KR102479488B1 - 극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리 - Google Patents

극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR102479488B1
KR102479488B1 KR1020210174628A KR20210174628A KR102479488B1 KR 102479488 B1 KR102479488 B1 KR 102479488B1 KR 1020210174628 A KR1020210174628 A KR 1020210174628A KR 20210174628 A KR20210174628 A KR 20210174628A KR 102479488 B1 KR102479488 B1 KR 102479488B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
susceptor
connector
connector terminal
present
Prior art date
Application number
KR1020210174628A
Other languages
English (en)
Inventor
김혜경
지민호
Original Assignee
주식회사 미코세라믹스
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 주식회사 미코세라믹스 filed Critical 주식회사 미코세라믹스
Priority to PCT/KR2021/018530 priority Critical patent/WO2023106445A1/ko
Priority to KR1020210174628A priority patent/KR102479488B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102479488B1 publication Critical patent/KR102479488B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/6831Apparatus 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
    • H01L21/6833Details of electrostatic chucks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/687Apparatus 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/687Apparatus 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
    • H01L21/68714Apparatus 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
    • H01L21/68757Apparatus 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 a coating or a hardness or a material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/687Apparatus 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
    • H01L21/68714Apparatus 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
    • H01L21/68785Apparatus 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect

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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

저온 또는 극저온에서도 내구성 있게 동작 가능한 서셉터가 개시된다. 본 발명은 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에서 전극을 구비하는 세라믹 플레이트; 및 상기 베이스 부재를 관통하여 상기 세라믹 플레이트의 전극에 전원을 인가하기 위한 전극 커넥터 어셈블리를 포함하고, 상기 전극 커넥터 어셈블리는, 상기 전극과의 접촉단인 제1 커넥터 단자; 전원 인입단의 제2 커넥터 단자; 및 상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자를 연결하는 커넥터 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터를 제공한다.

Description

극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리{CRYOGENIC SUSCEPTOR AND ELECTRICAL CONNECTOR ASSEMBLY FOR ELECTRODES USED THEREFOR}
본 발명은 서셉터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 -100 °C 부근 또는 그 이하의 온도에서도 내구성 있게 동작 가능한 서셉터에 관한 것이다.
반도체 소자나 디스플레이 소자는 화학기상증착(Chemical vapor deposition, CVD) 공정, 물리기상증착(Physical vapor deposition, PVD) 공정, 이온주입 공정(Ion implantation), 식각 공정(Etch process) 등의 반도체 공정을 통해 유전체층 및 금속층을 포함하는 다수의 박막층들을 유리 기판, 플렉서블 기판 또는 반도체 웨이퍼 기판 등에 적층 및 패턴하여 제조된다. 이러한 반도체 공정들을 수행하기 위한 챔버 장치에는 유리 기판, 플렉서블 기판 및 반도체 웨이퍼 기판 등과 같은 다양한 기판을 지지하며, 특히 정전기력을 이용하여 해당 기판을 고정시키기 위하여 정전척(Electro Static Chuck, ESC)과 같은 서셉터(Susceptor)가 구비된다.
이와 같은 서셉터는 통상 상온 또는 고온에서 기판을 지지하는 용도로 사용되고 있다. 그러나, 최근에는 기판을 -50 °C 이하, 또는 -100 °C 이하의 극저온으로 냉각한 상태에서 성막 공정을 진행하거나 식각 공정을 수행할 필요성이 대두되고 있다.
특히, 초미세 반도체 제조를 위해 반도체 적층 높이가 증가되고 회로 선폭이 감소하여 선폭 10 nm 이하의 반도체 소자나 3D 낸드플래시 등의 제조에 필요한 식각 공정의 난이도가 높아짐에 따라 마이크로브릿지(선폭이 얇아져 식각되지 않아야 하는 되는 부분들이 서로 연결되는 결함) 및 폴리머 병목현상(회로의 입구가 폴리머로 인해 좁아지는 현상)등의 공정 이슈가 빈번하게 발생되고 있다. 이러한 공정 이슈를 해결하기 위하여, 챔버 내부의 온도를 -100℃까지 낮추어 폴리머 없이도 식각에 필요한 기체의 움직임을 최소화하여 식각 깊이가 깊어져도 선택비가 향상되고 균일하게 식각할 수 있도록 하는 극저온 식각 공정의 개발이 진행되고 있다.
그러나, 종래의 서셉터는 이와 같은 극저온에서의 사용을 고려하지 않고 있으며, 극저온에서 사용하기에 적합한 서셉터의 설계에 대한 요구가 있다.
(1) KR 2020-31356 A
상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 저온 또는 극저온용 서셉터에 적합한 전극 커넥터 어셈블리의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 저온 또는 극저온용 서셉터의 전극 커넥터 어셈블리의 구성 컴포넌트들의 소재를 설계하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 저온 또는 극저온 환경에서 구동 시에도 변형, 수축 스트레스 등에 의한 소재의 열화나 취성 파괴를 억제하면서 안정적으로 구동 가능한 서셉터용 전극 커넥터 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 저온 또는 극저온 환경에서 열변형이나 결로 현상 없이 안정적으로 동작하는 서셉터의 전극 커넥터 어셈블리 구조를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 전극 커넥터 어셈블리를 구비한 서셉터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에서 전극을 구비하는 세라믹 플레이트; 및 상기 베이스 부재를 관통하여 상기 세라믹 플레이트의 전극에 전원을 인가하기 위한 전극 커넥터 어셈블리를 포함하고, 상기 전극 커넥터 어셈블리는, 상기 전극과의 접촉단인 제1 커넥터 단자; 전원 인입단의 제2 커넥터 단자; 및 상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자를 연결하는 커넥터 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터를 제공한다.
본 발명에서 상기 제1 커넥터 단자는 상기 전극과의 대향면에 돌출부를 구비할 수 있다. 이 때, 상기 제1 커넥터 단자의 상기 돌출부는 음각 패턴을 구비할 수 있다. 또한, 상기 음각 패턴은 십자 무늬, 일자 무늬 또는 격자 무늬일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제1 커넥터 단자와 상기 전극 사이에 충진된 도전성 탄성중합체를 더 포함하고, 상기 제1 커넥터 단자와 상기 전극은 상기 도전성 탄성중합체에 의해 전기적으로 접속된 것일 수 있다. 이 때, 상기 도전성 탄성중합체는 도전성 분말이 분산된 것이 바람직하다. 또한, 이 때 금속 분말 또는 카본 분말일 수 있다.
본 발명에서 상기 전극 커넥터 어셈블리는 상기 제1 커넥터 단자, 상기 커넥터 로드 및 상기 제2 커넥터 단자를 둘러싸는 절연관을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 사이에 절연성 탄성중합체가 충진될 수 있다.
본 발명에서 상기 커넥터 로드는 연성 금속으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 커넥터 로드는 복수의 금속 와이어를 꼬거나 직조하여 구현될 수 있다.
또한, 본 발명은 베이스 부재; 상기 베이스 부재 상에서 전극을 구비하는 세라믹 플레이트; 및 상기 베이스 부재를 관통하여 상기 세라믹 플레이트의 전극에 전원을 인가하기 위한 전극 커넥터 어셈블리를 포함하고, 상기 전극 커넥터 어셈블리는, 상기 전극과의 접촉단으로서의 제1 커넥터 단자와 상기 전극 사이의 도전성 탄성중합체를 포함하고, 상기 도전성 탄성중합체를 통해 상기 전극과 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 서셉터를 제공한다.
본 발명에서 상기 도전성 탄성중합체는 실리콘(silicone) 고무, 부타디엔, 스티렌과 아크릴로니트릴의 혼성 중합체, 부틸 고무 및 플루오르 고무로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 하나의 중합체에 도전성 분말이 분산된 것일 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 제1 커넥터 단자는 티타늄 또는 티타늄 합금일 수 있다.
