KR102495233B1 - 정전척 - Google Patents

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KR102495233B1
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Abstract

본 발명에 따른 정전척은, 반도체 제조 장비를 통해 반도체 제조 공정의 수행시 공정 챔버의 내부에서 기판을 지지하도록 기판 아래에 유전체 블럭을 구비하도록, 유전체 블럭 아래에 원기둥으로 위치되어 유전체 블럭으로부터 노출되면서, 원기둥의 중앙 영역으로부터 원기둥의 외주면을 향해 냉각 유체 흐름 영역을 가지며, 원기둥의 외주면 가까이에 외주면을 따라 공구 체결 영역을 가지는 베이스 플레이트를 포함하고, 냉각 유체 흐름 영역과 공구 체결 영역은, 베이스 플레이트의 외주면 가까이에서 베이스 플레이트의 외주면을 따라 중첩한다.

Description

정전척{ELECTROSTATIC CHUCK}
본 발명은, 반도체 제조 장비의 공정 챔버의 내부에 순차적으로 적층되는 베이스 플레이트와 유전체 블럭을 구비하면서 베이스 플레이트에 냉각 유로를 포함하는 정전척에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 제조 장비는, 반도체 제조 공정을 수행하기 위해 공정 챔버(60)에 순차적으로 적층되는 정전척(40)과 기판(50)을 구비한다. 여기서, 상기 반도체 제조 공정은 식각 공정 또는 증착 공정을 포함한다. 상기 정전척(40)은 순차적으로 적층되는 베이스 플레이트(10)와 유전체 블럭(30)을 갖는다. 상기 유전체 블럭(30)은 정전 전극(25)을 구비한다.
우선적으로, 상기 반도체 제조 장비의 구동 동안, 상기 공정 챔버(40)에 공정 가스를 주입후, 상기 공정 가스는 외부 전력을 인가받아 공정 챔버(40)의 내부에서 플라즈마로 변경된다. 즉, 상기 플라즈마는 공정 가스를 통해 기판(50) 상에 생성된다. 상기 정전 전극(25)은 제1 외부 전원에 전기적으로 접속되어 양 전하 또는 음전하를 가지도록 대전된다.
상기 기판(50)은 정전 전극(25)과 반대 전하로 대전되기 위해 플라즈마로부터 음 전하 또는 양 전하를 공급받는다. 상기 기판(50)과 정전 전극(25)은 기판(50)과 정전 전극(25) 사이에 정전장을 형성한다. 상기 정전장은 정전 전극 상에서 유전체 블럭(30)에 기판(50)을 고정시킨다. 이후로, 상기 베이스 플레이트(10)는 제2 외부 전원에 전기적으로 접속되어 기판(50)에 플라즈마의 반응 속도를 조절하여 기판(50)에 반도체 제조 공정을 수행한다.
그러나, 상기 플라즈마는 반도체 제조 공정의 수행 동안 기판(50)과 충돌하여 기판(50)에 열을 발생시켜 기판(50)의 온도 상승을 야기시킨다. 상기 기판(50)의 온도 상승은 기판(50) 상에서 영역별로 반도체 제조 공정의 수행 동안 식각률 또는 식각 균일도 또는 프로파일 또는 선폭 또는 막 두께에 악 영향을 미친다.
상기 반도체 제조 공정의 수행 동안 기판(50)의 온도 상승을 최소화하기 위해, 베이스 플레이트(10)와 유전체 블럭(30)과 기판(50)의 절단면을 볼 때, 상기 베이스 플레이트(10)는 냉각 유체 흐름 영역(4)을 갖는다. 상기 냉각 유체 흐름 영역(4)은 냉각 유로 구조물(도면에 미 도시)을 적어도 하나로 갖는다. 상기 냉각 유로 구조물은 베이스 플레이트(10)에서 냉각 유체의 흐름을 유도한다.
또한, 상기 베이스 플레이트(10)와 유전체 블럭(30)과 기판(50)의 절단면을 볼 때, 상기 베이스 플레이트(10)는 냉각 유체 흐름 영역(4)의 양 측부에 공구 체결 영역(8)을 갖는다. 상기 공구 체결 영역(8)은 베이스 플레이트(10)에 포커스 링(도면에 미도시)을 고정시키는 체결공(도면에 미도시)을 갖는다.
여기서, 상기 냉각 유체 흐름 영역(4)은 공구 체결 영역(8)에 의해 둘러싸이고 유전체 블럭(30)의 점유 영역에 구속되어 기판(50)의 온도 상승을 최소화시키는데 한계를 갖는다. 왜냐하면, 상기 냉각 유체 흐름 영역(4)은 기판(50)의 중앙 영역에서 기판(50)의 온도 상승을 막지만 기판(50)의 가장자리 영역을 따라서 기판의 온도 상승을 제어하지 못한다.
한편, 상기 정전척은 한국공개특허공보 제10-2013-0094578호에도 종래기술로써 유사하게 개시되고 있다.
한국공개특허공보 제10-2013-0094578호
본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 반도체 제조 장비의 공정 챔버에서, 반도체 제조 공정을 수행하는 동안, 기판 아래에 순차적으로 적층되는 베이스 플레이트와 유전체 블럭을 구비하면서도, 기판과 플라즈마의 반응시 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역에서 기판의 온도 상승을 최소화하고 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역에서 기판의 온도 분포를 균일하게 하는데 적합한 정전척을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 정전척은, 반도체 제조 장비를 통해 반도체 제조 공정의 수행시 공정 챔버의 내부에서 기판을 지지하도록 상기 기판 아래에 유전체 블럭을 구비하도록, 상기 유전체 블럭 아래에 원기둥으로 위치되어 상기 유전체 블럭으로부터 노출되면서, 상기 원기둥의 중앙 영역으로부터 상기 원기둥의 외주면을 향해 냉각 유체 흐름 영역을 가지며, 상기 원기둥의 상기 외주면 가까이에 상기 외주면을 따라 공구 체결 영역을 가지는 베이스 플레이트를 포함하고, 상기 냉각 유체 흐름 영역과 상기 공구 체결 영역은, 상기 베이스 플레이트의 외주면 가까이에서 상기 베이스 플레이트의 외주면을 따라 중첩하는 것을 측징으로 한다.
상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때, 상기 냉각 유체 흐름 영역의 길이는, 상기 유전체 블럭의 길이보다 더 길 수 있다.
상기 베이스 플레이트는, 상기 유전체 블럭으로부터 이격하는 하부측에서 상기 냉각 유체 흐름 영역에 제1 냉각 유로 구조물과, 상기 유전체 블럭과 접촉하는 상부측에서 상기 냉각 유체 흐름 영역에 제2 냉각 유로 구조물을 가지는 유로 베이스를 포함하고, 제1 및 제2 냉각 유로 구조물은, 나선 형으로 이루어지고, 상기 유로 베이스의 하면과 상면을 각각 개구할 수 있다.
제1 및 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스에서 서로로부터 분리되어 서로로부터 고립되고, 상기 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스에서 상기 제1 냉각 유로 구조물보다 더 큰 점유 면적을 가지고, 상기 유로 베이스에서 상기 제1 냉각 유로 구조물 대비 상대적으로 큰 밀도의 나선 형으로 권취될 수 있다.
상기 제1 냉각 유로 구조물은, 순차적으로 적층되는 제1 커버 수용부와 제1 냉각 유로로 이루어지고, 상기 제1 커버 수용부는, 상기 제1 냉각 유로보다 더 큰 크기로 형성되면서 상기 제1 커버 수용부와 상기 제1 냉각 유로 사이에 걸림 턱을 가지고, 상기 제1 냉각 유로는, 냉각 가스를 흐르게 할 수 있다.
상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때, 상기 제1 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부, 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부 상에 제1 절단된 냉각 유로를 가지고, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 유전체 블럭보다 더 큰 점유 면적을 가지며 상기 유전체 블럭 아래에서 상기 유전체 블럭의 점유 면적으로부터 벗어나는 최외각 제1 절단된 커버 수용부를 가질 수 있다.
상기 제2 냉각 유로 구조물은, 순차적으로 적층되는 제2 냉각 유로와 제2 커버 수용부로 이루어지고, 상기 제2 커버 수용부는, 상기 제2 냉각 유로보다 더 큰 크기로 형성되면서 상기 제2 냉각 유로와 상기 제2 커버 수용부 사이에 걸림 턱을 가지고, 상기 제2 냉각 유로는, 냉각 액체를 흐르게 할 수 있다.
상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때, 상기 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스의 단면에서 복수의 제2 절단된 냉각 유로, 그리고 개별 제2 절단된 냉각 유로 상에 제2 절단된 커버 수용부를 가지고, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 유전체 블럭보다 더 큰 점유 면적을 가지며 상기 유전체 블럭으로부터 최외각 제2 절단된 커버 수용부를 노출시킬 수 있다.
상기 베이스 플레이트는, 상기 유전체 블럭 주변에서 상기 유로 베이스의 상기 공구 체결 영역에 복수의 가스 도입구와 복수의 가스 배출구와 복수의 포커스링 체결공을 가지고, 상기 복수의 포커스링 체결공은, 상기 유로 베이스에서 상기 복수의 가스 도입구와 상기 복수의 가스 배출구 대비 상기 유로 베이스의 외주면에 상대적으로 가까이 위치되고, 상기 복수의 가스 도입구와 상기 복수의 가스 배출구와 상기 복수의 포커스링 체결공은 상기 유로 베이스의 상기 상면을 개구할 수 있다.
상기 복수의 가스 도입구와 상기 복수의 가스 배출구는, 상기 유로 베이스의 중심으로터 동일한 지름의 제1 가상원을 따라 반복적으로 위치되고, 상기 복수의 포커스링 체결공은, 상기 유로 베이스의 상기 중심으로터 동일한 지름의 제2 가상원을 따라 반복적으로 위치될 수 있다.
상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때, 상기 제1 냉각 유로 구조물이, 상기 유로 베이스의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부, 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부 상에 제1 절단된 냉각 유로를 가지며, 상기 제2 냉각 유로 구조물이, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 복수의 제2 절단된 냉각 유로, 그리고 개별 제2 절단된 냉각 유로 상에 제2 절단된 커버 수용부를 가지면서, 개별 가스 도입구 또는 개별 가스 배출구는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서, 상기 단면의 일측부에 위치되는 최외각 두 개의 제2 절단된 냉각 유로 사이에 또는 상기 단면의 타측부에 위치되는 최외각 두 개의 제2 절단된 냉각 유로 사이에 위치되어 제1 절단된 냉각 유로와 연통할 수 있다.
상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때, 상기 제1 냉각 유로 구조물이, 상기 유로 베이스의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부, 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부 상에 제1 절단된 냉각 유로를 가지며, 상기 제2 냉각 유로 구조물이, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 복수의 제2 절단된 커버 수용부, 그리고 개별 제2 절단된 커버 수용부 아래에 제2 절단된 냉각 유로를 가지면서, 상기 베이스 플레이트는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부에 삽입되는 제1 커버와, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 제2 절단된 커버 수용부에 삽입되는 제2 커버를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스에서 개별적으로 동일한 레벨에 위치되고, 제1 커버 또는 제2 커버는, 상기 유로 베이스에서 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물과 동일한 형상을 가지고, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인(line)으로 형성될 수 있다.
상기 제1 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스에서 동일한 레벨에 위치되고, 상기 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 최외각 제2 절단된 냉각 유로와 최외각 제2 절단된 커버 수용부 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 상대적으로 높은 레벨에 가지고, 상기 제1 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 절단된 제1 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성되고, 상기 제2 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 최외각 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 외측 커버와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 내측 커버로 분리되어 이루어질 수 있다.
상기 제1 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스에서 동일한 레벨에 위치되고, 상기 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 제2 냉각 유로 구조물의 바닥을 기준으로 하여 최외각 제2 절단된 냉각 유로의 높이 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로의 높이를 상대적으로 크게 가지고, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부 대비 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 상대적으로 높은 레벨에 가지고, 상기 제1 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 절단된 제1 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성되고, 상기 제2 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 최외각 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 외측 커버와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 내측 커버로 분리되어 이루어질 수 있다.
상기 제1 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스에서 동일한 레벨에 위치되고, 상기 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 최외각 제2 절단된 냉각 유로와 최외각 제2 절단된 커버 수용부 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 상대적으로 낮은 레벨에 가지고, 상기 제1 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 절단된 제1 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성되고, 상기 제2 커버는, 상기 유로 베이스에서 상기 최외각 제2 절단된 커버 수용부을 덮는 제2 외측 커버와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 내측 커버로 분리되어 이루어질 수 있다.
상기 제1 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스에서 동일한 레벨에 위치되고, 상기 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 제2 냉각 유로 구조물의 바닥을 기준으로 하여 최외각 제2 절단된 냉각 유로의 높이 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로의 높이를 상대적으로 작게 가지고, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부 대비 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 상대적으로 낮은 레벨에 가지고, 상기 제1 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 제1 냉각 유로 구조물을 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성되고, 상기 제2 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 최외각 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 외측 커버와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 내측 커버로 분리되어 이루어질 수 있다.
상기 유로 베이스는, 상기 제1 냉각 유로 구조물, 그리고 상기 제1 냉각 유로 구조물 사이에 복수의 요부(凹部)를 포함하는 제1 유로 베이스, 및 상기 제1 유로 베이스 상에서, 상기 제2 냉각 유로 구조물, 그리고 상기 제2 냉각 유로 구조물 아래에 복수의 철부(凸部)를 포함하는 제2 유로 베이스로 이루어지고, 상기 제2 유로 베이스의 개별 철부는, 상기 제1 유로 베이스의 개별 요부에 끼워지고, 제1 및 제2 냉각 유로 구조물은, 상기 유로 베이스에서 개별적으로 동일한 레벨에 위치되고, 제1 커버 또는 제2 커버는, 상기 유로 베이스에서 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물과 동일한 형상을 가지고, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 또는 제2 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인(line)으로 형성될 수 있다.
상기 제1 커버와 상기 제2 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 볼 때, 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부와 상기 개별 제2 절단된 커버 수용부의 가장자리를 따라 마찰 교반 용접을 통해 상기 유로 베이스와 동일한 용접 깊이를 가지거나, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 볼 때, 상기 냉각 유체 흐름 영역의 중앙 영역과 가장자리 영역에서 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부와 상기 개별 제2 절단된 커버 수용부의 상기 가장자리를 따라 상기 마찰 교반 용접을 통해 상기 유로 베이스와 서로 다른 용접 깊이를 가지거나, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 볼 때, 상기 제1 커버와 상기 제2 커버에서 커버 별로 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부와 상기 개별 제2 절단된 커버 수용부의 상기 가장자리를 따라 상기 마찰 교반 용접을 통해 상기 유로 베이스와 서로 다른 용접 깊이를 가질 수 있다.
제1 또는 제2 커버는, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부의 수직 내측벽과 접촉하거나, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부의 경사진 내측벽과 접촉하거나, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부의 경사진후 수직을 이루는 측벽과 접촉하거나, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부의 경사진후 수직을 이루는 일 측벽과 경사진 타측벽과 접촉하거나, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 'T' 자형의 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부를 채울 수 있다.
상기 유전체 블럭은, 클램프(clamp) 전극를 포함하고, 상기 클램프 전극을 직류 전원(DC power supply)에 전기적으로 접속시키고, 상기 베이스 플레이트는, 유로 베이스를 고주파 전원(RF power supply)에 전기적으로 접속시킬 수 있다.
본 발명에 따른 정전척은,
반도체 제조 장비에서 반도체 제조 공정을 수행하기 위해, 기판 아래에 순차적으로 적층되는 베이스 플레이트와 유전체 블럭을 구비하고, 유전체 블럭으로부터 노출되는 베이스 플레이트의 형상을 변경하면서 베이스 플레이트의 냉각 유체 흐름 영역을 확장하여 유전체 블럭 주변에 냉각 유체 흐름 영역을 위치시키므로,
반도체 제조 공정을 수행하는 동안, 기판 아래에 순차적으로 적층되는 베이스 플레이트와 유전체 블럭을 구비하면서도, 기판과 플라즈마의 반응시 기판의 온도 상승을 최소화하고 기판의 중앙 영역과 가장자리 영역에서 기판의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 반도체 제조 장비에서 공정 챔버 내 정전척을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 공정 챔버에서 기판 아래에 정전척을 보여주는 개략도이다.
도 3은 도 2의 정전척에서 베이스 플레이트를 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 베이스 플레이트에서 유로 베이스를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 2의 정전척에서 베이스 플레이트를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 2의 베이스 플레이트에서 제2 커버에 대한 변형예를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제1 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제2 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제3 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제4 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제5 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 12는 도 5의 베이스 플레이트에서 유로 베이스에 제1 커버 또는 제2 커버의 마찰 교반 용접시 용접 깊이를 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 5의 베이스 플레이트에서 유로 베이스와 제1 커버와 제2 커버에 대한 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 14는 도 2의 공정 챔버에서 기판과 정전척의 위치 관계를 보여주는 사시도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 제한적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 공정 챔버에서 기판 아래에 정전척을 보여주는 개략도이고, 도 3은 도 2의 정전척에서 베이스 플레이트를 보여주는 분해 사시도이다.
또한, 도 4는 도 3의 베이스 플레이트에서 유로 베이스를 보여주는 단면도이고, 도 5는 도 2의 정전척에서 베이스 플레이트를 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 따른 정전척(520)은, 도 2와 같이, 반도체 제조 장비를 통해 반도체 제조 공정의 수행시 공정 챔버(550)의 내부에서 기판(W)을 지지하도록 기판(W) 아래에 순차적으로 적층되는 베이스 플레이트(140)와 유전체 블럭(510)을 구비하도록 구성된다.
개략적으로 살펴볼 때, 상기 베이스 플레이트(140)는, 도 2 및 도 3 및 도 14를 고려해 볼 때, 유전체 블럭(510) 아래에 원기둥으로 위치되어 유전체 블럭(510)으로부터 노출되면서, 원기둥의 중앙 영역으로부터 원기둥의 외주면을 향해 냉각 유체 흐름 영역(A)을 가지며, 원기둥의 외주면 가까이에 외주면을 따라 공구 체결 영역(B)을 갖는다.
상기 냉각 유체 흐름 영역(A)과 공구 체결 영역(B)은, 도 2와 같이, 베이스 플레이트(140)의 외주면 가까이에서 외주면을 따라 중첩한다. 또한, 상기 유전체 블럭(510)은, 도 2와 같이, 정전 전극(505)을 포함한다. 좀 더 상세하게 살펴볼 때, 상기 베이스 플레이트(140)와 유전체 블럭(510)과 기판(W)의 절단면을 볼 때, 상기 냉각 유체 흐름 영역(A)의 길이는, 도 2와 같이, 상기 유전체 블럭(510)의 길이보다 더 길다.
상기 베이스 플레이트(140)는, 도 4와 같이, 유전체 블럭(510)으로부터 이격하는 하부측에서 냉각 유체 흐름 영역(A)에 제1 냉각 유로 구조물(70)과, 유전체 블럭(510)과 접촉하는 상부측에서 냉각 유체 흐름 영역(A)에 제2 냉각 유로 구조물(100)을 가지는 유로 베이스(110)를 포함한다. 제1 및 제2 냉각 유로 구조물(70, 100)은, 도 3 및 도 4를 고려해볼 때, 나선 형으로 이루어지고, 유로 베이스(110)의 하면과 상면을 각각 개구한다.
제1 및 제2 냉각 유로 구조물(70, 100)은, 도 4와 같이, 유로 베이스(110)에서 서로로부터 분리되어 서로로부터 고립된다. 상기 제2 냉각 유로 구조물(100)은, 도 3 및 도 4를 고려해 볼 때, 유로 베이스(110)에서 제1 냉각 유로 구조물(70)보다 더 큰 점유 면적을 가지고, 유로 베이스(110)에서 제1 냉각 유로 구조물(70) 대비 상대적으로 큰 밀도의 나선 형으로 권취된다.
상기 제1 냉각 유로 구조물은, 도 4와 같이, 순차적으로 적층되는 제1 커버 수용부(66)와 제1 냉각 유로(69)로 이루어진다. 상기 제1 커버 수용부(66)는, 도 4와 같이, 제1 냉각 유로(69)보다 더 큰 크기로 형성되면서 제1 커버 수용부(66)와 제1 냉각 유로(69) 사이에 걸림 턱(63)을 갖는다. 상기 제1 냉각 유로(69)는, 냉각 가스, 예를 들면, 헬륨(He) 가스를 흐르게 한다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(140)와 유전체 블럭(510)과 기판(W)의 절단면을 볼 때, 상기 제1 냉각 유로 구조물(70)은, 유로 베이스(110)의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부(66), 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부(66) 상에 제1 절단된 냉각 유로(69)를 가지고, 유로 베이스(110)의 단면에서 유전체 블럭(510)보다 더 큰 점유 면적을 가지며 유전체 블럭(110) 아래에서 유전체 블럭(510)의 점유 면적(C)으로부터 벗어나는 최외각 제1 절단된 커버 수용부(66)를 갖는다.
상기 제2 냉각 유로 구조물(100)은, 도 4와 같이, 순차적으로 적층되는 제2 냉각 유로(96)와 제2 커버 수용부(99)로 이루어진다. 상기 제2 커버 수용부(99)는, 도 4와 같이, 제2 냉각 유로(96)보다 더 큰 크기로 형성되면서 제2 냉각 유로(96)와 제2 커버 수용부(99) 사이에 걸림 턱(93)을 갖는다. 상기 제2 냉각 유로(96)는, 냉각 액체, 예를 들면, 냉각수 또는 냉각유를 흐르게 한다.
여기서, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(140)와 유전체 블럭(510)과 기판(W)의 절단면을 볼 때, 상기 제2 냉각 유로 구조물(100)은, 유로 베이스(110)의 단면에서 복수의 제2 절단된 냉각 유로(96), 그리고 개별 제2 절단된 냉각 유로(96) 상에 제2 절단된 커버 수용부(99)를 가지고, 유로 베이스(110)의 단면에서 유전체 블럭(510)보다 더 큰 점유 면적을 가지며 유전체 블럭(510)으로부터 최외각 제2 절단된 커버 수용부(99)를 노출시킨다.
상기 베이스 플레이트(140)는, 도 2 내지 도 4 및 도 14를 고려해 볼 때, 유전체 블럭(510) 주변에서 유로 베이스(110)의 공구 체결 영역(B)에 복수의 가스 도입구(80(IN))와 복수의 가스 배출구(80(OUT))와 복수의 포커스링 체결공(도 14의 105)을 갖는다. 상기 복수의 포커스링 체결공(105)은, 도 4 및 도 14를 고려해 볼 때, 유로 베이스(110)에서 복수의 가스 도입구(80(IN))와 복수의 가스 배출구(80(OUT)) 대비 유로 베이스(110)의 외주면에 상대적으로 가까이 위치된다.
상기 복수의 가스 도입구(80(IN))와 복수의 가스 배출구(80(OUT))와 복수의 포커스링 체결공(105)은, 도 4 및 도 14를 고려해 볼 때, 유로 베이스(110)의 상면을 개구한다. 상기 복수의 가스 도입구(80(IN))와 복수의 가스 배출구(80(OUT))는, 도 4 및 도 14를 고려해 볼 때, 유로 베이스(110)의 중심으로터 동일한 지름의 제1 가상원을 따라 반복적으로 위치된다. 상기 복수의 포커스링 체결공(105)은, 도 4 및 도 14를 고려해 볼 때, 유로 베이스(110)의 중심으로터 동일한 지름의 제2 가상원을 따라 반복적으로 위치된다.
여기서, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(140)와 유전체 블럭(510)과 기판(W)의 절단면을 볼 때, 상기 제1 냉각 유로 구조물(70)이, 유로 베이스(110)의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부(66), 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부(66) 상에 제1 절단된 냉각 유로(69)를 가지며, 상기 제2 냉각 유로 구조물(100)이, 유로 베이스(110)의 단면에서 복수의 제2 절단된 냉각 유로(96), 그리고 개별 제2 절단된 냉각 유로(96) 상에 제2 절단된 커버 수용부(99)를 가지면서, 개별 가스 도입구(80(IN)) 또는 개별 가스 배출구(80(OUT))는, 유로 베이스(110)의 단면에서, 단면의 일측부에 위치되는 최외각 두 개의 제2 절단된 냉각 유로(96) 사이에 또는 단면의 타측부에 위치되는 최외각 두 개의 제2 절단된 냉각 유로(96) 사이에 위치되어 제1 절단된 냉각 유로(69)와 연통한다.
도 2 및 도 4 및 도 5를 고려해 볼 때, 상기 베이스 플레이트(110)와 유전체 블럭(510)과 기판(W)의 절단면을 볼 때, 상기 제1 냉각 유로 구조물(70)이, 유로 베이스(110)의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부(66), 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부(66) 상에 제1 절단된 냉각 유로(69)를 가지며, 상기 제2 냉각 유로 구조물(100)이, 유로 베이스(110)의 단면에서 복수의 제2 절단된 커버 수용부(99), 그리고 개별 제2 절단된 커버 수용부(99) 아래에 제2 절단된 냉각 유로(96)를 가지면서, 상기 베이스 플레이트(140)는, 유로 베이스(110)의 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부(66)에 삽입되는 제1 커버(120)와, 유로 베이스(110)의 단면에서 개별 제2 절단된 커버 수용부(99)에 삽입되는 제2 커버(130)를 더 포함한다.
제1 및 제2 냉각 유로 구조물(70, 100)은, 도 4 및 도 5와 같이, 유로 베이스(110)에서 개별적으로 동일한 레벨에 위치된다. 제1 커버(120) 또는 제2 커버(130)는, 도 3 내지 도 5를 고려해 볼 때, 유로 베이스(110)에서 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물(70 또는 100)과 동일한 형상을 가지고, 유로 베이스(110)의 단면에서 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부(66, 99)를 따라 유로 베이스(110)의 중심으로부터 유로베이스(110)의 외주면을 향해 하나의 라인(line)으로 형성된다.
도 6은 도 2의 베이스 플레이트에서 제2 커버에 대한 변형예를 보여주는 사시도이고, 도 7은 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제1 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 변형예에 따른 베이스 플레이트(195)가, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)와 유사하지만, 상기 베이스 플레이트(195)에서 유로 베이스(190)와 제2 커버(180)는, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)에서 유로 베이스(140)와 제2 커버(130)와 다른 구조를 갖는다.
좀 더 상세하게는, 상기 제1 냉각 유로 구조물(70)은, 도 7과 같이, 유로 베이스(190)에서 동일한 레벨에 위치된다. 상기 제2 냉각 유로 구조물(160)은, 도 7과 같이, 유로 베이스(190)의 단면에서 최외각 제2 절단된 냉각 유로(152)와 최외각 제2 절단된 커버 수용부(154) 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로(156)와 나머지 제2 절단된 커버 수용부(158)를 상대적으로 높은 레벨에 갖는다.
상기 제1 커버(120)는, 도 3 및 도 7을 고려하면, 유로 베이스(190)의 단면에서 개별 절단된 제1 커버 수용부(66)를 따라 유로 베이스(190)의 중심으로부터 유로베이스(190)의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성된다. 상기 제2 커버(180)는, 도 6 및 도 7을 고려하면, 유로 베이스(110)의 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부(154)를 덮는 제2 외측 커버(174)와 나머지 제2 절단된 커버 수용부(158)를 덮는 제2 내측 커버(178)로 분리되어 이루어진다.
도 6은 도 2의 베이스 플레이트에서 제2 커버에 대한 변형예를 보여주는 사시도이고, 도 8은 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제2 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 변형예에 따른 베이스 플레이트(225)가, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)와 유사하지만, 상기 베이스 플레이트(225)에서 유로 베이스(220)와 제2 커버(180)는, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)에서 유로 베이스(140)와 제2 커버(130)와 다른 구조를 갖는다.
좀 더 상세하게는, 상기 제1 냉각 유로 구조물(70)은, 도 8과 같이, 유로 베이스(220)에서 동일한 레벨에 위치된다. 상기 제2 냉각 유로 구조물(210)은, 도 8과 같이, 유로 베이스(220)의 단면에서 제2 냉각 유로 구조물(210)의 바닥을 기준으로 하여 최외각 제2 절단된 냉각 유로(202)의 높이 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로(206)의 높이를 상대적으로 크게 가지고, 유로 베이스(220)의 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부(204) 대비 나머지 제2 절단된 커버 수용부(208)를 상대적으로 높은 레벨에 갖는다.
상기 제1 커버(120)는, 도 3 및 도 8을 고려해 볼 때, 유로 베이스(220)의 단면에서 개별 절단된 제1 커버 수용부(66)를 따라 유로 베이스(220)의 중심으로부터 유로베이스(220)의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성된다. 상기 제2 커버(180)는, 도 6 및 도 8과 같이, 유로 베이스(220)의 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부(204)를 덮는 제2 외측 커버(174)와 나머지 제2 절단된 커버 수용부(208)를 덮는 제2 내측 커버(178)로 분리되어 이루어진다.
도 6은 도 2의 베이스 플레이트에서 제2 커버에 대한 변형예를 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제3 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 변형예에 따른 베이스 플레이트(255)가, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)와 유사하지만, 상기 베이스 플레이트(255)에서 유로 베이스(250)와 제2 커버(180)는, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)에서 유로 베이스(140)와 제2 커버(130)와 다른 구조를 갖는다.
좀 더 상세하게는, 상기 제1 냉각 유로 구조물(70)은, 도 9와 같이, 유로 베이스(250)에서 동일한 레벨에 위치된다. 상기 제2 냉각 유로 구조물(240)은, 도 9와 같이,유로 베이스(250)의 단면에서 최외각 제2 절단된 냉각 유로(232)와 최외각 제2 절단된 커버 수용부(234) 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로(236)와 나머지 제2 절단된 커버 수용부(238)를 상대적으로 낮은 레벨에 갖는다.
상기 제1 커버(120)는, 도 3 및 도 9와 같이, 유로 베이스(250)의 단면에서 개별 절단된 제1 커버 수용부(66)를 따라 유로 베이스(250)의 중심으로부터 유로베이스(250)의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성된다. 상기 제2 커버(180)는, 도 6 및 도 9와 같이, 유로 베이스(250)에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부(234)을 덮는 제2 외측 커버(174)와 나머지 제2 절단된 커버 수용부(238)를 덮는 제2 내측 커버(178)로 분리되어 이루어진다.
도 6은 도 2의 베이스 플레이트에서 제2 커버에 대한 변형예를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제4 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 6 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 변형예에 따른 베이스 플레이트(275)가, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)와 유사하지만, 상기 베이스 플레이트(275)에서 유로 베이스(270)와 제2 커버(180)는, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)에서 유로 베이스(140)와 제2 커버(130)와 다른 구조를 갖는다.
좀 더 상세하게는, 상기 제1 냉각 유로 구조물(70)은, 도 10과 같이, 유로 베이스(270)에서 동일한 레벨에 위치된다. 상기 제2 냉각 유로 구조물(260)은, 도 10과 같이, 유로 베이스(270)의 단면에서 제2 냉각 유로 구조물(260)의 바닥을 기준으로 하여 최외각 제2 절단된 냉각 유로(252)의 높이 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로(256)의 높이를 상대적으로 작게 가지고, 유로 베이스(270)의 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부(254) 대비 나머지 제2 절단된 커버 수용부(258)를 상대적으로 낮은 레벨에 갖는다.
상기 제1 커버(120)는, 도 3 및 도 10과 같이, 유로 베이스(270)의 단면에서 제1 냉각 유로 구조물(70)을 따라 유로 베이스(270)의 중심으로부터 유로베이스(270)의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성된다. 상기 제2 커버(180)는, 도 6 및 도 10과 같이, 유로 베이스(270)의 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부(254)를 덮는 제2 외측 커버(174)와 나머지 제2 절단된 커버 수용부(258)를 덮는 제2 내측 커버(178)로 분리되어 이루어진다.
도 11은 도 5의 베이스 플레이트에 대한 제5 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 변형예에 따른 베이스 플레이트(325)가, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)와 유사하지만, 상기 베이스 플레이트(325)에서 유로 베이스(320)는, 도 1 내지 도 5의 베이스 플레이트(140)에서 유로 베이스(140)와 다른 구조를 갖는다.
좀 더 상세하게는, 상기 유로 베이스(320)는, 제1 냉각 유로 구조물(70), 그리고 제1 냉각 유로 구조물(70) 사이에 복수의 요부(凹部; 285)를 포함하는 제1 유로 베이스(290), 및 제1 유로 베이스(310) 상에서, 제2 냉각 유로 구조물(100), 그리고 제2 냉각 유로 구조물(100) 아래에 복수의 철부(凸部; 305)를 포함하는 제2 유로 베이스(310)로 이루어진다. 상기 제2 유로 베이스(310)의 개별 철부(305)는, 흐름선(F)를 따라 제1 유로 베이스(290)의 개별 요부(285)에 끼워진다.
제1 및 제2 냉각 유로 구조물(70, 120)은, 유로 베이스(320)에서 개별적으로 동일한 레벨에 위치된다. 제1 커버(120) 또는 제2 커버(130)는, 도 3 및 도 11을 고려해 볼 때, 유로 베이스(320)에서 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물(70 또는 100)과 동일한 형상을 가지고, 유로 베이스(320)의 단면에서 개별 제1 또는 제2 커버 수용부(66 또는 99)를 따라 유로 베이스(320)의 중심으로부터 유로베이스(320)의 외주면을 향해 하나의 라인(line)으로 형성된다.
도 12는 도 5의 베이스 플레이트에서 유로 베이스에 제1 커버 또는 제2 커버의 마찰 교반 용접시 용접 깊이를 보여주는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 베이스 플레이트(110)에서, 상기 제1 커버(120)와 제2 커버(130)는, 유로 베이스(110)의 단면에서 볼 때, 개별 제1 절단된 커버 수용부(66)와 개별 제2 절단된 커버 수용부(99)의 가장자리를 따라 마찰 교반 용접(334 또는 338)을 통해 유로 베이스(110)와 동일한 용접 깊이(T1 또는 T2)를 갖는다. 여기서, 도 12(b)의 용접 깊이(T1)는, 도 12(c)의 용접 깊이(T2)보다 더 작다.
이와는 다르게, 상기 제1 커버(120)와 제2 커버(130)는, 유로 베이스(110)의 단면에서 볼 때, 냉각 유체 흐름 영역(도 2의 A)의 중앙 영역과 가장자리 영역에서, 개별 제1 절단된 커버 수용부(66)와 개별 제2 절단된 커버 수용부(99)의 가장자리를 따라 마찰 교반 용접(334, 338)을 통해 유로 베이스(110)와 서로 다른 용접 깊이(T1, T2)를 가질 수 있다.
한편, 이와는 다르게, 상기 제1 커버(120)와 제2 커버(130)는, 유로 베이스(110)의 단면에서 볼 때, 제1 커버(120)와 제2 커버(130)에서 커버 별로 개별 제1 절단된 커버 수용부(66)와 개별 제2 절단된 커버 수용부(99)의 가장자리를 따라 마찰 교반 용접(334, 338)을 통해 유로 베이스(110)와 서로 다른 용접 깊이(T1, T2)를 가질 수도 있다.
도 5는 도 2의 정전척에서 베이스 플레이트를 보여주는 단면도이고, 도 13은 도 5의 베이스 플레이트에서 유로 베이스와 제1 커버와 제2 커버에 대한 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 5 및 도 13을 참조하면, 도 5의 유로 베이스(110)가 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물(70 또는 100)에서 개별 제1 또는 제2 절단된 냉각 유로(69 또는 96) 그리고 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부(66 또는 99)를 가지는 때, 제1 또는 제2 커버(120 또는 130)는, 유로 베이스(110)의 단면에서 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부(66 또는 99)의 수직 내측벽과 접촉한다.
이와는 다르게, 도 13(a)의 유로 베이스(370)가 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물(350)에서 개별 제1 또는 제2 절단된 냉각 유로(346) 그리고 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부(349)를 가지는 때, 제1 또는 제2 커버(360)는, 유로 베이스(370)의 단면에서 개별 제1 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부(349)의 경사진 내측벽과 접촉할 수 있다.
이와는 다르게, 도 13(b)의 유로 베이스(410)가 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물(390)에서 개별 제1 또는 제2 절단된 냉각 유로(386) 그리고 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부(389)를 가지는 때, 제1 또는 제2 커버(400)는, 유로 베이스(410)의 단면에서 개별 제1 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부(389)의 경사진후 수직을 이루는 측벽과 접촉할 수도 있다.
이와는 다르게, 도 13(c)의 유로 베이스(450)가 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물(430)에서 개별 제1 또는 제2 절단된 냉각 유로(426) 그리고 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부(429)를 가지는 때, 제1 또는 제2 커버(440)는, 유로 베이스(450)의 단면에서 개별 제1 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부(429)의 경사진후 수직을 이루는 일 측벽과 경사진 타측벽과 접촉할 수도 있다.
이와는 다르게, 도 13(d)의 유로 베이스(490)가 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물(470)에서 개별 제1 또는 제2 절단된 냉각 유로(466) 그리고 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부(469)를 가지는 때, 제1 또는 제2 커버(480)는, 유로 베이스(490)의 단면에서 'T' 자형의 개별 제1 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부(469)를 채울 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 공정 챔버에서 기판 아래에 정전척을 보여주는 개략도이고, 도 14는 도 2의 공정 챔버에서 기판과 정전척의 위치 관계를 보여주는 사시도이다.
도 2 및 도 14를 참조하면, 상기 공정 챔버(550)는, 반도체 제조 공정을 수행하기 위해, 정전척(520)에서 순차적으로 적층되는 베이스 플레이트(140)와 유전체 블럭(510)과 기판(W)을 갖는다. 여기서, 상기 유전체 블럭(510)은, 도 2와 같이, 클램프(clamp) 전극(505)를 포함하고, 클램프 전극(505)을 직류 전원(DC power supply)에 전기적으로 접속시킬 수 있다. 또한, 상기 베이스 플레이트(140)는, 도 2 및 도 14를 고려해 볼 때, 유로 베이스(110)를 고주파 전원(RF power supply)에 전기적으로 접속시킨다.
140; 베이스 플레이트, 505; 정전 전극
510; 유전체 블럭, 520; 정전척,
530; 직류 전원, 540; 고주파 전원
550; 공정 챔버, A; 냉각 유체 흐름 영역
B; 공구 체결 영역, C; 유전체 블럭의 점유 영역
W; 기판

Claims (21)

  1. 반도체 제조 장비를 통해 반도체 제조 공정의 수행시 공정 챔버의 내부에서 기판을 지지하도록 상기 기판 아래에 유전체 블럭을 구비하는 정전척에 있어서,
    상기 유전체 블럭 아래에 원기둥으로 위치되어 상기 유전체 블럭으로부터 노출되면서, 상기 원기둥의 중앙 영역으로부터 상기 원기둥의 외주면을 향해 냉각 유체 흐름 영역을 가지며, 상기 원기둥의 상기 외주면 가까이에 상기 외주면을 따라 공구 체결 영역을 가지는 베이스 플레이트를 포함하고,
    상기 냉각 유체 흐름 영역과 상기 공구 체결 영역은,
    상기 베이스 플레이트의 외주면 가까이에서 상기 베이스 플레이트의 외주면을 따라 중첩하고,
    상기 베이스 플레이트는,
    상기 유전체 블럭으로부터 이격하는 하부측에서 상기 냉각 유체 흐름 영역과 상기 공구 체결 영역에 제1 냉각 유로 구조물과, 상기 유전체 블럭과 접촉하는 상부측에서 상기 냉각 유체 흐름 영역과 상기 공구 체결 영역에 제2 냉각 유로 구조물을 가지는 유로 베이스를 포함하고,
    제1 및 제2 냉각 유로 구조물은,
    나선 형으로 이루어지고,
    상기 유로 베이스의 하면과 상면을 각각 개구하고,
    상기 베이스 플레이트는,
    상기 유전체 블럭 주변에서 상기 유로 베이스의 상기 공구 체결 영역에 복수의 가스 도입구와 복수의 가스 배출구와 복수의 포커스링 체결공을 가지고,
    상기 복수의 포커스링 체결공은,
    상기 유로 베이스에서 상기 복수의 가스 도입구와 상기 복수의 가스 배출구 대비 상기 유로 베이스의 외주면에 상대적으로 가까이 위치되고,
    상기 복수의 가스 도입구와 상기 복수의 가스 배출구와 상기 복수의 포커스링 체결공은 상기 유로 베이스의 상기 상면을 개구하고,
    상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때,
    상기 제1 냉각 유로 구조물이,
    상기 유로 베이스의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부, 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부 상에 제1 절단된 냉각 유로를 가지며,
    상기 제2 냉각 유로 구조물이,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 복수의 제2 절단된 커버 수용부, 그리고 개별 제2 절단된 커버 수용부 아래에 제2 절단된 냉각 유로를 가지면서,
    상기 베이스 플레이트는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부에 삽입되는 제1 커버와, 상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 제2 절단된 커버 수용부에 삽입되는 제2 커버를 포함하는, 정전척.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때,
    상기 냉각 유체 흐름 영역의 길이는,
    상기 유전체 블럭의 길이보다 더 긴, 정전척.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    제1 및 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스에서 서로로부터 분리되어 서로로부터 고립되고,
    상기 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스에서 상기 제1 냉각 유로 구조물보다 더 큰 점유 면적을 가지고,
    상기 유로 베이스에서 상기 제1 냉각 유로 구조물 대비 상대적으로 큰 밀도의 나선 형으로 권취되는, 정전척.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 유로 구조물은,
    순차적으로 적층되는 제1 커버 수용부와 제1 냉각 유로로 이루어지고,
    상기 제1 커버 수용부는,
    상기 제1 냉각 유로보다 더 큰 크기로 형성되면서 상기 제1 커버 수용부와 상기 제1 냉각 유로 사이에 걸림 턱을 가지고,
    상기 제1 냉각 유로는,
    냉각 가스를 흐르게 하는, 정전척.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때,
    상기 제1 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부, 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부 상에 제1 절단된 냉각 유로를 가지고,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 유전체 블럭보다 더 큰 점유 면적을 가지며 상기 유전체 블럭 아래에서 상기 유전체 블럭의 점유 면적으로부터 벗어나는 최외각 제1 절단된 커버 수용부를 가지는, 정전척.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 냉각 유로 구조물은,
    순차적으로 적층되는 제2 냉각 유로와 제2 커버 수용부로 이루어지고,
    상기 제2 커버 수용부는,
    상기 제2 냉각 유로보다 더 큰 크기로 형성되면서 상기 제2 냉각 유로와 상기 제2 커버 수용부 사이에 걸림 턱을 가지고,
    상기 제2 냉각 유로는,
    냉각 액체를 흐르게 하는, 정전척.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때,
    상기 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스의 단면에서 복수의 제2 절단된 냉각 유로, 그리고 개별 제2 절단된 냉각 유로 상에 제2 절단된 커버 수용부를 가지고,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 유전체 블럭보다 더 큰 점유 면적을 가지며 상기 유전체 블럭으로부터 최외각 제2 절단된 커버 수용부를 노출시키는, 정전척.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 도입구와 상기 복수의 가스 배출구는,
    상기 유로 베이스의 중심으로터 동일한 지름의 제1 가상원을 따라 반복적으로 위치되고,
    상기 복수의 포커스링 체결공은,
    상기 유로 베이스의 상기 중심으로터 동일한 지름의 제2 가상원을 따라 반복적으로 위치되는, 정전척.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트와 상기 유전체 블럭과 상기 기판의 절단면을 볼 때,
    상기 제1 냉각 유로 구조물이,
    상기 유로 베이스의 단면에서 복수의 제1 절단된 커버 수용부, 그리고 개별 제1 절단된 커버 수용부 상에 제1 절단된 냉각 유로를 가지며,
    상기 제2 냉각 유로 구조물이,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 복수의 제2 절단된 냉각 유로, 그리고 개별 제2 절단된 냉각 유로 상에 제2 절단된 커버 수용부를 가지면서,
    개별 가스 도입구 또는 개별 가스 배출구는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서, 상기 단면의 일측부에 위치되는 최외각 두 개의 제2 절단된 냉각 유로 사이에 또는 상기 단면의 타측부에 위치되는 최외각 두 개의 제2 절단된 냉각 유로 사이에 위치되어 제1 절단된 냉각 유로와 연통하는, 정전척.
  12. 삭제
  13. 제1 항에 있어서,
    제1 및 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스에서 개별적으로 동일한 레벨에 위치되고,
    제1 커버 또는 제2 커버는,
    상기 유로 베이스에서 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물과 동일한 형상을 가지고,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 또는 제2 절단된 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인(line)으로 형성되는, 정전척.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스에서 동일한 레벨에 위치되고,
    상기 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 최외각 제2 절단된 냉각 유로와 최외각 제2 절단된 커버 수용부 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 상대적으로 높은 레벨에 가지고,
    상기 제1 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성되고,
    상기 제2 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 최외각 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 외측 커버와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 내측 커버로 분리되어 이루어지는, 정전척.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스에서 동일한 레벨에 위치되고,
    상기 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 제2 냉각 유로 구조물의 바닥을 기준으로 하여 최외각 제2 절단된 냉각 유로의 높이 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로의 높이를 상대적으로 크게 가지고,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부 대비 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 상대적으로 높은 레벨에 가지고,
    상기 제1 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성되고,
    상기 제2 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 최외각 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 외측 커버와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 내측 커버로 분리되어 이루어지는, 정전척.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스에서 동일한 레벨에 위치되고,
    상기 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 최외각 제2 절단된 냉각 유로와 최외각 제2 절단된 커버 수용부 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 상대적으로 낮은 레벨에 가지고,
    상기 제1 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성되고,
    상기 제2 커버는,
    상기 유로 베이스에서 상기 최외각 제2 절단된 커버 수용부을 덮는 제2 외측 커버와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 내측 커버로 분리되어 이루어지는, 정전척.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스에서 동일한 레벨에 위치되고,
    상기 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 제2 냉각 유로 구조물의 바닥을 기준으로 하여 최외각 제2 절단된 냉각 유로의 높이 대비 나머지 제2 절단된 냉각 유로의 높이를 상대적으로 작게 가지고,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 최외각 제2 절단된 커버 수용부 대비 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 상대적으로 낮은 레벨에 가지고,
    상기 제1 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 제1 냉각 유로 구조물을 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인으로 형성되고,
    상기 제2 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 상기 최외각 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 외측 커버와 나머지 제2 절단된 커버 수용부를 덮는 제2 내측 커버로 분리되어 이루어지는, 정전척.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 유로 베이스는,
    상기 제1 냉각 유로 구조물, 그리고 상기 제1 냉각 유로 구조물 사이에 복수의 요부(凹部)를 포함하는 제1 유로 베이스, 및
    상기 제1 유로 베이스 상에서, 상기 제2 냉각 유로 구조물, 그리고 상기 제2 냉각 유로 구조물 아래에 복수의 철부(凸部)를 포함하는 제2 유로 베이스로 이루어지고,
    상기 제2 유로 베이스의 개별 철부는,
    상기 제1 유로 베이스의 개별 요부에 끼워지고,
    제1 및 제2 냉각 유로 구조물은,
    상기 유로 베이스에서 개별적으로 동일한 레벨에 위치되고,
    제1 커버 또는 제2 커버는,
    상기 유로 베이스에서 제1 또는 제2 냉각 유로 구조물과 동일한 형상을 가지고,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 또는 제2 커버 수용부를 따라 상기 유로 베이스의 중심으로부터 상기 유로베이스의 외주면을 향해 하나의 라인(line)으로 형성되는, 정전척.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 커버와 상기 제2 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 볼 때, 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부와 상기 개별 제2 절단된 커버 수용부의 가장자리를 따라 마찰 교반 용접을 통해 상기 유로 베이스와 동일한 용접 깊이를 가지거나,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 볼 때, 상기 냉각 유체 흐름 영역의 중앙 영역과 가장자리 영역에서 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부와 상기 개별 제2 절단된 커버 수용부의 상기 가장자리를 따라 상기 마찰 교반 용접을 통해 상기 유로 베이스와 서로 다른 용접 깊이를 가지거나,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 볼 때, 상기 제1 커버와 상기 제2 커버에서 커버 별로 상기 개별 제1 절단된 커버 수용부와 상기 개별 제2 절단된 커버 수용부의 상기 가장자리를 따라 상기 마찰 교반 용접을 통해 상기 유로 베이스와 서로 다른 용접 깊이를 가지는, 정전척.
  20. 제1 항에 있어서,
    제1 또는 제2 커버는,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부의 수직 내측벽과 접촉하거나,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부의 경사진 내측벽과 접촉하거나,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부의 경사진후 수직을 이루는 측벽과 접촉하거나,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부의 경사진후 수직을 이루는 일 측벽과 경사진 타측벽과 접촉하거나,
    상기 유로 베이스의 상기 단면에서 'T' 자형의 개별 제1 절단된 커버 수용부 또는 개별 제2 절단된 커버 수용부를 채우는, 정전척.
  21. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 블럭은,
    클램프(clamp) 전극를 포함하고,
    상기 클램프 전극을 직류 전원(DC power supply)에 전기적으로 접속시키고,
    상기 베이스 플레이트는,
    유로 베이스를 고주파 전원(RF power supply)에 전기적으로 접속시키는, 정전척.

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