벡 효과를 유지력으로 사용하여 기판 홀더의 상이한 실시예는 이후에 다루어진다.
기계식 모듈, 독립적인 자유도
상이하고 바람직한 실시예에서, 정전식 기판 홀더는 기판 및/또는 홀더를 이동시키기 위한 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템을 가진다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 기판 및/또는 홀더는 적어도 제3 자유도, 바람직하게는 제4 자유도, 좀 더 바람직하게는 제5 자유도, 가장 바람직하게는 제6 자유도로 이동될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 기판 홀더의 정전식 유지력 생성의 실시예와 무관하게, 기판의 제6 자유도에 대해 기계적 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템은, 기판 홀더가 사용되는, 기판의 처리의 요구되는 이동 절차를 수행하는데 사용될 수 있다. 하나의 가능한 분할은 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 제5 자유도까지, 기판의 처리 동안에 본 발명에 따른 이동이 수행되는데 사용된다. 제6 자유도가, 기판 홀더에 의해, 특히 정전기적으로 차단되어서, 기판은 기판 홀더와 독립적으로 이동되지 못한다. 이러한 제6 자유도는 특히, 기판의 로딩 및/또는 언로딩 동안에 실행될 수 있다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템은 거친 구동부와 미세 구동부를 사용하여 적어도 하나의 자유도에 대해 구성된다.
특히, 자유도에 대한 합성 이동 시스템(병진 또는 회전)이 사용될 수 있다. 합성 이동 시스템은 복수의 유닛으로 자유도의 이동을 실행한다. 예를 들어, 병진 방향으로 거친 구동부 및 가이드 및 동일한 방향으로 미세 구동부 및 가이드가 자유도에 대한 합성 구동으로 이해될 수 있다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템의 구동부(거친 및/또는 미세 구동부)는, 작동 전압 및/또는 전류 및/또는 다른 전력 공급을 사용하지 않는 비-이동된 상태에서, 이들은 각각의 위치를 유지하고 및/또는 정지할 수 있도록 구성된다. 다시 말해, 가이드 및/또는 베어링을 포함하는 자체-홀딩 구동부가 바람직하게 사용된다.
구체적인 이점은, 이동 없이 더 낮은 열 개발예에 있어서, 기생열 소스의 회피에 있는데, 이는 진공 또는 고진공 또는 초고진공에서 열 관리를 어렵게 한다.
본 발명에 따르면, 기판 홀더가 기판의 4개 또는 더 적은 자유도를 실행할 수 있고, 그리고 나서, 설비는 타겟된 방식으로 잃어버린 자유도를 실행하여야 한다.
직교 좌표계는 자유도 및 공간 방향의 정의를 위해 바람직하게 도입된다. 좌표계의 원점은 기판 홀더의 홀더의 홀딩 표면의 중심점에 바람직하게 위치되고, 고정되고 비-이동가능하게 정의된다.
홀더 및 전체 기판 홀더의 이동 동안에, 그러므로, 좌표계는 이동 및/또는 회전이 수반되지 않는다. 매우 대칭적인 홀딩 표면의 경우, 중심점은 기하 중심점으로 이해되고, 매우 대칭적이 아닌 홀딩 표면의 경우, 중심점은 중력의 중심으로 이해된다.
이미 상기에서 결정된 바와 같이, x 방향 또는 x 축 및 y 방향 또는 y 축은 홀딩 표면 상에서 이어지고, z 방향 또는 z 축은 홀딩 표면에 수직인 표면으로 정의된다. 평면의 각각의 원하는 점에서 좌표계의 원점을 변환하거나 추가적인 좌표계를 정의할 수 있다.
x 축에 대한 회전은 ρ으로 라벨링되고, y 축에 대한 회전은 θ으로 라벨링되고, z 축에 대한 회전은 φ으로 라벨링된다.
본 개시물에서, 이동 방향은 일반적으로 이해되어서, 회전 및/또는 병진 방향 및 이동의 원점은 좌표축에 떨어질 필요는 없고, 좌표계의 수학 변환에 의해 기술될 수 있는데, 이는 기술 분야의 당업자에게 알려져 있어서, 자세히 기술되지 않는다.
기판을 유지하기 위한 기판 홀더의 주요 기능에 더하여, 이동 절차를 가능하게 하는 이차 기능은 설계 특징으로서, 기판 홀더 내에 통합된다.
적어도 3개, 바람직하게는 4개 특히 바람직하게는 5개의 자유도에 대한 요구되는 이동 절차를 가능하게 하기 위해, 기계적이고 이동가능한 구성요소의 정확한 놓기가 매우 요구된다. 정확하고, 특히, 플레이-프리(play-free) 및/또는 백리쉬-프리(backlash-free), 프리스트레스 베어링 및 가이드 및 구동부가 이를 위해 사용된다.
나열된 자유도는 특히 기판에서 본 것이다.
제1 자유도
이동 방향을 이해하기 위해, 독립적인 자유도, 즉, 이동되지 않는 기판에서 프레임워크까지의 자유도를 이동 체인으로 고려하는 것이 편리하다.
기판에서 본 이동 체인은 본 발명에 따른 제1 실시예에서, 병진, 다시 말해, 선형 이동을 생성한다. 이러한 제1 병진의 방향은 z 방향으로 수행된다. 이는, 장비 및 기판 변경을 위해 기술적으로 정당한 방식으로 수행 될 수 있다.
기판 홀더가 기판을 상승시키지 않고, 특히 기판이 모서리 그리퍼에 의해 기판 홀더로부터 제거되어야 한다면, 기판 홀더의 이러한 자유도는 설비로 이송될 수 있고, 기판 홀더에 대해 분배된다.
제2 자유도
z 축에 대한 회전은 기판의 다음 이동으로서 발생할 수 있다. 그 실시예에 필요한 베어링과 구동부는 나중에 나열된다.
제1 및 제2 자유도
기판 처리에 필요한 이동이 복수의 독립적인 자유도를 커버한다면, 이동을 실행하는 구동부, 베어링 및/또는 가이드는 모듈 구성으로 형성되고, 기계식 모듈의 서브세트로 이해될 수 있다. 모듈은 하나보다 많은 독립적인 자유도로 이동을 실행한다. 그러므로, 특히 크로스 테이블의 경우로서의 병진 또는 적어도 하나의 병진과 회전 또는 두 개의 회전은 모듈에서 조합될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 추가적인 실시예에서, 상승/회전 모듈 또는 회전/상승 모듈로서의 조합이 가능하다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 회전/상승 모듈의 조합은, 오프닝 및/또는 홀 및/또는 슬롯이 구비된 기판 홀더의 기계식 모듈의 홀더의 회전가능한 홀딩 표면 및 선형으로 이동가능한 표면, 기판을 상승 및/또는 하강하기 위한 패드 및/또는 핀으로 구성된다.
예시적인 실시예에서, 이동가능한 핀 및/또는 표면의 개수는 적어도 2개, 바람직하게는 적어도 3개, 특히 바람직하게는 적어도 4개, 매우 특히 바람직하게는 적어도 4개이다.
제3 자유도 및/또는 제4 자유도
x-축에 대한 회전 및/또는 y-축은 제3 및/또는 제4 자유도로서 수행될 수 있다. 이러한 경우, 각각의 이동의 회전축은 원점의 임의의 원하는 좌표 변환으로 이해될 수 있다.
x-축 및/또는 y-축은 홀딩 표면으로부터 먼쪽으로 향하는 처리될 기판의 표면 상에 떨어진다면, 순수하고 불변한 설계 원리를 가함에 의해, 제3 및/또는 제4 독립적인 자유도의 회전의 에러 공차를 달성할 수 있다. 두 가지 설계 원리 모두 특정 상황에서 본질적으로 오류 (불변)가 없는 경우 최소한 오류(순수한)가 적은 기능적 그룹을 만든다.
당업자에게 공지되어있는, 특히 카다닉(cardanic) 서스펜션 및/또는 구형 칼 로테(calotte) 디자인에 의한 회전 축의 무결하고 낮은 에러 배열에 의해. 구조적으로 포지셔닝의 1 차 오차를 극복하는 것이 가능하다. 즉, 이것은 틸팅 오차의 감소로 이어진다.
증기 증착, 스퍼터링 중에, 및/또는 이온 처리 (표면의 제거 및/또는 비정질 화 및/또는 이온 주입) 및/또는 특히 플라즈마에 의한 급진적 처리 중에, 틸팅 오차는 불규칙성 및/또는 결함 생산을 야기하며, 제조 체인과의 분리 및 기판의 검사 및 폐기로 이어진다.
제5 자유도 및/또는 제6 자유도
기판 홀더의 본 발명에 따른 상이한 바람직한 실시 예에서, 좌표축 방향 (x 및/또는 y)을 따른 기판 홀더의 정확한 위치 설정 및 이동이 보장된다.
처리 장비 및 기판 홀더로 이루어진 시스템의 상대적인 이동의 분할이 일어나지 않으면, 홀딩 표면 상에 고정된 기판은 특히 방안-제어 및/또는 방안-규제 된 방식으로 이동된다.
기계식 모듈
본 발명에 따른 처리 설비는, 기판 홀더에 의해 유지되는 기판을 처리하기 위한 적어도 하나의 처리 장비를 암시한다.
처리 및/또는 취급을 위해 이동이 필요한 경우, 처리 장비 및/또는 기판 홀더에 의해, 요구되는 독립적인 자유도가 수행될 수 있다. 따라서, 처리 장비와 기판 홀더 사이의 독립 자유도의 분할이 바람직하게 가능하다.
본 발명에 따른 예시적인 바람직한 실시 예에서, 처리 장비는 틸팅 및/또는 요잉, 즉, 각 위치의 조정에 의해 조절 될 수 있으며, 그 결과 기판상의 처리 빔의 병진으로서의 이동 특히 결과가 나온다.
본 발명에 따른 또 다른 특히 바람직한 실시 예에서, 처리 장비와 관련하여 기판의 제6 자유도는 기판 홀더가 특히 x- 방향으로 병진 이동을 수행할 수 있도록 분할되고, y- 축 및 z- 축을 중심으로 한 회전을 포함한다. 핸들링 로봇 및/또는 그리퍼 및/또는 설비에 통합된 핸들링 디바이스 및/또는 처리 소스의 이동에 의해 더 많은 자유도를 얻는다.
본 발명에 따른 다른 특히 바람직한 실시예에서, 처리 장비와 관련하여 기판의 제6 자유도는, 기판 홀더가 특히 x-방향으로 병진, y-축에 대한 회전 및 z-축에 대한 회전을 시행한다. 핸들링 로봇 및/또는 그리퍼 및/또는 설비에 통합된 핸들링 디바이스 및/또는 처리 소스의 이동에 의해 추가적인 자유도를 얻는다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 처리 장비에 대한 기판의 제6 자유도는 분할되어서, 기판 홀더가 특히, x-방향으로의 병진, 홀딩 표면 상의 기판의 높이를 조절하기 위한, 특히 z-방향으로의 추가적인 병진 및 y-축에 대한 회전과 z-축에 대한 회전을 실행할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 처리 장비에 대한 기판의 제6 자유도는 분할되어서, 기판 홀더가 두 개의 병진, 특히, x-방향과 y-방향으로의 병진 및 홀딩 표면 상의 기판의 높이를 조절하기 위한, 특히 z-방향으로의 추가적인 병진 및 y-축에 대한 회전과 z-축에 대한 회전을 실행할 수 있다.
본 발명에 따르면, x-방향 및/또는 y-방향으로의 병진 이동은 100 mm 초과, 바람직하게는 150 mm 초과, 특히 바람직하게는 300 mm 초과, 매우 특히 바람직하게는 450 mm 초과의 이동 거리를 커버한다.
또한 거리 데이터는 거리의 +/- 절반, 가령, +/- 50 mm를 포함할 수 있다.
z-방향으로의 병진에 있어서, 5 mm 초과, 바람직하게는 10 mm 초과, 특히 바람직하게는 30 mm 초과의 이동 거리도 가능해야 한다.
병진의 위치결정 정확도는 5 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만, 특히 바람직하게는 0.1 mm 미만, 매우 바람직하게는 0.01 mm 미만, 최적의 경우 50 마이크로미터 미만, 이상적인 경우 50 nm 미만에 이르러야 한다.
회전 θ 및/또는 ρ에 있어서, 181도 미만, 바람직하게는 91도 미만, 특히 바람직하게는 61도 미만, 최적의 경우 31도 미만, 이상적인 경우 21도 미만의 틸트 각도를 자유롭게 설정할 수 있어야 한다.
또한 각도 데이터는 각도의 +/- 절반, 가령, +/- 90.5 도를 포함할 수 있다.
회전 θ 및/또는 ρ 및/또는 φ에 대한 틸트 오차는 (틸트 높이로서 홀딩 표면의 각각의 모서리나 지름에서 거리로서 표현되면) 5 mm 미만, 바람직하게는 2 mm 미만, 특히 바람직하게는 1 mm 미만, 매우 바람직하게는 0.1 mm 미만, 최적의 경우 0.01 mm 미만 및 이상적인 경우 0.001 mm 미만이어야 한다. 다시 말해, 명시된 거리는 명목상 또는 이상적으로 도달되어야 하는 위치에 대한 거리이다.
회전 φ에 있어서, 360도보다 큰 동일한 방향 또는 대안적 방향 회전이 가능해야 한다.
제어/조절
상이하고 바람직한 실시예에 따르면, 중앙 제어 유닛 및/또는 조절 유닛은 이동 및/또는 절차, 특히 기판의 고정, 홀더의 위치, 홀더의 속력 및/또는 가속도를 제어 및/또는 조절하기 위해 배치된다.
이동 및/또는 절차, 특히, 기판의 고정, 설비 내의 기판을 가진 기판 홀더의 위치, 속력 및/또는 가속도의 제어 및/또는 조절은, 중앙 제어 유닛 및/또는 조절 유닛, 특히 제어 소프트웨어 및/또는 조절 소프트웨어를 가진 컴퓨터를 통해 바람직하게 발생한다.
(재발하는) 제어 및/또는 조절 절차는 조치로서 조합될 수 있고, 특히, 기계-판독가능한 코드로서 존재할 수 있다. 조치는 파라미터의 최적화된 값 집합이고, 이는 기능적 및/또는 절차적 맥락에서 존재한다. 조치의 사용은 생산 절차의 재생을 보장할 수 있다.
상이하고 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 센서는 영향 인자를 측정하기 위해 배열되고, 적어도 하나의 작동기는 측정된 영향 인자에 따라 제어 및/또는 조절을 위해 배치된다.
조절 및/또는 제어를 위해, 해당 센서의 사용은 능동 소자(작동기)의 사용에 덧붙여 제공될 수 있다. 이들 센서는 특히, 측정될 영향 인자의 기록 및/또는 처리 및/또는 전달을 보장하기 위해 사용된다. 특히, 거리 및/또는 위치 센서(위치 인코더 및/또는 각 인코더) 및/또는 전기 전류 및/또는 전기 전압이 조절 변수로서 사용될 수 있다.
설비 내의 기판 홀더의 위치를 결정하기 위해, 광학 수단 및/또는 유도성 및/또는 용량성 및/또는 광섬유 및/또는 기계식 및/또는 자기식 및/또는 거리 인코더와 같은 자기 변형식(magnetostrictive) 센서, 런타임 측정 디바이스(레이져 삼각법) 및/또는 간섭계가 사용될 수 있다.
길이 측정을 위해 사용되고, 증분형 인코더 및/또는 절대적 인코더와 같은 회전을 위해 수정되는 방법이 회전을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
기판의 정전기식 고정에 대한 피드백이 발생하여서, 반사 측정을 위한 광학 수단 및/또는 모서리 검출을 위한 카메라 시스템 및/또는 이미지 처리 및/또는 압력 센서가 사용될 수 있다.
추가적인 실시예에서, 정전식 변수의 변화는 유지력을 유지하기 위해, 이에 따라 관측되고 조절될 수 있다.
바람직하게는, 측정될 변수는 특히 측정된 변수의 전기적 속성의 변화를 야기하여, 전자 검출, 전달 및 기계, 특히, 측정 결과 및/또는 신호의 컴퓨터-보조된 처리가 발생할 수 있다.
회전자의 장착
기판 홀더의 또 다른 바람직한 실시예에서, 회전자는, 전기적 전도성 베어링 요소, 특히, 볼 베어링 및/또는 깊은 그루브 볼 베어링 및/또는 각 접촉 볼 베어링 및/또는 구형 롤러 베어링 및/또는 축 베어링 및/또는 방사형 베어링에 의해, 장착된다.
대응되는 지름의 시판 베어링이 사용될 수 있다.
베어링 및/또는 가이드는 특히 바람직하게 구성될 수 있어서, 이들이 진공, 바람직하게는 고진공, 특히 바람직하게는 초-고진공에 적합하다.
바람직한 실시예에서, 전기적 전도성 베어링 요소는 고정자의 전극을 터치한다. 그러므로, 베어링 요소는 홀딩 표면의 반대편의 홀더의 측면에 가능한 가까히 전극을 연장시킨다.
특히, 볼 베어링의 일부로서 구성되는 전도성 볼은 고정자에서 부착된 전극을 터치할 수 있다.
특히, 깊은 그루브 볼 베어링 및/또는 각 접촉 볼 베어링 및/또는 구형 롤러 베어링 및/또는 축 베어링이 사용될 수 있다. 특수한 경우, 마모 행동과 롤링 행동이 이를 허용하면, 간단한 원통형 베어링의 사용도 고려가능하다.
본 발명에 따르면, 0.1 회전/분(rpm) 초과, 바람직하게는 1 rpm, 특히 바람직하게는 10 rpm 초과, 매우 바람직하게는 50 rpm 초과, 최적의 경우 65 rpm 초과, 이상적인 경우 100 rpm 초과의 조절이나 제어에 관련된 일정한 회전 속력 또는 가변 회전 속력이 생성된다. 그러나, 0.1 rpm 미만의 회전 속력 및/또는 정지도 가능하다.
기판 홀더가 설치된 설비는 대응되는 처리 결과를 달성할 수 있어서, 회전의 회전 속력(φ)뿐만 아니라 각 가속도가 중요하다. 균일한 상태가 더 빨리 도달할 수 있기 때문에, 각 가속도는 특히 균일성에 대한 중심 파라미터이다. 특히, 각 가속도는 1 rad/s2 초과, 바람직하게는 10 rad/s2 초과, 더욱 바람직하게는 100 rad/s2 초과, 심지어 더욱 바람직하게는 1000 rad/s2 , 가장 바람직하게는 10000 rad/s2 초과이다.
본 발명에 따르면, 특히, 처리 설비 내의 기판 존 및/또는 영역을 위치결정하기 위한 기판 홀더에 의해, 다중-축 회전이 생성된다. 위치결정 정확도를 위해, 제어된 및/또는 조절된 이동이 수행되어서, 원하는 각 위치로 이동될 수 있다.
그러므로, z 축에 대한 제어된 회전은, 특히, 전체 360°회전이 2^n 부분들로 분할될 수 있다. 특히, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12 보다 커야 한다. 그러므로, 10도, 5도, 1도, 0.1 도 미만의 대응되는 위치결정-관련된 각 오차가 달성될 수 있다.
기판 홀더의 또 다른 바람직한 실시예에서, 방사형-축 베어링이라고도 하는 방사형 베어링도 사용될 수 있다.
베어링 요소의 회전 거동 및/또는 런인(run-in) 기능 및/또는 조정 가능한 프리스트레스 및/또는 재생 극복 및/또는 흔들림 방지 기능을위한 (마모 최적화 된) 와이어 케이지의 사용에 대한 다양한 결정 때문에 베어링의 직경의 자유로운 구성 가능성으로 인해, 이 실시 예는 특히 유리하다.
따라서, 정전식 모듈은 특히 기판 및 홀더 아래에 속성 최적화된, 특히 유지력 최적화된 및/또는 거리 최적화된 방식으로 부착 될 수 있다.
정전식 모듈 및 기계식 모듈의 배치 및 홀더의 설계
홀더는 정전기적 및 기계적으로 기판 홀더의 기능에 중요한 역할을 한다.
홀더는 기계식 모듈의 일부이며, 홀더는 정전기 유지력에 의해 홀딩 표면에 고정된 기판을 유지하기 때문이다. 홀더는 정전식 모듈의 일부이기도 한데, 왜냐하면, 홀더를 통한 정전식 유지력이 기판을 고정시키기 때문이다.
본 발명에 따른 홀더의 특성은 고유한 안정성, 유전적 특성, 순도, 열팽창, 열용량, 열전도성 및 내식성을 포함한다.
또한, 정전식 모듈 및 기계식 모듈의 다른 부분과 관련하여 홀더의 배치(위치, 거리, 방향)가 중요하다.
본 발명에 따르면, 기판 홀더가 회전을 수반하지 않는 고정된 전극으로부터 기판의 거리를 최소화하는 것이 유리하며, 결과적으로 정전기장 강도는 이에 비례하여 감소된다. 최소화된 정전기장 강도는 기판 홀더로부터 기판의 더 용이한 박리를 위해 유리하며, 그 결과 처리 설비의 생산성이 증가된다.
홀딩 표면의 고유한 안정성이 이를 허용하는 한, z-방향 또는 홀딩 표면에 수직인 홀더의 두께는 이상적으로는 100 mm 미만, 바람직하게는 50 mm 미만, 특히 바람직하게는 10 mm 미만, 이상적인 경우 5 mm 미만이다.
홀딩 표면의 다른 실시예에서, z-방향 또는 홀딩 표면에 수직인 홀더의 두께는 홀더의 직경의 30 % 미만, 바람직하게는 홀더의 직경의 10 % 미만, 특히 바람직하게는 홀더의 직경의 5 % 미만, 특히 바람직하게는 홀더의 직경의 0.5 % 미만의 이상적 경우에 홀더의 직경의 1 % 미만이다.
홀더(H)의 두께는 전극상의 측정점과 관련된다. 기술적 이유로 홀더의 두께는 본질적으로 다를 수 있다. 홀더는 또한 불균일한 두께의 플레이트로 설계될 수 있으므로, 강성 최적화 설계, 특히 FEM 해석의 결과로 결합된 필드가 성형에 사용할 수 있다. 고유한 안정성 및/또는 기능 통합을 위해 홀더는 z-방향으로 기술적으로 관련된 모서리 보강을 가질 수 있다. 그러므로, 모서리 보강은 1 mm 초과, 바람직하게는 4 mm 초과, 특히 바람직하게는 9 mm 초과 일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 전극과 기판 측에 있지 않은 홀더 표면 사이의 자유 갭 높이가 있을 수 있다.
특정 실시 예에서, 회전이 수반되지 않는 고정된 전극과 기판 측에 있지 않은 홀더의 표면 사이의 거리는 1 mm 미만, 바람직하게는 500 마이크로미터 미만, 특히 바람직하게는 200 미만, 최적의 경우 100 마이크로 미터 미만, 이상적인 경우 10 마이크로미터 미만이다.
추가의 바람직한 실시예에서, 동심원 함몰부, 특히 채널이 기판으로부터 멀어지는 방향으로 홀더의 측면 상에 형성될 수 있는데, 이러한 함몰부에서, 특히 홀더로부터의 최소 자유 거리를 갖는 전극이 배치되어, 기판으로부터의 정전식 전극의 크기를 최소화 할 수 있다. 따라서, 채널 내에 기판 측에 있지 않은 홀더의 표면과 전극 사이의 거리가 1 mm 미만, 바람직하게는 500 마이크로미터 미만, 특히 바람직하게는 200 마이크로미터 미만, 최적의 경우는 100 마이크로미터 미만, 이상적인 경우는 10 마이크로미터 미만이다.
더욱 바람직한 실시예에서,이를 단일 블록이 아닌 강성 최적화 벌집 구조로 실현하기 위해 제공된다. 홀딩 표면은 평평하며 전체 표면 방식으로 구현된다. 홀딩 표면으로부터 멀어지는면에서, 홀더는 특히 두께면에서 보강된 재료를 가지며,이 재료는 스트럿 또는 리브와 같은 방식으로 구현되어, 6 각형 벌집 구조를 생성한다. 따라서 홀더의 높이는 동일한 기계적 강성으로 감소될 수 있다. 이것은 유전체 특성 및 사용된 정전기 장 세기에 중요하다.
또 다른 바람직한 실시 예에서, 홀더는 강성 최적화되고, 특히 벌집 구조로 실현되며, 기판으로부터 멀리 향하는 면은 특히 상이한 레벨의 평면으로 구현될 수 있으며, 홀더는 전극을 수용하기위한 동심형 함몰부가 있다. 이를 위해 요구되는 계산은 유한 요소법(FEM)을 사용하여 근사화 할 수 있다.
전극 설계
바람직한 실시예에서, 전극은 링으로 구성되는데, 특히 링은 등거리 및/또는 동심원 방식으로 배치된다.
상이하고 바람직한 실시예에서, 전극은 원형 섹터 및/또는 원형 링 섹터로 구성된다.
바람직하게는, 전극들은 서로 갈바닉적으로 절연된다.
기판 홀더의 추가적인 바람직한 실시예에서, 전극들은 서로 갈바닉적으로 절연되고, 특히, 각각의 경우, 동심원 링으로서 회전(φ)의 회전축으로부터 등거리 방식으로 실현된다.
원형 섹터, 링 섹터 및/또는 링의 수는 전극 수에 따라 결정된다. 전극은 정전기력 발생을 위한 소스와 드레인으로 나누어진다. 따라서 최소한 하나의 소스와 하나 이상의 드레인이 있어야 한다. 전극 수의 설계는 전기 공학 및 전자 공학 분야의 당업자에게 공지되어 있다. 특히, 적어도 2 개의 전극, 바람직하게는 5 개 이상의 전극, 보다 바람직하게는 10 개 이상의 전극, 가장 바람직하게는 20 개 이상의 전극이 있다.
바람직하게는, DC 전압은 적어도 하나의 전극 쌍에 인가되어 기판을 홀딩 표면 상에 고정시킨다. 전압은 0.1 kV 내지 10 kV, 바람직하게는 0.4 kV 내지 5 kV, 특히 바람직하게는 0.5 kV 내지 4 kV, 매우 특히 바람직하게는 0.6 kV 내지 3 kV이다.
바람직한 실시예에서, 유지력의 온도 의존성이 설정될 수 있도록, 유지력 생성을 위한 설정 전압은 특히 조절 된 방식으로 설정된다. 따라서, 매개 변수 온도 곡선, 유지력 및 전압으로 인한 최적의 유지력이 사용된다.
일정한 전압의 경우, 상승된 온도에서 유지력이 증가하여, 기판 홀더로부터의 기판의 파괴-없는 박리가 더 이상 가능하지 않다.
힘을 유지하기위한 전압은 온도 상승 곡선에 반비례로 작용한다고 가정한다. 더 많은 실험이 현상의 정확한 닫힌 수학적 설명에 필요하다.
정전식 모듈은 개별 전극으로 구성될 수 있다. 개별 전극을 접촉시키기 위해, 적어도 하나의 롤링 요소가 존센-라흐벡 효과에 대해 특히 사용될 수 있는데, 전극 당, 정확히 하나의 롤링 요소, 바람직하게는 1 이상, 바람직하게는 2 이상, 특히 바람직하게는 3 이상, 매우 바람직하게는 4 개 이상의 롤링 요소가 사용된다.
더구나, 유니폴라 전극 또는 바이폴라 전극이 사용될 수 있다.
바람직하게는, 바이폴라 방식으로 연결된 전극을 갖는 정전 모듈이 사용되며, 전극의 수는 1 이상, 바람직하게는 3 이상, 특히 바람직하게는 7 이상, 매우 특히 바람직하게는 14 이상이다.
전극은 바람직하게는, 개별적으로 및/또는 특히 바람직하게는 쌍으로 조절 및/또는 조절될 수 있고 및/또는 매우 특히 바람직하게는 그룹으로 조합될 수 있다.
특히, 존센-라흐벡 효과에 의한, 기판 홀더의 정전식 및 기계식 모듈의 결합
특히, 존센-라흐벡 효과에 의해 정전식 유지력을 생성하기 위해, 약하게 전도성으로 설계된 유전체 홀더와 전극의 갈바닉 접촉이 요구된다.
종래 기술의 단점을 치유하기 위해, 슬라이딩 접촉은 생략된다.
롤링 요소라고 하는, 전기적으로 전도성이고 롤링 결합 요소가 사용된다. 롤링 요소의 상이한 실시예는 볼, 구형 롤러, 럴러 및/또는 바늘을 포함할 수 있다.
링 보링 또는 순수 슬라이딩보다 롤링 운동으로 마모가 적다. 롤링 요소가 단단한 솔리드 바디와 다른 각속도(접선 속도)를 갖는 경우, 오직 한 점만이 순수한 롤링 동작을 수행 할 수 있다. 단단한 솔리드 바디의 다른 부분은 롤링과 슬립 사이의 혼합된 형태로 회전하며, 이 이동 또한 슬라이딩으로 해석될 수 있다. 롤링은 가장 적은 마모를 만들어서 가장 미끄러진다.
그러나, 구형 롤러 또는 롤러 또는 바늘의 롤링 중에, 방사 속도가 상이하기 때문에, 순수한 롤링이 이루어지지 않아 마찰로 인해 입자가 방출되는 단점이 있다.
정전식 모듈의 회전되지 않은 전극과 회전 가능한 홀더 사이의 영구적인 갈바닉 접촉을 보장하기 위해, 정전식 모듈은 특히 롤링 요소와 홀더를 스프링-로딩된 프리스트레싱 방식으로 지지할 수 있지만, 즉 미시적으로 또는 거시적으로 홀더 변형을 관찰 할 수 없다.
따라서, 효과, 홀더, 롤링 요소, 전극(보다 자세하게는 지정되지 않음), 기판의 기계적 체인에서, 적어도 하나의 스프링이 탄성 및 전기 전도성 요소로서 수용되는 설계상의 관점에서 제공된다. 기판은 다른 자유도를 위한 이동 디바이스를 갖는 기계식 모듈의 프레임 워크 및 추가 부분을 나타낼 수 있다.
스프링의 삽입이 홀더와 롤링 요소 사이에서 발생하면, 이는 바람직하지 않은 마모가 발생하게 된다.
다른 실시예에서, 상기 롤링 요소는 볼과 유사하게, 전도성 엘라스토머 블록과 같이 기능적으로 통합된 스프링 특성을 가질 수 있다. 롤링 요소를 탄력적이고 탄성이 있는 구형 케이지로 구성할 수 있다.
다른 실시예에서, 전극은 안내될 수 있고, 스프링은 전극과 기판 사이에 사전스트레스를 가할 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 고정식이고, 비-회전 정전식 모듈은 특히 위치 조절 방식 (거리 인코더, 작동기, 평가 유닛을 가진)으로 롤링 요소를 프리스트레스하기위한 접촉부를 생성할 수 있다.
롤링 요소가 없는 실시예에있어서, 홀더에 대한 정전식 모듈의 위치 조절은 거리의 최적화에 유리하며, 그 결과 유지력의 최적화에 유리하다.
추가 속성
홀더의 열적 속성은 설계 중에 고려되어야 한다. 여기에는 열용량, 열팽창 및 온도 안정성이 포함된다.
본 발명에 따른 기판 홀더, 특히 홀더의 열용량은 열의 저장을 방지하기 위해 가능한 한 작다.
대부분의 솔리드 바디의 경우, 적당한 온도와 압력에서, 일정한 부피의 열 용량은 일정한 압력의 열 용량과 단지 약간 다르다. 따라서, 명세서의 나머지 부분에서는 2개의 열용량 사이에 구별이 없다.
또한 비열용량이 명시된다. 비열 용량은 20 kJ/(kg*K) 미만, 바람직하게는 10 kJ/(kg*K) 미만, 보다 바람직하게는 1 kJ/(kg*K) 미만, 가장 바람직하게는 0.5 kJ/kg*K), 가장 바람직하게는 모두 0.1 kJ/(kg*K)보다 낮다.
온도차에 의한 홀더의 변형을 방지하기 위해, 기판 홀더 및 특히 홀더의 열 팽창 계수는 가능한 한 작아야 한다. 선형 열팽창 계수는 10-4K-1 미만, 바람직하게는 5*10-5K-1 미만, 보다 바람직하게는 10-5K-1 미만, 가장 바람직하게는 5*10-6K-1 미만, 가장 바람직하게는 5*10-6K-1, 가장 바람직하게는 10-6K-1 미만, 가장 바람직하게는 10-7K-1 미만이다.
홀더의 유전체 속성은 상대 유전율(0 Hz와 100 Hz 사이에서 측정된 데이터)을 사용하여, 충분히 정확하게 설명될 수 있다. 따라서, 홀더의 재료에 대해, 1 보다 큰, 바람직하게는 1.5 보다 큰, 특히 바람직하게는 2보다 큰 유전율이 제공된다.
적어도 홀딩 표면의 홀더의 전기 비저항은 5×10^9 Ωcm 내지 8×10^10 Ωcm 인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 홀더의 저항은 매우 낮아야하며, 플라즈마 처리 동안, 충돌하는 전기 및/또는 정전기 전하는 5 초 미만, 바람직하게는 2 초 미만, 특히 바람직하게는 1 초 미만, 최적의 경우 0.5 초 미만으로 소산된다.
홀더의 바람직한 실시예에서, 타겟 전기 전도성은 매립된 전기 전도체 및/또는 전도체 트랙에 의해 달성된다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 소정의 전기 전도성은 도핑에 의해 달성된다. 특히, 전도체 트랙을 생성하기 위해, 고도로 도핑된 영역 및 경로가 생성된다.
유전체 및/또는 코팅의 물질은 특히 다음 물질을 함유 할 수 있는데, 그 중에서도,
- 알루미늄 및 이들의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 탄화물,
- 규소 및 이들의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 탄화물 및 이들의 결정 형태, 예컨대 알파-Si,
- 티타늄 및 이들의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 탄화물,
- 지르코늄 및 이들의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 탄화물,
- 이트륨 및 이들의 산화물 및/또는 질화물 및/또는 탄화물,
- 탄소, 특히 흑연 또는 탄소와 같이 다이아몬드 형(다이아몬드 형 탄소, DLC)으로 열분해로 증착된다.
본 발명의 추가적인 이점, 특징 및 세부 사항은 바람직하고 예시적인 실시예의 다음 설명에 기인하고, 도면에 기초한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 홀더를 가진 처리 설비의 개략적인 기능적 구조적 계획이다.
도 2a는 예시적인 실시예의 개략적인 기능적 계획이다.
도 2b는 상이한 예시적인 실시예의 개략적인 기능적 계획이다.
도 2c는 상이한 예시적인 실시예의 개략적인 기능적 계획이다.
도 3a는 상이한 실시예의 일부의 개략적인 부분도이다.
도 3b는 상이한 실시예의 일부의 개략적인 부분도이다.
도 4a는 상이한 실시예의 개략적인 스케치를 나타낸다.
도 4b는 상이한 실시예의 개략적인 스케치를 나타낸다.
도 5는 상이한 실시예의 홀더의 개략도를 나타낸다.
도면에서, 동일한 기능을 가진 동일한 구성요소 또는 구성요소들은 동일한 참조 번호로 라벨링된다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 홀더(2) 및 예시적인 하위기능을 가진 처리 설비(1)의 개략적인 기능적 및 구조적 계획이다. Z 방향 또는 Z 축은 홀딩 표면에 대해 수직으로 또는 수직인 표면으로 이어진다. X, Y 방향 또는 축들은 서로 수직이고, 홀더의 홀딩 표면에 수직으로 또는 홀딩 표면으로 이어진다.
x 축에 대한 회전은 ρ으로 라벨링되고, y 축에 대한 회전은 θ으로 라벨링되고, z 축에 대한 회전은 φ으로 라벨링된다.
표면 변화를 위한 코팅 및/또는 결합(본딩) 및/또는 기화 및/또는 플라즈마 설비로서, 특히 설계된 처리 설비(1), 특히 진공 및/또는 고진공 및/또는 초고 진공 설비는, 산화물 제거, 비정질화와 같은 표면의 기능화는 구조 계획의 주요 기능으로 설명된다.
처리 설비(1)는 처리 장비(3)에 의해 주요 기능을 수행한다. 처리 설비(1)는 본 발명에 따른 기판 홀더(2)를 포함하고, 이는 기판(4)에 연결되는데, 다시 말해, 기판(4)을 고정 및/또는 이동시킨다.
기판 홀더(2)의 기능은 정전식 모듈(5)(고정자(5))과 기계식 모듈(6)(회전자(6))로 구분되고, 이들은 함께 기판(4)에 작용한다. 그러므로, 기판 홀더(2)는 기판(4)의 처리 동안에, 본 발명에 따른 이동 절차를 수행할 수 있다.
연결선은 개개의 나열된 부분들의 논리적 및/또는 물질적 연결을 가리키지만, 기판(4)의 측정 및/또는 조절 및/또는 공급 시스템이나 처리는 도식적으로 나열되지 않는다.
특히, 측정 센서, 데이터 메모리, 논리 회로, 에너지, 공압, 유압 및 물질 흐름 및 관계는 도시되지 않는다.
도 2a는 본 발명에 따른 기판 홀더(2)의 기계식 모듈(6')의 제1 예시적인 실시예의 개략적인 기능적 계획을 나타낸다.
기계식 모듈(6')에 대한 이동의 제6 자유도의 분포의 논리적 시퀀스가 실시예에서 순차적으로 구축된다. 그러므로, 기판(4)에서 보이는 바와 같이, z-방향으로의 병진(6a)이 실행되고, 이는, 특히 처리 장비(3)와 기판(4) 사이의 거리를 설정하기 위해, 기판(4)의 상승 및 하강을 실시한다.
다음 자유도와 관련하여, 기판(4)은 적절한 디바이스(6b)를 사용하여 z축에 대해 회전(6b)된다(φ). 해당 디바이스는 y-축에 대한 회전(6c) 및 x-축에 대한 회전(6d)의 이동을 위해 사용된다.
대안적인 실시예에서, 6c 및 6d는 상호 교환가능하여서, 도시되지 않은 카다닉 배열(cardanic arrangement) 및/또는 구형 칼로트(calotte) 디자인이 회전을 위해 서로 등가로 간주된다. 그러므로, 기판 홀더의 순결하고, 낮은-오차 형태가 달성될 수 있다.
나머지 병진의 명명 규칙에 있어서, 이들은 또한 상호 교환 가능할 수 있다는 것은 사실이며, y-방향으로의 병진(6e)은 여기에서 제5 자유도에 대하여 기판(4)에 의해 실행되고, x-방향으로의 병진(6f)은 마지막 또는 제6 자유도에 대하여 발생한다.
그러므로, 모든 이동 자유도는 본 발명에 따른 기판 홀더에 의해 커버되지만, 특히, 거친 위치결정과 미세 위치결정으로의 이동의 분할과 같은 처리 설비(1)의 중복성 및/또는 복합 구동부에 의해 커버된다.
도 2b는 본 발명에 따른 기판 홀더(2)의 기계식 모듈(6")의 제2 예시적인 실시예의 개략적인 기능적 계획이다.
이러한 경우에, 기판(4)에서 보이는 바와 같이, 기계식 모듈(6")은 z-축에 대한 회전(6b), y-축에 대한 회전(6c) 및 x-방향으로의 병진(6f)의 자유도를 실행할 수 있다. 도시되지 않은 추가적인 실시예에서, 좌표축의 다양한 시퀀스와 해당 구동부가 가능하여, x-방향으로의 병진(6f) 대신에, y-방향으로의 병진(6e)이 발생한다. 그리고 나서, x-축에 대한 회전(6d)이 수행된다. x-축에 대한 회전(6b)은 본 발명에 따라 유지된다.
도 2c는 본 발명에 따른 기판 홀더(2)의 기계식 모듈(6'")의 제3 예시적인 실시예의 개략적인 기능적 계획이다. 이것은 이동의 자유도의 가능한 조합을 나타내는데, 평행 이동(parallelization), 특히 직접 구동 및 통합 기능, 특히 위치 검출 및 안정화 및/또는 능동적인 진동 댐핑 및/또는 능동적인 냉각 및/또는 능동적인 온도 안정화 및/또는 자체-수용의 사용이 본 발명에 따라 선호된다.
그러므로, 기판(4)에서 보이는 바와 같이, y-축에 대한, 그리고 x-축에 대한 2개의 회전(6c, 6d)의 순결하고 낮은-오차의 배열이 z-축에 대한 다운스트림-연결된 회전(6b)으로 달성된다. 이는, 특정 실시예에서, 기판 홀더의 제1차의 틸팅 오차를 제거하기 위해, 최소화시키는데 유리하다.
x-방향으로의 병진(6a) 및 평행 배열, y-방향으로의 병진(6e) 및 x-방향으로의 병진(6f)은 회전의 자유도(6c, 6c, 6b)에 따라 실행된다. 더구나, 특히 바람직한 실시예에 대한 이점은, 조합된 구동부, 특히 직접적인 구동부가 사용된다면, 감소된 개수의 개개의 이동 구성요소에 있다.
도 3은 본 발명에 따른 정전식 기판 홀더(2)의 제1 실시예의 부분의 측면도에서, 스케일대로 도시되지 않은 개략적인 섹션도이다.
기판(4)은 홀더(7)의 홀딩 표면(7h) 상에 기판 외부 표면(4a)으로 위치되고, 정전식 모듈(5')에 의해 도시된, 정전식 수단에 의해 고정된다.
홀더(7)는 롤링 요소(8)에 의해, 추가적인 이동 장비(9)에 연결된다. 본 발명에 따른 이러한 실시예는 기판 홀더(2)를 나타내고, 이는 쿨롱 효과에 의해 정전기력을 개발한다.
롤링 요소(8)는 베어링, 특히 축 베어링 및/또는 축 방사 베어링으로 구성될 수 있다. 그러므로, 가장 큰 마찰점 및 입자 생성이 기판으로부터 원격으로 구성되도록 설계될 수 있다.
정전식 모듈(5')로부터 순수하게 기계적인 부분(7, 8 및 9)의 분리는 거리 또는 빈 공간에 의해 심볼화된다.
직교 좌표계의 좌표 방향(x, y, z)이 개략적으로 도시된다. 이것은 추상적인 기능적 스케치이므로, 구동 및/또는 공급 유닛 및/또는 측정 및/또는 조절 디바이스가 도식적으로 도시되지 않는다. 에너지 및 물질 흐름 및 이동 절차는 도시되지 않는다.
도 3b는 본 발명에 따른 정전식 기판 홀더(2)의 제2 실시예의 일부의 측면도에서, 스케일대로 도시되지 않은 개략적인 섹션도이다.
기판(4)은 홀더(7)의 홀딩 표면(7h) 상에 기판 외부 표면(4a)으로 위치되고, 정전식 모듈(5")에 의해 도시된, 정전식 수단에 의해 고정된다. 홀더(7')는 롤링 요소(8)에 의해 추가적인 이동 장비(9)에 연결된다.
본 발명에 따른 실시예는 기판 홀더(2)를 나타내는데, 이는 존센-라흐벡 효과에 의해, 정전력을 개발한다.
롤링 요소(8)는 베어링, 특히, 축 베어링 및/또는 축 방사 베어링으로 구성될 수 있다. 그러므로, 가장 큰 마찰점과 입자 생성이 기판(4)으로부터 원격으로 구성되도록 설계될 수 있다.
정전식 롤링 요소(10)는 홀더(7')를 정전식 모듈(5")에 연결한다. 홀더(7')로 및 정전식 롤링 요소(10)로의 기판(4)의 정전식 연결은 정전식 모듈(5")을 사용하여 발생한다.
9로의 부분(7', 8)의 기계적 연결은 정전식 연결과 별도로 발생한다.
이것은 추상적인 기능적 스케치이므로, 구동 및/또는 공급 유닛 및/또는 측정 및/또는 조절 디바이스가 도식적으로 도시되지 않는다. 에너지 및 물질 흐름 및 이동 절차는 도시되지 않는다.
도 4a는 본 발명에 따른 정전식 모듈(5iii)의 제3 실시예의 평면도로서, 개략적인 스케치를 구성한다. 이러한 경우, 전극(11)은 동심원 링으로 이어진다.
전극(11)은 특히, 적어도 하나의 소스 및 적어도 하나의 드레인의 연결로, 정전식 유지력을 생성할 수 있다. 한 쌍보다 많은 전극(11)이 사용된다면, 기판(4)은 평평하게 당겨질 수 있고, 그 다음 바람직한 순서로 연결된 전극(11)을 사용하여 유지될 수 있다. 본 발명에 따르면, 가능한 한 적은 왜곡으로 기판을 유지하는 것이 중요하다. 평평하게 당기기 위해, 특히, 작은 직경을 갖는 전극 쌍은 먼저 기판의 중심을 고정시킬 수 있고, 더 큰 직경을 갖는 전극이 점차 연결될 수 있다. 이로 인해, 연속적으로 평평하게 당겨지므로, 백-씨닝된 기판은 추가적인 물결이나 힘에 노출되지 않는다.
도 4b는 본 발명에 따른 정전식 모듈(5iv)의 제4 실시예의 평면도로서, 개략적인 스케치를 구성한다. 이러한 경우, 전극(11')은 동심원 링으로 이어진다.
전극(11')은 특히, 적어도 하나의 소스 및 적어도 하나의 드레인의 연결로, 정전식 유지력을 생성할 수 있다. 한 쌍보다 많은 전극(11')이 사용된다면, 기판(4)은 평평하게 당겨질 수 있고, 그 다음 바람직한 순서로 연결된 전극(11')을 사용하여 유지될 수 있다. 특히, 상호적으로 반대 전극이 연결되어서, 연속적인 롤링 아웃과 홀딩이 발생할 수 있다.
전극(11, 11') 및 전극 쌍의 추가적인 형태는 도시되지 않지만, 표면-최적화된, 특히 원형이나 육각형이나 정사각형 전극을 사용하는 것이 본 발명에 따라 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 정전식 기판 홀더(2)의 추가적인 실시예의 홀더(7")의 측면도인 개략도를 나타낸다.
홀딩 표면(7h")은 특히 평면으로 설계된다. 거리(T)는 전극(11")으로부터 홀딩 표면(7h")의 거리를 나타낸다.
거리(T)는 시뮬레이션 목적으로 정전기력을 설계하는데 사용될 수 있고, 바람직하게는 최소이다.
본 발명에 다른 이러한 실시예에서, 전극(11")은 홀더(7")의 방사형 함몰부에 부착된다.
홀더(7")는 회전가능하도록 설계되고, 전극(11")은 (홀더(7")에 대해) 정적으로 설계된다.
거리(H)는, 특히, 최적화된 기능적 높이, 특히, 홀더(7")의 두께를 나타낸다.
1 처리 설비
2 기판 홀더
3 처리 장비
4 기판
4a 기판 외부 측면
5, 5', 5'', 5iii, 5iv 고정자/정전식 모듈
6, 6', 6'', 6''' 회전자/기계식 모듈
6a z-방향으로의 병진
6b z-축에 대한 회전(φ)
6c y-축에 대한 회전(θ)
6d x-축에 대한 회전(ρ)
6e y-축으로의 병진
6f x-축으로의 병진
7, 7', 7'' 홀더
7h, 7h', 7h'' 홀딩 표면
8 롤링 요소
9 이동 디바이스
10 정전식 롤링 요소
11, 11', 11'', 전극
x, y, z 직교 좌표계의 축

Claims (17)

  1. 기판(4)을 수용하고 유지하기 위한 정전식 기판 홀더(2)에 있어서, 상기 정전식 기판 홀더는,
    기판(4)을 홀딩 표면(7h, 7h', 7h") 상에 고정하기 위한 홀더(7, 7', 7")를 가진 회전자(6, 6', 6", 6'")와,
    회전자(6, 6', 6", 6'")를 수용하고 베어링하기 위한 고정자(5, 5', 5", 5iii, 5iv)와,
    기판(4)을 고정하기 위한 정전식 유지력을 생성하기 위한 전극(11, 11', 11")을 포함하되,
    고정자(5, 5', 5", 5iii, 5iv)는 전극(11, 11', 11")을 가지고 전극(11, 11', 11")은 홀딩 표면(7h, 7h', 7h")으로부터 분리되고, 회전자(6, 6', 6", 6'")는 전기적 전도성 베어링 요소(10)에 의해 장착되고, 전기적 전도성 베어링 요소(10)는 고정자(5, 5', 5", 5iii, 5iv)의 전극(11, 11', 11")과 터치하는 것을 특징으로 하는, 정전식 기판 홀더.
  2. 제 1 항에 있어서, 회전자(6, 6', 6", 6'")는, 볼 베어링, 깊은 그루브 볼 베어링, 각 접촉 볼 베어링, 구형 롤러 베어링, 축 베어링, 및 방사형 베어링 중 적어도 하나에 의해, 장착되는, 정전식 기판 홀더.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, Z 방향으로의 홀더(7, 7', 7")의 두께가 100 mm 미만인, 정전식 기판 홀더.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전극(11, 11', 11")과 홀딩 표면(7h, 7h', 7h") 사이의 거리는 100 밀리미터 미만인, 정전식 기판 홀더.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    함몰부는 기판(4)으로부터 먼쪽으로 향하는 홀더(7, 7', 7")의 측면에 배열되고, 함몰부 내에 전극(11, 11', 11")이 배열되고, 함몰부는 동심원적으로 구성되는, 정전식 기판 홀더.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전극(11, 11', 11")은 링(11)으로 구성되는, 정전식 기판 홀더.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전극(11, 11', 11")은 원형 세그먼트(11') 및 원형 링 섹터 중 적어도 하나로 구성되는, 정전식 기판 홀더.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 홀더(7, 7', 7")는 벌집 구조로 형성되는, 정전식 기판 홀더.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 기판(4) 및 홀더(7, 7', 7") 중 적어도 하나를 이동시키기 위한, 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템을 가지는, 정전식 기판 홀더.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 기판(4) 및 홀더(7, 7', 7") 중 적어도 하나는 적어도 3개의 자유도로 이동될 수 있는, 정전식 기판 홀더.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 위치결정, 홀딩 및 이동 시스템은 거친 구동부와 미세 구동부를 사용하여, 적어도 하나의 자유도에 대해 구성되는, 정전식 기판 홀더.
  12. 제 9 항에 있어서,
    위치결정, 홀딩 및 이동 시스템의 구동부는, 비-이동 상태에서, 전력 공급부를 동작시키지 않고, 각자의 위치를 유지하거나 정지할 수 있도록 구성되는, 정전식 기판 홀더.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    기판(4)의 이동 절차, 홀더(7, 7', 7")의 위치, 홀더(7, 7', 7")의 속력 및 홀더(7, 7', 7")의 가속도 중 적어도 하나를 제어하기 위한 중앙 제어 유닛, 및
    기판(4)의 이동 절차, 홀더(7, 7', 7")의 위치, 홀더(7, 7', 7")의 속력 및 홀더(7, 7', 7")의 가속도 중 적어도 하나를 조절하기 위한 조절 유닛
    중 적어도 하나를 갖는, 정전식 기판 홀더.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 영향 인자를 측정하기 위한 적어도 하나의 센서 및 측정된 영향 인자에 따라 제어를 하는 작동기 및 조절을 하는 작동기 중 적어도 하나를 갖는, 정전식 기판 홀더.
  15. 기판(4)을 처리하기 위한 처리 장비(3) 및 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 정전식 기판 홀더(2)를 가진 처리 설비(1).
  16. 기판(4)을 처리하기 위한 방법에 있어서, 기판(4)은 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 정전식 기판 홀더(2)에 의해 유지 및 회전되는, 기판을 처리하기 위한 방법.
  17. 삭제
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