본 발명에 따르면, -50 °C 이하의 저온 또는 극저온 환경에서 구동 시에도 변형, 수축 스트레스 등에 의한 소재의 열화나 취성 파괴를 억제하면서 안정적으로 구동 가능한 서셉터용 전극 커넥터 어셈블리 및 이를 포함하는 서셉터를 제공할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따르면 저온 또는 극저온 환경에서 열변형이나 결로 현상 없이 안정적으로 동작하는 서셉터의 전극 커넥터 어셈블리 및 이를 포함하는 서셉터를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 커넥터 어셈블리를 구비한 서셉터의 단면도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 전방 커넥터 단자의 단면도 및 정면도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터(100)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터(100)는, 베이스 부재(110) 및 세라믹 플레이트(120)를 포함한다. 상기 서셉터(100)는 원형 타입인 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 타원형, 사각형 등 다른 모양으로 설계될 수도 있다.
상기 베이스 부재(110)는 복수의 금속층들로 이루어진 다층 구조물(multi-layer structure)로 형성될 수 있다. 이들 금속층들은 브레이징(brazing) 공정, 웰딩(welding) 공정 또는 본딩(bonding) 공정 등을 통해 접합될 수 있다. 세라믹 플레이트(120)는 베이스 부재(110) 상에 고정되며, 이를 위하여 소정의 고정수단이나 접착 수단이 사용될 수 있다. 베이스 부재(110)와 세라믹 플레이트(120)는 별도로 제작되어 접합될 수 있으나, 경우에 따라서는 베이스 부재(110)의 상면에 직접 세라믹 플레이트(120)의 구조물을 형성하는 것도 가능하다.
본 발명에서 상기 서셉터(100)는 세라믹 플레이트(120) 상의 기판(예, 유리 기판, 플렉서블 기판 및 반도체 웨이퍼 등)을 균일하게 냉각시키기 위하여, 베이스 부재(110)와 세라믹 플레이트(120)는 냉각 가스 홀 및/또는 냉각 가스 유로와 같은 냉각 구조들(도시되지 않음)을 구비할 수 있다.
본 발명에서 세라믹 플레이트(120)는 최소한 하나의 전극(124)을 구비하고 있다. 일례로, 상기 전극(124)은 척킹 전극 또는 RF 전극 중 어느 하나일 수 있다. 척킹 전극으로서의 전극(120)은 모노폴라 방식의 단일 전극이거나, 바이폴라 방식으로 구동되는 복수의 전극일 수 있다. 또한, 본 발명에서 RF 전극으로서의 전극(124)은 단일 전극 또는 복수의 전극으로 구성될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 플레이트(120)는 척킹 전극 및 RF 전극을 모두 포함할 수 있다. 서셉터가 복수의 전극을 구비하는 경우 상기 전극들은 세라믹 플레이트 내에서 동일 평면 상에 존재하거나 상이한 평면 상에 존재할 수 있다.
도시된 바와 같이 상기 전극(124)은 세라믹 플레이트(120) 내에 매설되거나 표면에 노출될 수 있다. 상기 전극이 플레이트 내에 매설되는 경우 상기 세라믹 플레이트(120)는 절연층(126), 전극(124), 유전체층(122)의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 물론, 전술한 3개 층의 적층 구조는 예시적인 것이며, 세라믹 플레이트(120)가 3개 이상의 적층 구조를 가질 수 있음은 물론이다.
본 발명에서 절연층(126)은 베이스 부재(110)와 전극(124) 사이를 절연한다. 상기 절연층(126)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 절연층(126)은 알루미늄 산화물(Al2O3), 알루미늄 질화물(AlN), 실리콘 탄화물(SiC) 및 실리콘 질화물(Si3N4) 중 적어도 하나의 재질이거나 또는 이들의 복합체 재질일 수 있다. 또한, 절연층(126)은 베이스 부재(110)의 상면에 용사 코팅을 통해 형성될 수도 있다.
전극(124)은 전도성 금속 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 전극(124)은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 전극(124)은 용사 코팅 공정 또는 스크린 프린트 공정을 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 유전층(122)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 일 실시 예로, 유전층(122)은 상술한 절연층(126)과 동일한 재질로 형성되거나 상이한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 유전층(122)은 알루미늄 산화물(Al2O3), 실리콘 산화물(SiO2), 바륨 산화물(BaO), 아연 산화물(ZnO), 코발트 산화물(CoO), 주석 산화물(SnO2) 및 지르코늄 산화물(ZrO2)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나의 재질 또는 둘 이상의 복합체 재질일 수 있다. 본 발명에서 유전층(122)은 절연층(126) 및 전극(124)의 상면에 용사 코팅 공정을 수행하여 형성될 수도 있다.
상기 플레이트 내의 전극(124)에는 전극 커넥터 어셈블리(130)가 장착된다. 상기 전극 커넥터 어셈블리(130)는 외부의 전력 공급 수단(도시하지 않음)에 연결되어 상기 베이스 부재(110)를 관통하여 전원을 상기 플레이트(120)의 전극(124)에 인가한다.
이하에서는 본 발명의 전극 커넥터 어셈블리(130)의 일례를 상술한다.
도 2는 전극 커넥터 어셈블리(130)의 예시적 전기 접속 메커니즘을 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 전극 커넥터 어셈블리(130)는 베이스 부재(110)를 관통하여 세라믹 플레이트(120)의 전극(124)에 전기적으로 접속한다.
도시된 바와 같이, 전극 커넥터 어셈블리(130) 장착 부위에는 절연층(126)의 일부가 제거되고 전극(124)이 노출되어 있다. 상기 전극(124)에는 상기 커넥터 어셈블리와의 전기적 접속을 보조하기 위하여 전극 패드(124A)가 구비된 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
우물 형태로 노출된 플레이트의 노출 부위에는 탄성 접합재(138A)가 충진되어 있다. 전극 커넥터 어셈블리(130)에서 전극과의 접촉단인 전방 커넥터 단자(132A)는 탄성 접합재(138A)를 통해 상기 전극 패드(124A)와 전기적으로 접속된다.
바람직하게는, 본 발명에서 상기 탄성 접합재(138A)는 도전성 탄성중합체(elastic body)를 포함한다.
본 발명에서 상기 탄성중합체로는 실리콘(silicone) 고무, 부타디엔, 스티렌과 아크릴로니트릴의 혼성 중합체, 부틸 고무 및 플루오르 고무로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 하나의 중합체가 사용될 수 있다. 예시적으로, 축쇄에 페닐기를 함유한 실리콘 고무의 경우 초저온에서 사용하기에 적합하다.
본 발명에서 상기 도전성 탄성중합체는 탄성중합체 기지상에 도전성 분말이 분산된 것일 수 있다. 도전성 분말로는 금속 분말 또는 카본 분말이 사용될 수 있다. 일례로, 상기 도전성 탄성중합체는 카본 분말이 분산된 실리콘 고무일 수 있다. 본 발명에서 상기 도전성 탄성중합체는 상온 및 저온에서 높은 전기 전도율을 갖는 것이 바람직하다. 예시적으로, 상기 도전성 탄성중합체는 상온에서 30~100 S/m 범위인 것이 바람직하다.
전술한 탄성중합체는 상기 전방 커넥터 단자(132A)와 전극 패드(124A)와의 사이에 가해지는 압력 변화에 대응하여 유연하게 탄성 변형 가능하므로, 온도 변화에도 불구하고 안정적인 전기적 접속을 제공할 수 있다.
한편, 전극 커넥터 어셈블리(130)는 전원 인입단인 후방 커넥터 단자(132B)를 구비할 수 있으며, 상기 전방 커넥터 단자와 후방 커넥터 단자는 커넥터 로드(134)에 의해 전기적으로 연결되고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 커넥터 단자와 커넥터 로드 간의 연결은 커넥터 로드를 커넥터 단자에 형성된 결합 홈에 압입함으로써 연결될 수 있다.
본 발명에서 상기 커넥터 로드는 바람직하게는 Cu, Ag, Au, Al 및 Be로 이루어진 그룹 중에선 선택된 최소한 하나의 금속이 사용될 수 있다. 또한, 도면에는 상기 커넥터 로드(134)가 직선 형태로 도시되어 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 커넥터 로드(134)는 구불 구불하거나 권선된 것일 수 있다. 또한 상기 커넥터 로드(134)는 여러 가닥의 금속 와이어를 꼬거나 직조한 형태일 수 있다. 이와 같은 구조의 커넥터 로드는 유연성을 부여하여 로드의 단선을 억제할 수 있게 한다.
전술한 바와 같은 전극 커넥터 어셈블리(130)의 단자-유연성 로드-단자 구조는 플레이트, 커넥터의 다양한 소재 간의 열팽창율 차에 따른 변형의 차이를 완충할 수 있게 한다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 전극 커넥터 어셈블리(130)는 상기 전방 커넥터 단자와 후방 커넥터 단자 사이에는 절연성 탄성중합체가 충진될 수 있다. 충진된 탄성중합체는 저온 또는 극저온에서 커넥터 내부의 결로를 방지하고 열수축 스트레스를 완화할 수 있다.
상기 절연성 탄성중합체로는 실리콘(silicone) 고무, 부타디엔, 스티렌과 아크릴로니트릴의 혼성 중합체, 부틸 고무 및 플루오르 고무로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 하나의 중 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 탄성중합체는 200% 이상의 높은 연신율을 갖는 것이 바람직하다. 상기 탄성중합체로는 실리콘 고무가 사용될 수 있다.
본 발명에서 전술한 커넥터 단자로는 Ti, Ni, Co, W 및 Mo로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종의 금속 또는 그 합금이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 커넥터 단자로는 상기 플레이트의 재질과 유사한 열팽창계수를 갖는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 플레이트가 알루미나 재질(상온 열팽창계수 6.5ppm/℃)인 경우 Ti(상온 열팽창계수 8.5~9.0ppm/℃)이 사용되는 것이 바람직하다
한편, 본 발명에서 상기 전극 커넥터 어셈블리(130)에는 커넥터 단자와 커넥터 로드를 베이스 부재(110)와 전기적으로 절연하기 위하여 커넥터의 길이 방향으로 연장되는 절연관(136)이 구비되어 있다. 본 발명에서 상기 절연관(136)은 세라믹, 유리, 엔지니어링 플라스틱 및 이산화규소로 이루어진 그룹 중에서 선택된 재질로 구성될 수 있다. 상기 절연관으로는 저온에서 열변형 없이 형태를 유지할 수 있는 세라믹이 가장 바람직하다.
본 발명에서 전극 패드(124A)와 접촉하는 전방 커넥터 단자(132A)의 접촉 단부에는 요철을 구비할 수 있다. 도 2에는 접촉 단부에 하나의 돌출부가 형성되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명에서 상기 돌출부는 복수의 돌기에 의해 구현될 수 있음은 물론이다.
본 발명에서 상기 전방 커넥터의 돌출 구조는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 전방 커넥터 단자의 일례를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 전방 커넥터 단자의 단면도 및 정면도이다.
도 3을 참조하면, 전방 커넥터 단자(132A)의 접촉 단부(10)는 돌출부(12)를 구비하고 있다. 도시된 바와 같이 상기 접촉 단부(10)의 중앙부에 돌출부(12)가 형성되어 있고, 주변부는 상대적으로 낮은 단차 구조를 형성하고 있다.
또한, 상기 커넥터 단자의 타단은 커넥터 로드와 연결되는 연결부(20)를 구비하고 있다. 연결부(20)의 연결 구조로는 코킹 방식의 연결 구조가 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 돌출부(12)는 음각 패턴(14)을 구비한다. 도면에서 십자 무늬의 음각 패턴이 도시되어 있지만, 일자 무늬, 격자 무늬 등 다양한 형태의 음각 패턴이 가능함은 물론이다.
본 발명에서는 접합재로 탄성중합체를 사용하므로 탄성중합체와 금속 부재인 커넥터 단자의 화학적 반응은 없으므로, 결합력은 상대적으로 약한 상태이다. 돌출부 및/또는 음각 패턴은 유연성 있는 탄성중합체에 기계적 맞물림을 통해 결합 강도를 보완할 수 있다. 이와 더불어, 커넥터 단자에 형성된 돌출부와 음각 패턴은 탄성중합체와의 접촉 면적을 높여 접촉 저항을 감소시키는 작용을 할 수 있다.
본 발명에서 커넥터 단자의 접촉 단부에 형성된 단차는 0.1~0.3 mm 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 돌출부 내의 음각 패턴의 깊이는 0.1~0.3 mm 범위인 것이 바람직하다. 이는 탄성 중합체와의 접촉 면적을 넓힘과 동시에 도전성 탄성 중합체를 패턴부에 충진할 때 기포 없이 균일한 도포가 가능한 적정 범위이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 베이스 부재
120 세라믹 플레이트
122 유전층
124 전극
124A 전극 패드
126 절연층
130 전극 커넥터 어셈블리
132A 전방 커넥터 단자
132B 후방 커넥터 단자
134 커넥터 로드
136 절연관
138A, 138B 탄성중합체

Claims (22)

  1. 베이스 부재;
    상기 베이스 부재 상에서 전극을 구비하는 세라믹 플레이트; 및
    상기 베이스 부재를 관통하여 상기 세라믹 플레이트의 전극에 전원을 인가하기 위한 전극 커넥터 어셈블리를 포함하고,
    상기 전극 커넥터 어셈블리는,
    상기 전극과의 접촉단인 제1 커넥터 단자; 전원 인입단의 제2 커넥터 단자; 및 상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자를 연결하는 커넥터 로드를 포함하고,
    상기 제1 커넥터 단자는 상기 전극과의 대향면에 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부는 음각 패턴을 포함하며,
    상기 제1 커넥터 단자와 상기 전극 사이에 충진된 도전성 탄성중합체를 더 포함하여, 상기 제1 커넥터 단자와 상기 전극은 상기 도전성 탄성중합체에 의해 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 서셉터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    음각 패턴은 십자 무늬, 일자 무늬 또는 격자 무늬를 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 탄성중합체는 도전성 분말이 분산된 것을 특징으로 하는 서셉터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도전성 분말은 금속 분말 또는 카본 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극 커넥터 어셈블리는 상기 제1 커넥터 단자, 상기 커넥터 로드 및 상기 제2 커넥터 단자를 둘러싸는 절연관을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 커넥터 단자와 상기 제2 커넥터 단자 사이에 절연성 탄성중합체가 충진된 것을 특징으로 하는 서셉터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 로드는 연성 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 커넥터 로드는 복수의 금속 와이어를 꼬거나 직조한 것을 특징으로 하는 서셉터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 전극 패드를 더 포함하고,
    상기 전극 커넥터 어셈블리는 상기 전극의 전극 패드에 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 서셉터.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 탄성중합체는 실리콘(silicone) 고무, 부타디엔, 스티렌과 아크릴로니트릴의 혼성 중합체, 부틸 고무 및 플루오르 고무로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 하나의 중합체에 도전성 분말이 분산된 것을 특징으로 하는 서셉터.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커넥터 단자는 티타늄 또는 티타늄 합금인 것을 특징으로 하는 서셉터.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 척킹 전극 또는 RF 전극인 것을 특징으로 하는 서셉터.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 로드는 복수의 금속 와이어를 꼬거나 직조한 것을 특징으로 하는 서셉터.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 전극 패드를 더 포함하고,
    상기 전극 커넥터 어셈블리는 상기 전극의 전극 패드에 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 서셉터.

KR1020210174628A 2021-12-08 2021-12-08 극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리 KR102479488B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2021/018530 WO2023106445A1 (ko) 2021-12-08 2021-12-08 극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리
KR1020210174628A KR102479488B1 (ko) 2021-12-08 2021-12-08 극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210174628A KR102479488B1 (ko) 2021-12-08 2021-12-08 극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102479488B1 true KR102479488B1 (ko) 2022-12-21

Family

ID=84536936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210174628A KR102479488B1 (ko) 2021-12-08 2021-12-08 극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102479488B1 (ko)
WO (1) WO2023106445A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141404A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Kyocera Corp 電極内蔵体及びこれを用いたウエハ支持部材
JP2014138164A (ja) * 2013-01-18 2014-07-28 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 静電チャック装置
JP2015088745A (ja) * 2013-09-27 2015-05-07 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2020047638A (ja) * 2018-09-14 2020-03-26 東京エレクトロン株式会社 基板支持体及び基板処理装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5917946B2 (ja) * 2012-02-24 2016-05-18 東京エレクトロン株式会社 基板載置台及びプラズマエッチング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141404A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Kyocera Corp 電極内蔵体及びこれを用いたウエハ支持部材
JP2014138164A (ja) * 2013-01-18 2014-07-28 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 静電チャック装置
JP2015088745A (ja) * 2013-09-27 2015-05-07 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2020047638A (ja) * 2018-09-14 2020-03-26 東京エレクトロン株式会社 基板支持体及び基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023106445A1 (ko) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5811513B2 (ja) 静電チャック
JP5140632B2 (ja) 基板支持装置及びこれを含む基板処理装置
JP6432474B2 (ja) 静電チャック
US20170133258A1 (en) Electrostatic chuck
US10497597B2 (en) Electrostatic chuck assembly and substrate processing apparatus including the same
JP6319023B2 (ja) 静電チャック装置
KR101636764B1 (ko) 정전척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR20020079552A (ko) 기판처리장치
JP2014130908A (ja) 静電チャック
JP2009094138A (ja) ウエハ保持体および半導体製造装置
JP2002075156A (ja) マイクロスイッチおよびその製造方法
KR102479488B1 (ko) 극저온 서셉터 및 그에 사용되는 전기적 커넥터 어셈블리
KR102254204B1 (ko) 세라믹 히터
KR20100137679A (ko) 글라스 정전척 및 그 제조방법
JP2018101711A (ja) 静電チャック
KR101976538B1 (ko) 온도 가변형 정전척 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
JP3662909B2 (ja) ウエハー吸着加熱装置及びウエハー吸着装置
JPH09260473A (ja) 静電チャック
KR102203859B1 (ko) 절연 저항이 우수한 정전척
US20230178408A1 (en) Electrostatic chuck
KR101593557B1 (ko) 하이브리드 정전척 및 그 제조방법
JP7139165B2 (ja) 保持装置
JP2021052040A (ja) 保持装置
KR101829227B1 (ko) 정전 플레이트의 구조가 개선된 정전척
KR102219255B1 (ko) 개량된 절연 부재를 포함하는 정전척

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant