KR20030023267A - Electrostatic chuck for use in semiconductor fabricating equipment - Google Patents
Electrostatic chuck for use in semiconductor fabricating equipment Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030023267A KR20030023267A KR1020010056398A KR20010056398A KR20030023267A KR 20030023267 A KR20030023267 A KR 20030023267A KR 1020010056398 A KR1020010056398 A KR 1020010056398A KR 20010056398 A KR20010056398 A KR 20010056398A KR 20030023267 A KR20030023267 A KR 20030023267A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrostatic chuck
- chuck body
- chucking plate
- chucking
- electrostatic
- Prior art date
Links
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
- H01L21/67—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)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 가공물로서 웨이퍼를 척킹하는 정전척에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to an electrostatic chuck that chucks a wafer as a workpiece.
반도체 제조 과정에 있어서, 공정 중에 반도체 기판이 움직이거나 오정렬되는 것을 방지하기 위해서, 반도체 기판을 지지 또는 잡아두기 위한 척들 (chucks)이 사용된다. 반도체 기판을 잡아두기 위해 정전기 인력 (electrostatic attraction forces)을 사용하는 정전척들은 다른 형태의 척들 (예를 들면, 기계척 그리고 진공척)에 비해 몇몇 이점들을 갖는다. 그러한 이점들 중 하나로서, 정전척들은 메칼니컬 클램프들 (mechanical clamps)에 의해서 종종 생기는 스트레스에 관련된 크랙 (stress-related cracks)을 줄일 수 있다.In the semiconductor manufacturing process, chucks are used to support or hold the semiconductor substrate in order to prevent the semiconductor substrate from moving or misaligning during the process. Electrostatic chucks that use electrostatic attraction forces to hold a semiconductor substrate have some advantages over other types of chucks (eg, mechanical chucks and vacuum chucks). As one of those advantages, electrostatic chucks can reduce stress-related cracks often caused by mechanical clamps.
그러한 정전척들이 "ELECTROSTATIC CHUCK"라는 제목으로 U.S. Patent No. 4,665,463에, "METHOD OF AND APPARATUS FOR APPLYING VOLTAGE TO ELECTROSTATIC CHUCK"라는 제목으로 U.S. Patent No. 5,117,121에, 그리고 "ELECTROSTATIC CHUCK HAVING A THERMAL TRANSFER REGULATED PAD"라는 제목으로 U.S. Patent No. 5,978,202에 각각 게재되어 있으며, 레퍼런스로 포함된다.Such electrostatic chucks are entitled "ELECTROSTATIC CHUCK". Patent No. 4,665,463, entitled "METHOD OF AND APPARATUS FOR APPLYING VOLTAGE TO ELECTROSTATIC CHUCK". Patent No. 5,117,121 and entitled "ELECTROSTATIC CHUCK HAVING A THERMAL TRANSFER REGULATED PAD." Patent No. 5,978,202, respectively, incorporated by reference.
일반적으로, 정전척은 유전 물질 (dielectric material)로 구성된 몸체 (chuck body) 또는 시트 (sheet) 내에 내장된 한 쌍의 전극들을 포함한다. 실리콘 웨이퍼와 같은 가공품이 상기 정전척 상에 놓인다. 상기 전극들 사이에 전압이 인가될 때, 정전척은 존슨-라벡 효과 (Johnsen-Rahbek effect)에 따라 상기 실리콘 웨이퍼를 정전기적으로 끌어당긴다.In general, an electrostatic chuck includes a pair of electrodes embedded in a chuck body or sheet of dielectric material. A workpiece, such as a silicon wafer, is placed on the electrostatic chuck. When a voltage is applied between the electrodes, the electrostatic chuck electrostatically attracts the silicon wafer in accordance with the Johnson-Rahbek effect.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 제조 설비의 정전척을 보여주는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 정전척의 단면 구조를 보여주는 단면도이다.1 is a view showing an electrostatic chuck of a semiconductor manufacturing facility according to the prior art, Figure 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the electrostatic chuck according to the prior art.
도면에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 정전척은 하부 전극에서 (+) 및 (-) 전극들에 직접 연결되도록 하부 전극에 조립된다. 상기 정전척의 (+) 전극과 (-) 전극이 절연되어 있는 상태에서 척킹 전압(chucking voltage)이 인가된다. (+)전극과 (-) 전극이 절연되어 있는 상태에서 하나의 바디(body)로 되어 있기 때문에, 정전척 자체는 각 구성 부품으로 분리가 불가능하고 또한 절연이 깨어지면 페일된다. 이러한 이유로, 고주파 전력(RF POWER)에 의해서 손상을 입거나 척킹 능력 저하로 정전척을 교체하여야 할 경우, 정전척 전체가 (+) 및 (-) 전극들을 형성하는 구조이므로 척 자체를 교체해야 한다.As shown in the figure, the electrostatic chuck according to the prior art is assembled to the lower electrode so as to be directly connected to the positive and negative electrodes at the lower electrode. A chucking voltage is applied while the positive electrode and the negative electrode of the electrostatic chuck are insulated. Since the positive electrode and the negative electrode are insulated from one body, the electrostatic chuck itself is inseparable from each component and fails when the insulation breaks. For this reason, when the electrostatic chuck needs to be replaced due to the damage caused by RF power or the chucking ability decreases, the chuck itself must be replaced since the entire electrostatic chuck forms a positive and negative electrode. .
웨이퍼를 척킹하는 정전척을 제작하는 경우, 공정 진행시 웨이퍼의 뒷면(back side)에 묻어있는 파티클, 이물질, 정전척 위에 발생되는 파티클, 또는 PM 진행시의 정전척의 표면 손상, 또는 오래 사용될 때의 고주파 전력에 의해서 정전척이 페일되게 한다. 현재 사용되고 있는 정전척의 수명은 대략 1~2년 정도로, 대부분의 페일 원인이 RF 손상에 의한 척킹 능력 저하나 세라믹 표면의 손상 등에 의한 페일이다. 이렇게 정전척이 페일되는 경우, 하나의 바디로서 정전척이 형성되어 있기 때문에, 척 자체를 교환하여야 한다.When fabricating an electrostatic chuck that chucks the wafer, the particles on the back side of the wafer during the process, foreign particles, particles generated on the electrostatic chuck, or surface damage of the electrostatic chuck during PM progression, or when used for a long time High frequency power causes the electrostatic chuck to fail. The life of electrostatic chucks currently in use is about 1 to 2 years, and most of the failures are due to a decrease in chucking ability due to RF damage or damage to the ceramic surface. When the electrostatic chuck fails in this way, since the electrostatic chuck is formed as one body, the chuck itself needs to be replaced.
본 발명의 목적은 분해 및 결합 가능하도록 형성되는 정전척 바디와 척킹 플레이트로 구성되는 정전척을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an electrostatic chuck consisting of an electrostatic chuck body and a chucking plate which are formed to be disassembleable and coupled.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼가 실제로 척킹되는 표면 부위만이 교체되게 하는 구조를 갖는 정전척을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrostatic chuck having a structure such that only the surface portion where the wafer is actually chucked is replaced.
도 1은 종래 기술에 따른 정전척을 보여주는 도면;1 shows an electrostatic chuck in accordance with the prior art;
도 2는 종래 기술에 따른 정전척의 구조를 보여주는 단면도;2 is a cross-sectional view showing the structure of an electrostatic chuck according to the prior art;
도 3은 본 발명에 따른 정전척을 보여주는 도면; 그리고3 shows an electrostatic chuck in accordance with the present invention; And
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 척킹 플레이트 및 정전척 바디를 보여주는 평면도들이다.4A and 4B are plan views showing the chucking plate and the electrostatic chuck body shown in FIG. 3.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 하부 전극120 : 정전척 바디100: lower electrode 120: electrostatic chuck body
140 : 척킹 플레이트160 : 웨이퍼140: chucking plate 160: wafer
(구성)(Configuration)
상술한 제반 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 가공물로서 웨이퍼를 처리하기 위한 반도체 제조 설비가 제공되며, 상기 반도체 제조 설비는 고주파 전력을 공급받는 하부 전극과; 그리고 상기 하부 전극과 결합되며, 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 정전척을 포함한다. 상기 정전척은 상기 하부 전극과 연결되는 정전척 바디와, 상기 정전척 바디와 연결되어 상기 웨이퍼를 척킹하는 척킹 플레이트로 구성된다. 상기 척킹 플레이트는 상기 정전척 바디와/로부터 결합/분해되도록 제작되며, 상기 척킹 플레이트에만 (-) 및 (+) 척킹 전압들이 인가된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, there is provided a semiconductor manufacturing equipment for processing a wafer as a workpiece, the semiconductor manufacturing equipment includes a lower electrode which is supplied with a high frequency power; And an electrostatic chuck coupled to the lower electrode to support the wafer. The electrostatic chuck is composed of an electrostatic chuck body connected to the lower electrode, and a chucking plate connected to the electrostatic chuck body to chuck the wafer. The chucking plate is manufactured to be coupled / disassembled with / from the electrostatic chuck body, and only negative chucking voltages are applied to the chucking plate.
(작용)(Action)
이러한 장치에 의하면, 정전척의 척킹 능력 저하 또는 페일로 인한 정전척을 교체해야 하는 경우 척킹 플레이트만을 교체할 수 있기 때문에, 기료비 및 설비 다운 시간을 줄일 수 있다.According to such a device, since only the chucking plate can be replaced when the electrostatic chuck needs to be replaced due to a decrease in the chucking ability or failure of the electrostatic chuck, fuel costs and equipment down time can be reduced.
(실시예)(Example)
본 발명의 바람직한 실시예가 참조 도면들에 의거하여 이후 상세히 설명될 것이다.Preferred embodiments of the invention will be described in detail hereinafter on the basis of reference drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전척을 보여주는 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 정전척 바디와 척킹 플레이트의 상부면을 보여주는 도면이다.3 is a view showing an electrostatic chuck according to a preferred embodiment of the present invention, Figures 4a and 4b is a view showing the top surface of the electrostatic chuck body and chucking plate shown in FIG.
도 3에 있어서, 참조 번호 "100"은 하부 전극(bottom electrode)을 나타내고, 참조 번호 "120"은 정전척 바디(ESC body)를 나타낸다. 참조 번호 "140"는 척킹 플레이트(chucking plate)를 나타내고, 참조 번호 "160"은 웨이퍼를 나타낸다.In Fig. 3, reference numeral "100" denotes a bottom electrode and reference numeral "120" denotes an electrostatic chuck body. Reference numeral 140 denotes a chucking plate, and reference numeral 160 denotes a wafer.
먼저 도 3을 참조하면, 상기 하부 전극(100)은 고주파 전력(RF power)을 공급받으며, 상기 정전척 바디(120)는 상기 하부 전극(100)에 고정되어 있다. 상기 정전척 바디(120)에는 (+) 전극봉(122)과 (-) 전극봉(124)이 형성되어 있다. 상기 척킹 플레이트(160)는, 종래 기술에 따른 정전척과 달리, 상기 정전척 바디(120)와/로부터 결합/분해 가능하도록 제작될 것이다. 여기서, 상기 정전척 바디(120)와 상기 척킹 플레이트(140)는 정전척(ESC)을 구성한다.First, referring to FIG. 3, the lower electrode 100 receives high frequency power (RF power), and the electrostatic chuck body 120 is fixed to the lower electrode 100. The electrostatic chuck body 120 is provided with a positive electrode electrode 122 and a negative electrode electrode 124. The chucking plate 160, unlike the electrostatic chuck according to the prior art, will be manufactured to be coupled / disassembled with the electrostatic chuck body 120. Here, the electrostatic chuck body 120 and the chucking plate 140 constitute an electrostatic chuck (ESC).
종래 기술에 따른 정전척과 달리, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정전척은 하부 전극(100)에 연결되는 정전척 바디(120)와 상기 정전척 바디(120)에 연결되는 척킹 플레이트(140)의 두 부분으로 나누어진다. 도면에서와 같이 기존의 (-) 및 (+) 전극봉을 정전척 바디(120)의 윗쪽까지 연결할수 있도록 하고 종래의 정전척의 (-) 및 (+ )의 두 부분으로 절연되어 있던 부분을 정전척 윗쪽의 척킹 플레이트(140)에 (-) 및 (+) 전극 부분을 따로 제작하여 이 부분에 척킹 전압이 인가될 수 있도록 하고 정전척 바디(120)에는 (-) 및 (+) 전극부를 두지 않는다.Unlike the electrostatic chuck according to the prior art, as shown in the drawings, the electrostatic chuck according to the present invention has an electrostatic chuck body 120 connected to the lower electrode 100 and a chucking plate connected to the electrostatic chuck body 120 ( Are divided into two parts. As shown in the drawing, the conventional (-) and (+) electrodes can be connected to the upper side of the electrostatic chuck body 120, and the portions insulated by two parts of (-) and (+) of the conventional electrostatic chuck are electrostatic chucks. (-) And (+) electrode parts are separately manufactured on the upper chucking plate 140 so that the chucking voltage can be applied thereto, and the (-) and (+) electrode parts are not placed on the electrostatic chuck body 120. .
냉각수 공급 라인(coolant flow line)은 정전척 바디(120)에 제작하여 하부 온도가 척킹 플레이트에 전달될 수 있도록 한다. 정전척 바디에 고주파 전력이 인가될 때 척킹 플레이트에 효율적으로 고주파 전력이 전달될 수 있도록 정전척 바디(120)에는, 도 4b에 도시된 바와 같이, RF CAPASTRIP을 장착하여야 한다. 또한, 척킹 플레이트는 정전척 바디와 분리 가능하도록 제작하여 정전척의 페일시 실제로 웨이퍼가 척킹되는 척킹 플레이트 부분을 따로 교체할 수 있도록 하면, 정전척으로 인한 기료비 절감 및 척 생산 원가를 줄일 수 있다.A coolant flow line is fabricated in the electrostatic chuck body 120 to allow the lower temperature to be transmitted to the chucking plate. When high frequency power is applied to the electrostatic chuck body, the electrostatic chuck body 120 should be equipped with an RF CAPASTRIP so that the high frequency power can be efficiently transmitted to the chucking plate. In addition, the chucking plate is made to be detachable from the electrostatic chuck body so that when the electrostatic chuck fails, the chucking plate portion where the wafer is actually chucked can be replaced separately, thereby reducing fuel cost and chuck production cost due to the electrostatic chuck.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the circuit according to the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is only an example, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Of course.
앞서 설명된 바와 같이, 정전척은 두 부분으로 나누어지고, 하부 전극(100)에 전기적으로 연결되어 있다. 좀 더 구체적으로, 고주파 전력을 인가 받을 수 있는 정전척 바디 부분과 척킹 전압(chucking voltage)이 가해져 실제로 척킹이 이루어지는 척킹 플레이트 부분으로 나누어진다. (-) 및 (+)의 정전척 전압들을 척킹 플레이트(140)의 (+) 및 (-) 전극들에 가하는 구조로 제작하는 경우, 정전척의 척킹 능력 저하 또는 페일로 인한 정전척을 교체해야 하는 경우 척킹 플레이트만을 교체할 수 있기 때문에, 기료비 및 설비 다운 시간을 줄일 수 있다.As described above, the electrostatic chuck is divided into two parts and is electrically connected to the lower electrode 100. More specifically, it is divided into an electrostatic chuck body portion capable of receiving high frequency power and a chucking plate portion in which chucking voltage is applied to actually perform chucking. When fabricating a structure in which the positive and negative electrostatic chuck voltages are applied to the positive and negative electrodes of the chucking plate 140, it is necessary to replace the electrostatic chuck due to the chucking ability of the electrostatic chuck or failure. In this case, only the chucking plate can be replaced, thereby reducing fuel costs and downtime.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020010056398A KR20030023267A (en) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | Electrostatic chuck for use in semiconductor fabricating equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020010056398A KR20030023267A (en) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | Electrostatic chuck for use in semiconductor fabricating equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20030023267A true KR20030023267A (en) | 2003-03-19 |
Family
ID=27723808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020010056398A KR20030023267A (en) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | Electrostatic chuck for use in semiconductor fabricating equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20030023267A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100677169B1 (en) * | 2005-05-12 | 2007-02-02 | 플루오르테크주식회사 | The Electrostatic Churk for Flat Panel Display |
-
2001
- 2001-09-13 KR KR1020010056398A patent/KR20030023267A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100677169B1 (en) * | 2005-05-12 | 2007-02-02 | 플루오르테크주식회사 | The Electrostatic Churk for Flat Panel Display |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5946184A (en) | Electrostatic chuck, and method of and apparatus for processing sample | |
KR101415551B1 (en) | Electrostatic chuck, method of manufacturing the same and apparatus for processing a substrate including the same | |
JP5323317B2 (en) | Electrostatic chuck method | |
JP4988263B2 (en) | Portable electrostatic chuck (ESC) for wafer reinforcement backing | |
JP4354983B2 (en) | Substrate processing equipment | |
JPH10313044A (en) | Method and device for clamping wafer mechanically and electrostatically to pedestal within semiconductor wafer processing system | |
KR101757378B1 (en) | Wafer carrier for smaller wafers and wafer pieces | |
US6034863A (en) | Apparatus for retaining a workpiece in a process chamber within a semiconductor wafer processing system | |
KR20210119296A (en) | Edge ring, substrate support, plasma processing system and method of replacing edge ring | |
JPS63283037A (en) | Statically attracting apparatus | |
KR20030023267A (en) | Electrostatic chuck for use in semiconductor fabricating equipment | |
JP2003179129A (en) | Electrostatic chuck device | |
JP2000183143A (en) | Electrostatic chuck | |
KR100560643B1 (en) | A electro static chuck for semiconductor device fabrication installation | |
KR20080012602A (en) | Wafer stage including a measurement portion for measuring pressure corresponding to electro-static force between a wafer and a electro-static chuck and method of de-chucking a wafer using the same | |
KR20030020072A (en) | Unipolar electro-static chuck | |
KR20110064665A (en) | Dipole type electrostatic chuck by using electric field gradient | |
KR20150146065A (en) | Manufacturing method of ceramic elctro-static chuck using printing | |
CN108461441B (en) | Bearing device and process chamber | |
KR20100001609A (en) | Wafer chucking and dechucking apparatus | |
JP3121893B2 (en) | Electrostatic chuck | |
JP3976994B2 (en) | Silicon heater | |
KR20050028586A (en) | Apparatus for dry etching at the semiconductor manufacturing equipment | |
JPH03108354A (en) | Semiconductor manufacturing equipment | |
JPH0243752A (en) | Static chuck type wafer holder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |