KR20030020072A - 유니폴라 정전척 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유니폴라 정전척은 전원을 인가받는 금속전극과, 상기 금속전극 상에 형성되어 그 위에 웨이퍼가 올려 놓여지는 유전층을 포함하며, 상기 유전층에는 도전성 물질이 도핑되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 도전성 물질로는 실리콘 카바이드 또는 산화티타늄 등을 사용할 수 있고, 상기 유전층의 재질로는 알루미나 또는 AlN 등을 사용할 수 있다. 본 발명에 의하면, 플라즈마 없이도 웨이퍼의 디척킹이 가능하게 된다.

Description

유니폴라 정전척{Unipolar electro-static chuck}
본 발명은 유니폴라 정전척(unipolar electro-static chuck)에 관한 것으로서, 특히 새로운 재질로 이루어져 플라즈마 없이도 웨이퍼의 디척킹(dechucking)이 가능하게 되는 유니폴라 정전척에 관한 것이다.
정전척에는 전극의 수에 따라 하나의 전극만을 사용하여 웨이퍼를척킹(chucking)하는 유니폴라 정전척(unipolar electro-static chuck)과 두 개의 상반된 전극을 사용하는 바이폴라 정전척(bipolar electro-static chuck)이 있다.
전자의 경우는 클램핑 힘(clamping force)은 매우 강하나, 하나의 전극을 사용하기 때문에 플라즈마가 없으면 웨이퍼의 척킹(chucking) 및 디척킹(dechucking)이 불가능하다는 단점이 있다. 따라서, 플라즈마가 꺼질 경우에 디척킹이 되지 않아 다시 플라즈마를 켜고 디척킹해야 하는 불편함이 있다.
후자의 경우는 척킹 및 디척킹은 용이하나 구조가 복잡하여 고장이 나기 쉽고 특히 좁은 간격에 고전압이 걸리기 때문에 웨이퍼 상의 디바이스(device)에 손상을 줄 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 유니폴라 정전척을 설명하기 위한 도면들로서, 도 1a는 유니폴라 정전척의 개략도이고, 도 1b는 도 1a의 등가회로이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 금속전극(12)에는 전압원(11)을 통하여 음의 전압이 인가되며, 유전층(13)은 금속전극(12) 상에 코팅되어 형성된다. 웨이퍼(21)는 유전층(13) 상에 놓인다. 접지판(14)은 웨이퍼(21)와 이격되어 설치된다. 접지판(14)은 공정챔버의 벽이라고 볼 수 있다.
유전층(13) 상에 웨이퍼(21)를 올려 놓고서 공정챔버 안으로 공정가스를 투입함과 아울러 별도로 마련된 플라즈마 전극(미도시)을 통하여 RF 전력을 인가하면 공정챔버 내에 플라즈마(31)가 형성되게 된다. 플라즈마(31)는 접지판(14)과 웨이퍼(21)를 전기적으로 연결하는 도선역할을 한다.
따라서, 웨이퍼(21)와 금속전극(12)을 각각 양전극 및 음전극으로 하고 유전층(13)이 그 사이에 개재된 커패시터가 형성되게 된다. 이렇게 되면, 웨이퍼(21)와 금속전극(12) 사이에는 유전층(13)을 사이에 두고 서로 잡아당기는 클램핑 힘(clamping force)이 생기게 되어 웨이퍼(21)가 유전층(13) 상에 척킹되게 된다.
척킹된 웨이퍼(21)를 공정챔버 밖으로 이동시키기 위해서는 디척킹 과정을 수행해야 되는데 이는 척킹과정의 역으로 수행된다. 즉, 금속전극(12)에 척킹시에 인가한 전압(V)과 반대되는 극성의 전압을 인가함과 동시에 척킹과정에서와 같이 플라즈마를 만들므로써 웨이퍼(21)와 금속전극(12) 사이에 서로 잡아당기는 클램핑 힘이 없어지도록 하여 웨이퍼(21)를 디척킹 시킨다.
이와 같이 종래의 유니폴라 정전척의 경우는 플라즈마가 없을 때에는 디척킹이 되지 않아 불편함이 많았다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플라즈마 없이도 웨이퍼의 디척킹이 가능하게 되는 유니폴라 정전척을 제공하는 데 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 유니폴라 정전척을 설명하기 위한 도면들;
도 2는 본 발명에 따른 유니폴라 정전척을 설명하기 위한 개략도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >
11: 전압원 12: 금속전극
13, 113: 유전층 14: 접지판
21: 웨이퍼 31: 플라즈마
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유니폴라 정전척은, 전원을 인가받는 금속전극과, 상기 금속전극 상에 형성되어 그 위에 웨이퍼가 올려 놓여지는 유전층을 포함하며, 상기 유전층에는 도전성 물질이 도핑되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 도전성 물질로는 실리콘 카바이드 또는 산화티타늄 등을 사용할 수 있고, 상기 유전층의 재질로는 알루미나 또는 AlN 등을 사용할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 유니폴라 정전척을 설명하기 위한 개략도이다. 도면에 있어서, 도 1a와 동일한 참조번호는 동일 기능을 수행하는 구성요소를 나타내며 반복적인 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 유전층(113)은 알루미나 또는 AlN으로 이루어지며, 유전층(113) 에는 실리콘 카바이드(SiC 또는 산화티타늄(TixOy) 등의 도전성 물질이 도핑되어 있다. 따라서, 디척킹 시에 금속전극(12)에 척킹 시와 반대되는 전압을 인가하면 웨이퍼(21)에 쌓여 있던 전하가 도전성 물질이 함유된 유전층(113)을 거쳐 금속전극(12)을 통하여 빠져 나오게 되므로 플라즈마를 형성시키지 않더라도 디척킹이 가능하게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 유니폴라 정전척에 의하면, 플라즈마 없이도 웨이퍼의 디척킹이 가능하게 된다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (3)

  1. 전원을 인가받는 금속전극과, 상기 금속전극 상에 형성되어 그 위에 웨이퍼가 올려 놓여지는 유전층을 포함하며, 상기 유전층에는 도전성 물질이 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 유니폴라 정전척.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 물질이 실리콘 카바이드 또는 산화티타늄인 것을 특징으로 하는 유니폴라 정전척.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유전층이 알루미나 또는 AlN으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유니폴라 정전척.
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