KR200367932Y1 - 반도체 및 액정패널 제조설비용 정전척 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 및 액정패널제조설비의 정전척에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식각공정시 등에 웨이퍼 또는 유리기판을 안정적으로 고정시키는 정전척의 개선에 관한 것으로서, 모재(10)와, 접착제(12)에 의해 모재 상면에 접착되는 제 1세라믹층(20)과, 제 1세라믹층(20) 상면에 용사 코팅되는 전도층(30)과, 전도층(30) 상면에 용사 코팅되는 제 2세라믹층(40)으로 구성된 반도체 및 액정패널 제조설비의 정전척을 제공하여, 제조원가를 절감하면서도 표면정밀도를 향상시킬 수 있고, 정전척의 재생처리를 손쉽게 이룰 수 있는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 반도체 및 액정패널제조설비의 정전척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식각공정시 웨이퍼 또는 유리기판을 안정적으로 고정시키는 정전척의 개선에 관한 것이다.
통상적으로 반도체 및 액정패널의 제조설비에 있어서 웨이퍼 또는 유리기판(이하, '피처리물'로 통칭함)은 사진, 식각, 확산, 이온주입, 금속증착 및 화학기상증착 등의 제조공정을 반복 수행하게 됨으로써 요구되는 반도체장치 또는 액정패널로 제작되고, 이렇게 반도체장치 또는 액정패널로 제작되기까지의 피처리물은 캐리어에 복수개 수용되어 각각의 공정간을 이동하게 된다.
한편, 식각 공정은, 밀폐되어 진공압 상태를 이루는 챔버 내부에 피처리물을 위치시키고, 이 피처리물에 대향하여 요구되는 공정 가스를 투입함과 동시에 RF(radio frequency) 파워를 인가함으로써 플라즈마 상태의 공정 가스로 하여금 피처리물 상의 불필요한 부위를 식각 제거하도록 하는 공정이다.
여기서, 상술한 공정 가스에 의한 식각은 특정 방향성을 갖고 있으며, 이에 대응하는 피처리물은 정확한 위치에서 유동됨이 없이 고정될 필요가 있다. 따라서 이러한 견고한 고정 상태를 유지시키기 위한 수단이 요구된다. 또한, 고정수단은 작업성을 고려하여 피처리물의 신속한 고정 및 분리가 이루어 져야 하며, 플라즈마 분위기 하에서 작업이 진행되므로 플라즈마 특성이 양호하여야 한다.
이렇게 피처리물을 고정하는 수단으로는 척이 이용되는데, 이러한 척은 기계적방식과 정전척방식이 있다. 기계적 방식은 피처리물 에지 부위를 기계적으로 압착 고정하는 방식으로서, 계속적인 공정 수행시 피처리물의 무빙 재현성이 부족하고, 피처리물 에지 부위가 척에 의해 약 2??3㎜ 정도의 범위를 커버함에 따라 수율이 저하되며, 또 피처리물의 휨 현상과 척에 의한 그림자 효과(shadow effect) 등이 발생된다. 그리고, 피처리물의 온도 제어의 균일성 및 재현성이 부족하고, 기계적 구성에 의한 파티클의 발생 위험이 있으며, 피처리물 에지 부위의 패턴이 리프팅되는 등 많은 문제점을 갖고 있었다.
따라서 기계적인 척의 복합적인 문제점을 개선하기 위한 방법으로 커패시턴스(capacitance)와 전압을 이용하여 피처리물을 흡착 고정하는 정전척(ESC: electro static chuck)이 개발되어 있다. 정전척 단극(unipolar)방식과 양극(bipolar)방식으로 구분되며 이하에 설명되는 것은 특히 플라즈마 분위기에 고주파를 공급하여 피처리물의 고정을 이루는 단극방식을 기준으로 한다.
정전척은 주로 모재상에 적어도 둘 이상의 세라믹층을 코팅하고, 각 세라믹층 사이에는 전도성물질이 개재되어 전압 인가시 플라즈마가 효과적으로 생성되도록 구성된다. 세라믹층은 산화알미늄(Al2O3) 또는 질화알미늄(AlN)등이 사용되고, 절연층으로는 텅스텐(W)이 주로 이용되고 있다.
종래에 있어서, 상기 모재상에 세라믹층 및 전도층을 구성함에 있어서는 다음과 같은 두 가지 방식이 채용되고 있었다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 접착제를 이용한 방식이 있다. 이는 모재(1)상에 접착제(2)를 도포하여 제 1세라믹층(3)을 접착하고, 그 위에 다시 접착제(4)를 도포하고 전도층(5)을 접착하며, 한 번 더 접착제(6) 도포 및 제 2세라믹층(7)을 접착하는 것에 의해 정전척이 구성된다.
그러나 이와 같은 방식은 기 형성된 세라믹 필름을 접착제에 의하여 접착하게 되므로 정밀도가 비교적 우수한 장점이 있으나 물리적 파손에 의한 제 2세라믹층의 손상이나 전계의 불균형 또는 아킹(arcing)으로 인한 전도층의 손상시 재생이 불가능 하다는 문제를 갖고 있었다. 또한, 이러한 접착제를 이용한 방식은 세라믹 플레이트의 특성상 대형의 피처리물에 대해 적용할 수 없는 문제를 갖고 있다.
한편, 또 다른 방식은 도 2에 도시된 바와 같은 플라즈마 용사에 의한 방식이 개발되어 있다. 용사(thermal spray)란 와이어나 파우더 형태의 재료를 용융 혹은 반용융 상태로 분사하여 부품표면에 층을 형성하는 것으로서, 즉, 모재(1)상에 세라믹분말을 용사하여 소정의 두께로 제 1세라믹층(3)을 형성하고, 그 위에 텅스텐분말 등의 전도성이 양호한 재료를 용사하여 전도층(5)을 형성하며, 다시 세라믹을 용사하여 제 2세라믹층(7)을 형성하는 것에 의해 정전척을 구성한다. 그러나 이러한 방식은 세라믹 코팅층이 경도가 떨어지고 기공이 많이 형성되므로 접착제 방식과 마찬가지로 재생이 곤란한 문제를 갖고 있었다. 즉, 재생작업은 손상된 제 2세라믹층과 전도층을 기계적 또는 화학적으로 제거한 후 다시 그 위에 전도층 및 제 2세라믹층을 형성하게 되는바, 용사방식에 의한 정전척은 분사에 의해 코팅되는 작업의 특성상 경도가 낮아 기계적 가공시 제 1세라믹층으로부터 전도층만을 제거하는데 어려움이 있고, 또한 화학적 방법은 기공이 형성되어 있으므로 역시 용사에 의해 형성되어 있는 제 1세라믹층의 손상을 수반하게 되므로 사용이 어려운 실정이었다. 또한, 용사방식은 기공이 형성됨에 따라 균일도 및 표면정밀도가 떨어지는 문제를 갖고 있었다. 나아가서, 제 1 및 제 2세라믹층에서 요구되는 절연성을 충족시키는데 많은 어려움이 뒤따르는 문제를 갖고 있었다.
이에 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 제조비용을 절감하면서도 정밀도를 높일 수 있는 정전척을 제공함에 있다
본 고안의 다른 목적은 제 2세라믹층 및 전도층이 기계적 가공 및 화학처리에 의해 손쉽게 제거토록 하여 재생성을 높일 수 있는 정전척을 제공함에 있다.
도 1은 종래 정전척의 일예를 보인 단면개략도
도 2는 종래 정전척의 다른 예를 보인 단면개략도
도 3은 본 고안의 정전척의 바람직한 실시 예를 보인 단면개략도
도 4는 본 고안의 정전척의 다른 예를 보인 단면개략도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10: 모재 12: 접착층
20: 제 1세라믹 30: 전도층
40: 제 2세라믹층
이러한 본 고안의 목적은 모재와, 접착제에 의해 모재 상면에 접착되는 제 1세라믹층과, 용사에 의해 제 1세라믹층 상면에 코팅되는 전도층과, 용사에 의해 제 전도층 상면에 코팅되는 제 2세라믹층으로 구성된 반도체 및 액정패널 제조설비의 정전척에 의해 달성될 수 있다.
상기 제 1세라믹층은 세라믹 필름 또는 세라믹 플레이트로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제 2세라믹층은 전도층에 용사 코팅되는 산화알미늄(Al2O3) 또는 질화알미늄(AlN)으로 이루어진 제1층과, 제 1층에 용사 코팅되는 이트리늄 옥사이드(Yttrium Oxide ; Y2O3)로 이루어진 제 2층으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제 2세라믹층의 표면에 이트리늄 옥사이드(Y2O3)로 이루어진 제 2층을 용사 코팅하는 것도 예상될 수 있다.
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 3에는 본 고안에 따른 정전척의 바람직한 실시예의 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 모재(10)의 상면에 접착제가 도포되고, 그 위에 제 1세라믹층(20)이 접착된다. 제 1세라믹층(20)은 세라믹 필름 또는 세라믹 플레이트로 구성되는 것으로서 약 200~500??정도가 바람직하다. 그리고 상기 제 1세라믹층(20)의 표면에는 텅스텐(W)등의 도전성이 우수한 분말이 용사되어 전도층(30)이 형성된다. 텅스텐 분말의 용사는 고온의 플라즈마와 함께 분사되는 과정에서 녹아 제 1세라믹층의 표면에 고착 코팅이 이루어진다. 이어서, 전도층(30)표면에 세라믹 분말을 용사하는 것에 의해 제 2세라믹층(40)의 코팅이 완료된다. 이 제 2세라믹층(40)은 약 250~600??의 두께로 구성되는 것이 바람직하다. 각각의 코팅층은 소정의 두께에 도달할 때까지 전체에 걸쳐 용사작업을 수회 반복하여 이루어진다.
이와 같은 구성을 갖는 본 고안은 제 1세라믹층(20)은 미리 소정의 두께로제조되어 있는 세라믹 필름 또는 세라믹 플레이트를 접착제를 이용하여 모재(10)에 로 접착함으로써 모재와의 절연성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 또한, 제 2세라믹층(40)은 역시 용사에 의해 제 1세라믹층(20)에 코팅된 전도층(30)의 표면에 다시 용사 코팅됨으로써 대형의 피처리물의 척킹(chucking)에 대응하기 용이하며, 특히 물리적 파손에 의한 제 2세라믹층(40)의 손상이나 전계의 불균형 또는 아킹(arcing)으로 인한 전도층(30)의 손상시 재생이 용기하게 된다. 즉, 제 1세라믹층이 용사 코팅된 층에 비해 경도가 높으므로 기계적 가공에 의해 정전척으로부터 제 2세라믹층 및 전도층만을 제거하는 것이 용이하고, 나아가 화학적인 제거방법의 적용 또한 용이하게 되므로 재생작업이 가능하게 되는 것이다.
한편, 도 4에는 본 고안의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 여기에는 제 2세라믹층을 세분화하여 플라즈마 특성을 더욱 향상시켜 척킹성능 및 공정처리시의 식각의 균일도등을 높일 수 있는 것에 대해 개시한다.
즉, 상기 제 2세라믹층은 전도층(30)에 용사코팅되는 제 1층(42)및 이 제 1층(42)에 용사 코팅되면서 적어도 제 1층(42)에 비해 플라즈마 특성이 우수한 제 2층(44)으로 구성된다. 상기 제 1층(42)은 이트리늄 옥사이드(Y2O3)로 구성되는 것이 바람직하며, 제 2층(44)은 산화알미늄(Al2O3) 또는 질화알미늄(AlN)으로 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 상대적으로 플라즈마 특성이 우수한 재료를 표면에 제공하고, 그 이면에 산화알미늄(Al2O3) 또는 질화알미늄(AlN)을 개재하여 전도층에 일체화함으로써 이트리늄 옥사이드의 단점인 접착강도를 보강토록 하는 것으로서, 비교적 고가인 이트리늄 옥사이드를 효과적으로 이용하고, 나아가서, 정전척의 내구성을 향상시킬 수 있게 되다.
본 고안의 기술적 사상의 범위는 이상에서 설명된 실시예들에 한정되지 않는다. 즉, 이상의 실시예들 사이의 호환 가능한 구성요소들의 적절한 조합에 의해 구성되는 것도 본 고안의 기술적 사상의 범위에 포함되어야 하며, 단순한 구성요소의 부가, 변경 및 치환에 의한 것도 포함되어야 한다. 예를 들면, 본 고안의 다른 실시예는 제 2세라믹층(40)의 표면에 제 2층(44)의 성분 즉, 플라즈마 특성이 우수한 이트리늄 옥사이드 층을 용사 코팅하는 것 등은 본 고안의 범위 내에 포함되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 정전척은 모재와 제 1세라믹층은 접착제로 접착하고, 제 1세라믹층위에 전도층 및 제 2세라믹층은 순차적으로 용사 코팅함으로써 제조원가를 절감하면서도 표면정밀도를 향상시킬 수 있고, 제 1세라믹층이 세라믹 플레이트 또는 필름으로 구성되어 제 1세라믹층 및 전도층의 제거가 용이하게 되므로 정전척의 재생처리를 손쉽게 이룰 수 있는 진일보한 효과를 갖는 것이다.
Claims (4)
- 모재와,접착제에 의해 모재 상면에 접착되는 제 1세라믹층과,제 1세라믹층 상면에 용사 코팅되는 전도층과,제 전도층 상면에 용사 코팅되는 제 2세라믹층으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 및 액정패널 제조설비의 정전척.
- 제 1항에 있어서, 제 1세라믹층은 세라믹 필름 또는 세라믹 플레이트인 것을 특징으로 하는 반도체 및 액정패널 제조설비의 정전척.
- 제 2항에 있어서, 제 2세라믹층은 전도층에 용사 코팅되는 산화알미늄(Al2O3) 또는 질화알미늄(AlN)으로 이루어진 제1층과, 제 1층에 용사 코팅되는 이트리늄 옥사이드(Y2O3)로 이루어진 제 2층으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 및 액정패널 제조설비의 정전척.
- 제 2항에 있어서, 제 2세라믹층의 표면에 이트리늄 옥사이드(Y2O3)로 이루어진 제 2층을 용사 코팅한 것을 특징으로 하는 반도체 및 액정패널 제조설비의 정전척.
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Publications (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR200367932Y1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101467107B1 (ko) * | 2013-07-05 | 2014-12-01 | 주식회사 야스 | 미세전극으로 된 정전 척의 탈부착 시스템 |
-
2004
- 2004-08-20 KR KR20-2004-0023761U patent/KR200367932Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR101467107B1 (ko) * | 2013-07-05 | 2014-12-01 | 주식회사 야스 | 미세전극으로 된 정전 척의 탈부착 시스템 |
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