KR20050047148A - 기판을 지지하기 위한 정전척 - Google Patents

기판을 지지하기 위한 정전척 Download PDF

Info

Publication number
KR20050047148A
KR20050047148A KR1020030080901A KR20030080901A KR20050047148A KR 20050047148 A KR20050047148 A KR 20050047148A KR 1020030080901 A KR1020030080901 A KR 1020030080901A KR 20030080901 A KR20030080901 A KR 20030080901A KR 20050047148 A KR20050047148 A KR 20050047148A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hole
electrostatic chuck
substrate
block
main body
Prior art date
Application number
KR1020030080901A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100505035B1 (ko
Inventor
이태원
최정민
배도인
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR10-2003-0080901A priority Critical patent/KR100505035B1/ko
Priority to US10/990,579 priority patent/US20050105243A1/en
Publication of KR20050047148A publication Critical patent/KR20050047148A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100505035B1 publication Critical patent/KR100505035B1/ko

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
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

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)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

반도체 장치의 제조 공정에서, 기판을 지지하기 위한 정전척은, 알루미늄 본체와 정전기력을 발생시키기 위한 내부 전극과 유전체층을 포함한다. 상기 본체는 상기 기판의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스를 상기 기판의 이면으로 공급하기 위한 제1홀을 갖는다. 세라믹 블록은 상기 제1홀에 억지 끼움 방식으로 삽입되며 상기 제1홀과 연통되는 제2홀을 갖는다. 상기 유전체층을 관통하여 형성되는 제3홀은 상기 제1홀 및 제2홀과 연결된다. 상기 냉각 가스는 상기 제1 내지 제3홀을 통해 상기 기판의 이면으로 공급된다. 상기 제1홀은 상기 세라믹 블록에 의해 커버되므로 상기 제1홀의 내부에서의 아킹 또는 글로우 방전의 발생이 억제된다.

Description

기판을 지지하기 위한 정전척{Electrostatic chuck for supporting a substrate}
본 발명은 정전척에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 기판을 가공하기 위한 가공 챔버 내부에 위치되어 상기 반도체 기판을 지지하기 위한 정전척에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 세정된 웨이퍼를 건조시키기 위한 건조 공정과, 상기 막 또는 패턴의 결함을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
최근, 플라즈마 가스를 이용하여 막을 형성하거나 막을 식각하는 플라즈마 처리 장치가 상기 팹 공정에서 주로 사용되고 있다. 상기 플라즈마 처리 장치는 반도체 기판을 가공하기 위한 공간을 가공 챔버와, 상기 가공 챔버 내부에 배치되며 상기 반도체 기판을 지지하기 위한 정전척과, 상기 가공 챔버로 공급된 반응 가스를 플라즈마 가스로 형성하기 위한 상부 전극을 포함한다.
상기 정전척은 정전기력을 이용하여 반도체 기판을 흡착하며, 반도체 기판은 상기 플라즈마 가스에 의해 처리된다. 상기 플라즈마 가스는 상기 상부 전극에 인가된 RF 파워에 의해 형성되며, 상기 정전척에는 상기 플라즈마 가스의 거동을 조절하기 위한 바이어스 파워가 인가된다. 이와 반대로, 상기 정전척에 플라즈마 생성을 위한 RF 파워가 인가될 수도 있다.
상기 정전척은 알루미늄으로 이루어진 본체와, 상기 본체의 상부면에 형성된 절연체층과, 상기 절연체층 상에 배치된 내부 전극과, 상기 내부 전극 상에 형성된 유전체층을 포함한다. 상기 내부 전극에는 정전기력을 발생시키기 위한 전원이 연결되며, 상기 반도체 기판은 상기 정전기력에 의해 상기 유전체층 상에 흡착된다.
상기 정전척 상에 위치된 반도체 기판은 플라즈마 가스에 의해 가열되며, 반도체 기판의 이면에는 상기 반도체 기판의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스가 공급된다. 상기 냉각 가스로는 헬륨 가스가 주로 사용되며, 상기 냉각 가스는 정전척의 하부면에 연결된 냉각 가스 공급관으로부터, 상기 정전척의 하부면으로부터 상방으로 연장된 메인 홀(main hole)과, 상기 메인 홀로부터 방사상으로 연장된 다수의 내부 채널들과, 상기 내부 채널들로부터 각각 상방으로 연장된 다수의 홀들을 통해 반도체 기판의 이면으로 공급된다.
상기 홀의 내면에는 아노다이징 처리를 통해 절연체층이 형성되어 있다. 상기 홀의 내면에 형성된 절연체층은 상기 본체의 상부면 상에 형성된 절연체층보다 얇은 두께를 갖는다. 상기 홀의 직경은 약 0.1 내지 1mm 정도이며, 상기 정전척의 본체에 RF 파워 또는 바이어스 파워가 인가되는 경우, 상기 홀의 내면에 형성된 절연체층이 손상될 수 있다.
이에 따라, 상기 홀의 내부에서 아킹(arcing) 또는 글로우 방전(glow discharge)이 발생될 수 있으며, 상기와 같은 아킹 또는 글로우 방전은 상기 본체의 손상을 유발시킬 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 아킹 또는 글로우 방전을 방지할 수 있는 정전척을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판을 가공하기 위한 가공 챔버 내부에 위치되어 상기 기판을 지지하기 위한 정전척에 있어서, 상기 기판의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스를 상기 기판의 이면으로 제공하기 위한 제1홀을 갖는 본체와, 상기 제1홀에 삽입되며, 상기 제1홀과 연통되는 제2홀을 갖고, 세라믹 재질로 이루어지는 블록과, 상기 본체의 상부면 및 상기 블록의 상부면 상에 배치되며, 상기 제1홀 및 제2홀과 연통되는 제3홀을 갖고, 상기 기판이 놓여지는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척을 제공한다.
상기 블록은 상기 제1홀에 억지 끼움 방식으로 삽입되므로 상기 제1홀의 내면 상에 형성된 절연체층이 손상되지 않는다. 따라서, 상기 본체에 플라즈마 형성을 위한 RF 파워가 인가되더라도 상기 제1홀의 내부 또는 상기 제2홀의 내부에서 아킹 또는 글로우 방전이 발생되지 않는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기판을 가공하기 위한 가공 챔버 내부에 위치되어 상기 기판을 지지하기 위한 정전척에 있어서, 상기 기판의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스를 상기 기판의 이면으로 제공하기 위한 제1홀을 갖는 본체와, 상기 제1홀에 삽입되며, 다공성 세라믹 재질로 이루어지는 블록과, 상기 본체의 상부면 및 상기 블록의 상부면 상에 배치되며, 상기 제1홀과 동축선상에 배치되는 제2홀을 갖고, 상기 기판이 놓여지는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기판을 가공하기 위한 가공 챔버 내부에 위치되어 상기 기판을 지지하기 위한 정전척에 있어서, 상기 기판의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스를 상기 기판의 이면으로 제공하기 위한 제1홀을 갖는 본체와, 상기 제1홀에 삽입되며, 상기 제1홀과 연통되는 제2홀을 갖는 제1블록과, 상기 제2홀에 삽입되며, 상기 제2홀과 연통되는 제3홀을 갖고, 세라믹 재질로 이루어지는 제2블록과, 상기 본체의 상부면, 상기 제1블록의 상부면 및 상기 제2블록의 상부면 상에 배치되며, 상기 제1홀, 제2홀 및 제3홀과 연통되는 제4홀을 갖고, 상기 기판이 놓여지는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 'A' 부분의 확대 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 정전척(100)은 알루미늄으로 이루어지며 반도체 기판(10)의 이면에 냉각 가스를 공급하기 위한 다수의 제1홀들(112)을 갖는 본체(110)와, 상기 제1홀(112)에 삽입되며 상기 제1홀들(112)과 연통되는 다수의 제2홀들(122)을 갖고 세라믹 재질로 이루어지는 다수의 블록들(120)과, 상기 본체(110)의 상부면 및 상기 블록들(120)의 상부면들 상에 형성되며 상기 반도체 기판(10)이 놓여지는 유전체층(130)을 포함한다.
상기 본체(110)는 원형 블록 형상을 가지며, 상기 반도체 기판(10)을 가공하기 위한 반응 가스를 플라즈마 가스로 형성하기 위한 RF 파워 공급기(140)와 연결된다. 상기 본체(110)의 상부면 및 본체(110)의 외측면에는 제1절연체층(150)이 형성되어 있으며, 상기 제1절연체층(150)은 아노다이징 처리를 통해 형성된 산화알루미늄 또는 소결된 세라믹 플레이트를 포함한다. 또한, 도시되지는 않았으나, 제1홀들(112)의 내측면들에는 아노다이징 처리를 통한 제2절연체층이 형성되어 있다.
상기 본체(110)의 제1절연층(150) 상에는 반도체 기판(10)을 파지하기(holding) 위한 정전기력을 발생시키기 위한 내부 전극(160)이 배치되며, 상기 전극은 직류 파워 공급기(162, DC power supply)와 연결되어 있다.
상기 내부 전극들(160)의 상부면과 상기 제1절연층(150)의 상부면에는 유전체층(130)이 형성되며, 상기 유전체층(130)은 소결된 세라믹 플레이트를 포함한다. 상기 제1절연체층(150) 및 유전체층(130)에는 상기 제1홀들(112) 및 제2홀들(122)과 연통되는 다수의 제3홀들(132)이 형성되어 있다.
상기 제2홀(122)의 직경은 약 0.1 내지 1mm 정도이며, 상기 제3홀(132)의 직경은 상기 제2홀(122)의 직경과 동일한 것이 바람직하며, 상기 제1홀(112)의 직경은 상기 제2홀(122)의 직경보다 큰 것이 바람직하다.
상기 냉각 가스로는 헬륨(He) 가스가 사용될 수 있다. 상기 본체(110)의 하부면에는 상기 냉각 가스를 공급하기 위한 냉각 가스 공급관(170)이 연결되어 있으며, 상기 본체(110)의 하부면으로부터 상방으로 메인 홀(114)이 형성되어 있다. 상기 메인 홀(114)의 상측 단부로부터 방사상으로 다수의 내부 채널들(116)이 형성되어 있다. 상기 제1홀들(112)은 상기 본체(110)의 가장자리를 따라 원주 방향으로 배치되며 상기 본체(110)의 상부면으로부터 하방으로 형성되어 상기 내부 채널들(116)과 연결된다.
상기 제1홀(112)의 상측 부위에는 상기 블록(120)이 삽입되는 계단부(112a)가 형성되어 있으며, 상기 계단부(112a)는 상기 제1홀(112)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 상기 블록(120)은 디스크 형상을 가지며, 상기 제2홀(122)은 상기 블록(120)의 중심 부위를 관통하여 수직 방향으로 형성되어 있다. 상기 본체(110)의 상부면과 상기 블록(120)의 상부면은 동일한 평면 상에 위치되는 것이 바람직하다. 또한, 블록(120)이 상기 계단부(112a)에 삽입되는 동안 상기 제1홀(112)의 내측면에 형성된 제2절연체층이 손상되지 않도록 상기 블록(120)은 억지 끼움 방식에 의해 상기 계단부(112a)에 삽입되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 유전체층(130)의 상부면에는 상기 제3홀들(132)을 연결하는 다수의 그루브들(grooves)이 형성될 수 있다. 상기 그루브들은 상기 반도체 기판(10)과 상기 유전체층(130) 사이에서 냉각 가스의 유동 경로로써 사용된다.
도 3은 도 1에 도시된 정전척을 갖는 플라즈마 가공 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 플라즈마 가공 장치(20)는 반도체 기판(10)을 가공하기 위한 가공 챔버(22)와, 상기 가공 챔버(22) 내부에 배치되며 상기 반도체 기판(10)을 지지하기 위한 정전척(100)과, 상기 가공 챔버(22) 내부로 공급된 반응 가스를 플라즈마 가스(24)로 형성하기 위한 상부 전극(26)을 포함한다.
상기 가공 챔버(22)의 측벽에는 상기 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급관(28)이 연결되어 있으며, 상기 가공 챔버(22)의 바닥에는 상기 반도체 기판(10)을 가공하는 도중에 발생된 반응 부산물과 상기 플라즈마 가스를 배출하기 위한 진공 펌프(30)와 배출 밸브(32)가 연결되어 있다. 그러나, 상기와 같은 구성은 본 발명의 범위를 한정하지 않으며, 본 기술 분야의 당업자에 의해 다양하게 변경될 수 있다.
상기 반응 가스 공급관(28)을 통해 가공 챔버(22)로 공급된 반응 가스는 상기 반도체 기판(10) 상에 막을 형성하거나 상기 반도체 기판(10) 상에 형성된 막을 식각하기 위해 상기 상부 전극(26) 또는 정전척(100)의 본체(110)에 인가된 RF 파워에 의해 플라즈마 가스(24)로 형성된다.
상기 상부 전극(26)에 RF 파워가 인가되는 경우, 상기 정전척(100)의 본체(110)에는 바이어스 RF 파워가 인가되며, 이와 반대로 상기 정전척(100)의 본체(110)에 RF 파워가 인가되는 경우 상기 상부 전극(26)은 그라운드로 사용될 수 있다.
상기 정전척(100)의 제1홀들(112)에 삽입된 세라믹 블록들(120)은 상기 제1홀들(112)에서 아킹 또는 글로우 방전이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전척의 세라믹 블록을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 다른 실시예에 따른 정전척(200)은, 알루미늄으로 이루어진 본체(210)와, 상기 본체(210)의 상부면 및 외측면에 형성된 제1절연층(250)과, 상기 제1절연층(250) 상에 형성된 내부 전극(260)과, 상기 내부 전극(260) 및 상기 제1절연층(250) 상에 형성된 유전체층(230)을 포함한다.
상기 본체(210)의 상부면으로부터 하방으로 형성된 다수의 제1홀들(212)에는 실린더 형상을 갖는 다수의 세라믹 블록들(220)이 억지 끼움 방식에 의해 각각 삽입된다. 상기 세라믹 블록(220)은 상기 제1홀(212)의 중심축과 동축선상으로 형성되는 제2홀(222)을 갖는다.
상세하게 도시되지는 않았으나, 상기 제1홀들(212)은 상기 본체(210)의 내부에서 수평 방향으로 연장된 다수의 내부 채널들(216)과 연결되며, 상기 다수의 내부 채널들(216)은 메인 홀과 연결된다. 상기 메인 홀은 상기 본체(210)의 하부면으로부터 상방으로 형성되며, 상기 내부 채널들(216)은 상기 메인 홀의 상측 부위로부터 방사상으로 연장된다. 상기 반도체 기판(10)의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스는 냉각 가스 공급관으로부터 상기 메인 홀, 다수의 내부 채널들(216) 및 다수의 세라믹 블록들(220)의 제2홀들(222)을 통해 유전체층(230) 상에 파지된 반도체 기판(10)의 이면으로 공급된다.
한편, 상기 세라믹 블록들(220)의 제2홀들(222)과 대응하는 제3홀들(232)이 상기 제1절연층(250) 및 유전체층(230)을 수직 방향으로 관통하여 형성된다. 즉, 상기 제1홀들(212), 제2홀들(222) 및 제3홀들(232)은 모두 동축선상에 배치되며, 상기 각각의 제3홀(232)의 직경은 상기 제2홀(222)의 직경과 동일한 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 1을 참조하여 이미 설명된 정전척의 구성 요소들과 유사하므로 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전척의 세라믹 블록을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 또 다른 실시예에 따른 정전척(300)은 알루미늄으로 이루어진 본체(310)와, 상기 본체(310)의 상부면 및 외측면에 형성된 제1절연층(350)과, 상기 제1절연층(350) 상에 형성된 내부 전극(360)과, 상기 내부 전극(360) 및 상기 제1절연층(350) 상에 형성된 유전체층(330)을 포함한다.
상기 정전척(300) 상에 지지된 반도체 기판(10)의 이면으로 냉각 가스를 공급하기 위한 다수의 제1홀들(312)은 상기 본체(310)의 상부면으로부터 하방으로 연장된다. 도시되지는 않았으나, 상기 본체(310)의 하부면에는 상기 냉각 가스를 공급하기 위한 냉각 가스 공급관이 연결되어 있으며, 상기 냉각 가스 공급관과 연통되는 메인 홀이 상기 본체의 하부면으로부터 상방으로 연장되어 있으며, 상기 메인 홀의 상측 부위로부터 방사상으로 연장되는 다수의 내부 채널들은 상기 제1홀들(312)과 연결된다.
상기 각각의 제1홀(312)의 상측 부위에는 상기 제1홀(312)의 직경보다 큰 직경을 갖는 계단부(312a)가 형성되어 있으며, 상기 계단부(312a)에는 다공성 세라믹으로 이루어지며 디스크 형상을 갖는 블록(320)이 억지 끼움 방식으로 삽입된다. 상기 다공성 세라믹 블록(320)의 기공율은 약 30 내지 60% 정도인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 기공율이 약 40% 정도인 것이다. 이때, 상기 계단부(312a)의 중심축은 상기 제1홀(312)의 중심축과 일치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 유전체층(330)은 상기 내부 전극(360), 제1절연층(350) 및 상기 다공성 세라믹 블록(320)의 상부면에 형성되며, 상기 제1홀들(312)과 대응하는 다수의 제2홀들(332)이 상기 유전체층(330) 및 제1절연층(350)을 수직 방향으로 관통하여 형성되어 있다.
상기 냉각 가스는 상기 제1홀들(312)과 상기 다공성 세라믹 블록들(320)과 상기 제2홀들(332)을 통해 반도체 기판(10)의 이면으로 공급된다. 따라서, 상기 제1홀들(312)의 내측면들이 상기 다공성 세라믹 블록(320)에 의해 커버되므로 상기 제1홀들(312)의 내부에서의 아킹 또는 글로우 방전이 방지된다.
상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 1을 참조하여 이미 설명된 정전척의 구성 요소들과 유사하므로 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전척을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 또 다른 실시예에 따른 정전척(400)은 알루미늄으로 이루어진 본체(410)와, 상기 본체(410)의 상부면 및 외측면에 형성된 제1절연층(450)과, 상기 제1절연층(450) 상에 형성된 내부 전극(460)과, 상기 내부 전극(460) 및 상기 제1절연층(450) 상에 형성된 유전체층(430)을 포함한다.
상기 본체(410)의 상부면으로부터 하방으로 연장된 다수의 제1홀들(412)에는 제1블록들(420)이 억지 끼움 방식으로 삽입된다. 상기 각각의 제1블록(420)은 알루미늄으로 이루어지며, 상기 제1홀(412)의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2홀(422)이 상기 제1블록(420)의 중심축을 따라 수직 방향으로 형성되어 있다.
상기 각각의 제1홀(412)의 상측 부위에는 상기 제1홀(412)의 직경보다 큰 직경을 갖는 제1계단부(412a)가 형성되어 있으며, 상기 각각의 제2홀(422)의 상측 부위에는 상기 제2홀(422)의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2계단부(422a)가 형성되어 있다.
상기 제1계단부(412a)에는 상기 제1블록(420)이 삽입되며, 상기 제2계단부(422a)에는 세라믹 재질로 이루어지며 상기 제2홀(422)과 연결된 제3홀(426)을 갖는 제2블록(424)이 억지 끼움 방식으로 삽입된다. 이때, 도시되지는 않았으나, 상기 제1홀(412) 및 제2홀(422)의 내측면들에는 아노다이징 처리에 의한 제2절연층들이 형성되어 있다.
한편, 상기 제1홀들(412), 제2홀들(422) 및 제3홀들(426)과 연결되는 제4홀들(432)이 상기 유전체층(430) 및 제1절연층(450)을 수직 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 상기 제1 내지 제4홀(412, 422, 426, 432)들은 모두 동축선상에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 제2 내지 제3홀들(422, 426, 432)은 동일한 직경을 갖는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 1을 참조하여 이미 설명된 정전척의 구성 요소들과 유사하므로 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전척을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 또 다른 실싱예에 따른 정전척(500)은, 알루미늄으로 이루어지는 본체(510)와 상기 본체(510)의 상부면에 형성된 유전체층(530)을 포함한다.
상기 유전체층(530)은 세라믹 재질로 이루어지며, 플라즈마 용사 코팅 방법(plasma spray coating method)에 의해 형성될 수 있다. 상기 본체(510)에는 RF 파워 또는 바이어스 파워가 인가되며, 상기 반도체 기판(10)을 파지하기 위한 정전기력을 발생시키기 위한 직류 파워가 인가된다.
상기 본체(510)의 상부면으로부터 하방으로 형성된 다수의 제1홀들(512)의 상측 부위들에는 상기 제1홀(512)의 직경보다 큰 직경을 갖는 계단부들(512a)이 각각 형성되어 있다. 상기 각각의 계단부(512a)에는 상기 제1홀(512)과 연결되는 제2홀(522)을 갖는 세라믹 블록(520)이 억지 끼움 방식에 의해 삽입된다. 그러나, 상기 계단부(512a)에는 도 5에 도시된 다공성 세라믹 블록이 장착될 수도 있다.
한편, 상기 제1홀들(512) 및 제2홀들(522)과 연결되는 제3홀들(532)이 상기 유전체층(530)을 수직 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 상기 제1 내지 제3홀들(512, 522, 532)은 모두 동축선상에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 제2 및 제3홀들(522, 532)은 동일한 직경을 갖는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 1을 참조하여 이미 설명된 정전척의 구성 요소들과 유사하므로 생략하기로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 상기 본체의 제1홀은 상기 세라믹 블록 또는 상기 다공성 세라믹 블록에 의해 커버되므로 상기 제1홀의 내부에서 아킹 또는 글로우 방전이 억제될 수 있다. 또한, 정전척의 수명이 연장되며, 상기 아킹 또는 글로우 방전으로 인해 발생되는 파티클이 감소되므로, 반도체 장치의 생산성 및 수율이 증가될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 'A' 부분의 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 정전척을 갖는 플라즈마 가공 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전척의 세라믹 블록을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전척의 세라믹 블록을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전척을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전척을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 반도체 기판 20 : 플라즈마 가공 장치
22 : 가공 챔버 24 : 플라즈마
26 : 상부 전극 28 : 반응 가스 공급관
30 : 진공 펌프 32 : 배출 밸브
100 : 정전척 110 : 본체
112 : 제1홀 112a : 계단부
114 : 메인 홀 116 : 내부 채널
120 : 세라믹 블록 122 : 제2홀
130 : 유전체층 132 : 제3홀
140 : RF 파워 공급기 150 : 제1절연체층
160 : 내부 전극 162 : 직류 파워 공급기
170 : 냉각 가스 공급관

Claims (16)

  1. 기판을 가공하기 위한 가공 챔버 내부에 위치되어 상기 기판을 지지하기 위한 정전척에 있어서,
    상기 기판의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스를 상기 기판의 이면으로 제공하기 위한 제1홀을 갖는 본체;
    상기 제1홀에 삽입되며, 상기 제1홀과 연통되는 제2홀을 갖고, 세라믹 재질로 이루어지는 블록; 및
    상기 본체의 상부면 및 상기 블록의 상부면 상에 배치되며, 상기 제1홀 및 제2홀과 연통되는 제3홀을 갖고, 상기 기판이 놓여지는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체의 상부면 및 상기 블록의 상부면은 동일한 평면 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  3. 제1항에 있어서, 상기 블록은 디스크 형상을 가지며, 상기 제1홀에 억지 끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1홀의 상측 부위에는 상기 제1홀의 직경보다 큰 직경을 갖는 계단부가 형성되며, 상기 계단부에 상기 블록이 삽입되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  5. 제1항에 있어서, 상기 블록은 실린더 형상을 갖고, 상기 제1홀에 억지 끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1홀의 직경은 상기 제2홀의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 정전척.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2홀의 직경과 상기 제3홀의 직경이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 정전척.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유전체층과 상기 본체 사이에 배치되는 절연체층; 및
    상기 유전체층과 상기 절연체층 사이에 배치되며, 정전기력을 발생시키기 위한 내부 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척.
  9. 제1항에 있어서, 상기 본체는 알루미늄(Al)으로 이루어지며, 상기 제1홀의 내측면은 아노다이징 처리된 것을 특징으로 하는 정전척.
  10. 기판을 가공하기 위한 가공 챔버 내부에 위치되어 상기 기판을 지지하기 위한 정전척에 있어서,
    상기 기판의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스를 상기 기판의 이면으로 제공하기 위한 제1홀을 갖는 본체;
    상기 제1홀에 삽입되며, 다공성 세라믹 재질로 이루어지는 블록; 및
    상기 본체의 상부면 및 상기 블록의 상부면 상에 배치되며, 상기 제1홀과 동축선상에 배치되는 제2홀을 갖고, 상기 기판이 놓여지는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척.
  11. 제10항에 있어서, 상기 블록은 디스크 형상을 가지며, 상기 제1홀에 억지 끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1홀의 상측 부위에는 상기 제1홀의 직경보다 큰 직경을 갖는 계단부가 형성되며, 상기 계단부에 상기 블록이 삽입되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  13. 제10항에 있어서, 상기 유전체층과 상기 본체 사이에 배치되는 절연체층; 및
    상기 유전체층과 상기 절연체층 사이에 배치되며, 정전기력을 발생시키기 위한 내부 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척.
  14. 제10항에 있어서, 상기 본체는 알루미늄(Al)으로 이루어지며, 상기 제1홀의 내측면은 아노다이징 처리된 것을 특징으로 하는 정전척.
  15. 기판을 가공하기 위한 가공 챔버 내부에 위치되어 상기 기판을 지지하기 위한 정전척에 있어서,
    상기 기판의 온도를 조절하기 위한 냉각 가스를 상기 기판의 이면으로 제공하기 위한 제1홀을 갖는 본체;
    상기 제1홀에 삽입되며, 상기 제1홀과 연통되는 제2홀을 갖는 제1블록;
    상기 제2홀에 삽입되며, 상기 제2홀과 연통되는 제3홀을 갖고, 세라믹 재질로 이루어지는 제2블록; 및
    상기 본체의 상부면, 상기 제1블록의 상부면 및 상기 제2블록의 상부면 상에 배치되며, 상기 제1홀, 제2홀 및 제3홀과 연통되는 제4홀을 갖고, 상기 기판이 놓여지는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전척.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1홀의 상측 부위에는 제1계단부가 형성되어 있고, 상기 제2홀의 상측 부위에는 제2계단부가 형성되어 있으며, 상기 제1블록 및 상기 제2블록은 상기 제1계단부 및 제2계단부에 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 정전척.
KR10-2003-0080901A 2003-11-17 2003-11-17 기판을 지지하기 위한 정전척 KR100505035B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0080901A KR100505035B1 (ko) 2003-11-17 2003-11-17 기판을 지지하기 위한 정전척
US10/990,579 US20050105243A1 (en) 2003-11-17 2004-11-17 Electrostatic chuck for supporting a substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0080901A KR100505035B1 (ko) 2003-11-17 2003-11-17 기판을 지지하기 위한 정전척

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050047148A true KR20050047148A (ko) 2005-05-20
KR100505035B1 KR100505035B1 (ko) 2005-07-29

Family

ID=34567755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0080901A KR100505035B1 (ko) 2003-11-17 2003-11-17 기판을 지지하기 위한 정전척

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20050105243A1 (ko)
KR (1) KR100505035B1 (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040697B1 (ko) * 2009-11-25 2011-06-13 세메스 주식회사 정전척
US8390980B2 (en) 2008-08-12 2013-03-05 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly
KR101364656B1 (ko) * 2008-03-11 2014-02-19 엔지케이 인슐레이터 엘티디 정전 척
KR101479052B1 (ko) * 2011-03-28 2015-01-05 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 가열 장치
KR20150112777A (ko) * 2014-03-27 2015-10-07 토토 가부시키가이샤 정전 척
KR20160039041A (ko) * 2014-09-30 2016-04-08 세메스 주식회사 윈도우 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치, 그리고 윈도우 유닛 제조 방법
KR20210047257A (ko) * 2019-10-18 2021-04-29 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드. 차이나 정전 척 및 그 제조 방법, 플라즈마 처리 장치
KR102327461B1 (ko) * 2021-05-11 2021-11-17 고광노 개량된 아킹 방지 기능을 가지는 정전척
KR102327646B1 (ko) * 2021-05-17 2021-11-17 주식회사 에스에이치엔지니어링 헬륨 홀 아킹 방지 기능이 강화된 정전척

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8491752B2 (en) 2006-12-15 2013-07-23 Tokyo Electron Limited Substrate mounting table and method for manufacturing same, substrate processing apparatus, and fluid supply mechanism
JP5160112B2 (ja) * 2007-03-19 2013-03-13 東京エレクトロン株式会社 処理装置内構造体、プラズマ処理装置内構造体及びプラズマ処理装置
US9202736B2 (en) * 2007-07-31 2015-12-01 Applied Materials, Inc. Method for refurbishing an electrostatic chuck with reduced plasma penetration and arcing
US8108981B2 (en) * 2007-07-31 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Method of making an electrostatic chuck with reduced plasma penetration and arcing
US7848076B2 (en) * 2007-07-31 2010-12-07 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for providing an electrostatic chuck with reduced plasma penetration and arcing
US8336891B2 (en) * 2008-03-11 2012-12-25 Ngk Insulators, Ltd. Electrostatic chuck
KR101227743B1 (ko) * 2008-09-16 2013-01-29 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치 및 기판 배치대
KR101413763B1 (ko) 2008-10-22 2014-07-02 주식회사 뉴파워 프라즈마 서셉터 어셈블리
US9218997B2 (en) * 2008-11-06 2015-12-22 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having reduced arcing
US20110024049A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 c/o Lam Research Corporation Light-up prevention in electrostatic chucks
US9728429B2 (en) * 2010-07-27 2017-08-08 Lam Research Corporation Parasitic plasma prevention in plasma processing chambers
KR101355505B1 (ko) * 2011-11-21 2014-02-11 엘아이지에이디피 주식회사 정전척 및 정전척 제조방법
JP5943742B2 (ja) * 2012-07-04 2016-07-05 三菱電機株式会社 半導体試験治具およびそれを用いた半導体試験方法
JP5633766B2 (ja) * 2013-03-29 2014-12-03 Toto株式会社 静電チャック
US10832931B2 (en) * 2014-05-30 2020-11-10 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with embossed top plate and cooling channels
EP3196926B1 (en) * 2014-07-22 2021-06-16 KYOCERA Corporation Mounting member
US10340171B2 (en) 2016-05-18 2019-07-02 Lam Research Corporation Permanent secondary erosion containment for electrostatic chuck bonds
US11069553B2 (en) 2016-07-07 2021-07-20 Lam Research Corporation Electrostatic chuck with features for preventing electrical arcing and light-up and improving process uniformity
US10910195B2 (en) 2017-01-05 2021-02-02 Lam Research Corporation Substrate support with improved process uniformity
US10741425B2 (en) * 2017-02-22 2020-08-11 Lam Research Corporation Helium plug design to reduce arcing
US10460978B2 (en) 2017-03-08 2019-10-29 Lam Research Corporation Boltless substrate support assembly
JP7038497B2 (ja) * 2017-07-07 2022-03-18 東京エレクトロン株式会社 静電チャックの製造方法
KR102394687B1 (ko) * 2017-10-26 2022-05-06 교세라 가부시키가이샤 시료 유지구
US20210225619A1 (en) * 2018-06-29 2021-07-22 Hokuriku Seikei Industrial Co., Ltd. Electrostatic chuck
CN110767598A (zh) * 2018-07-27 2020-02-07 北京北方华创微电子装备有限公司 卡盘装置及半导体加工设备
JP7002014B2 (ja) * 2018-10-30 2022-01-20 Toto株式会社 静電チャック
KR20220082907A (ko) * 2019-11-25 2022-06-17 교세라 가부시키가이샤 시료 유지구

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1558532A (en) * 1923-01-19 1925-10-27 Chesler Meter Company Water meter
US2037278A (en) * 1933-05-08 1936-04-14 Siber Paul Beer meter
CH583410A5 (ko) * 1974-07-24 1976-12-31 Aquametro Ag
DE2614752C2 (de) * 1976-04-06 1983-11-17 Eugen 7821 Eisenbach Grieshaber Spirometer
FR2536852B1 (fr) * 1982-11-26 1986-05-02 Air Liquide Compteur de gaz a alimentation tangentielle a large gamme de debit
US4700579A (en) * 1983-11-21 1987-10-20 Great Plains Industries, Inc. Digital flow meter for dispensing fluids
DE3733862A1 (de) * 1987-10-07 1989-04-27 Klaus Dipl Ing Kobold Stroemungsanzeige- bzw. -messgeraet
US4884460A (en) * 1988-12-01 1989-12-05 Northgate Research, Inc. Device for sensing air flow
US5081866A (en) * 1990-05-30 1992-01-21 Yamatake-Honeywell Co., Ltd. Respiratory air flowmeter
US5085076A (en) * 1990-11-29 1992-02-04 Ames Company, Inc. Integrated water strainer, meter, and crossover check valve
JPH05175160A (ja) * 1991-12-20 1993-07-13 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd プラズマ処理装置
US5542559A (en) * 1993-02-16 1996-08-06 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Plasma treatment apparatus
US5644467A (en) * 1995-09-28 1997-07-01 Applied Materials, Inc. Method and structure for improving gas breakdown resistance and reducing the potential of arcing in a electrostatic chuck
US6108189A (en) * 1996-04-26 2000-08-22 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having improved gas conduits
US6500299B1 (en) * 1999-07-22 2002-12-31 Applied Materials Inc. Chamber having improved gas feed-through and method
US6581275B2 (en) * 2001-01-22 2003-06-24 Applied Materials Inc. Fabricating an electrostatic chuck having plasma resistant gas conduits
US6755150B2 (en) * 2001-04-20 2004-06-29 Applied Materials Inc. Multi-core transformer plasma source
US6490145B1 (en) * 2001-07-18 2002-12-03 Applied Materials, Inc. Substrate support pedestal
JP3881908B2 (ja) * 2002-02-26 2007-02-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
KR100457833B1 (ko) * 2002-05-24 2004-11-18 주성엔지니어링(주) 플라즈마 식각 장치
KR101022663B1 (ko) * 2003-09-08 2011-03-22 주성엔지니어링(주) 정전척에서의 냉각 가스 공급구조

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364656B1 (ko) * 2008-03-11 2014-02-19 엔지케이 인슐레이터 엘티디 정전 척
US8390980B2 (en) 2008-08-12 2013-03-05 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly
KR101040697B1 (ko) * 2009-11-25 2011-06-13 세메스 주식회사 정전척
KR101479052B1 (ko) * 2011-03-28 2015-01-05 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 가열 장치
KR20150112777A (ko) * 2014-03-27 2015-10-07 토토 가부시키가이샤 정전 척
KR20160039041A (ko) * 2014-09-30 2016-04-08 세메스 주식회사 윈도우 유닛 및 그를 포함하는 기판 처리 장치, 그리고 윈도우 유닛 제조 방법
KR20210047257A (ko) * 2019-10-18 2021-04-29 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드. 차이나 정전 척 및 그 제조 방법, 플라즈마 처리 장치
KR102327461B1 (ko) * 2021-05-11 2021-11-17 고광노 개량된 아킹 방지 기능을 가지는 정전척
KR102327646B1 (ko) * 2021-05-17 2021-11-17 주식회사 에스에이치엔지니어링 헬륨 홀 아킹 방지 기능이 강화된 정전척

Also Published As

Publication number Publication date
KR100505035B1 (ko) 2005-07-29
US20050105243A1 (en) 2005-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100505035B1 (ko) 기판을 지지하기 위한 정전척
US8721908B2 (en) Bevel etcher with vacuum chuck
US7678225B2 (en) Focus ring for semiconductor treatment and plasma treatment device
US8152925B2 (en) Baffle plate and substrate processing apparatus
KR101025232B1 (ko) 아킹이 감소된 정전 척
US20040035532A1 (en) Etching apparatus for use in manufacturing a semiconductor device and shield ring for upper electrode thereof
US7718007B2 (en) Substrate supporting member and substrate processing apparatus
US20200411355A1 (en) Apparatus for reduction or prevention of arcing in a substrate support
KR100735937B1 (ko) 기판 유지 부재 및 기판 처리 장치
US7767055B2 (en) Capacitive coupling plasma processing apparatus
US20060060141A1 (en) Process gas introducing mechanism and plasma processing device
TWI576889B (zh) 電漿處理裝置
KR20090081717A (ko) 정전척, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
KR20050025621A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US20190006156A1 (en) Plasma Processing Apparatus
KR20180135152A (ko) 정전 척, 그를 포함하는 플라즈마 처리 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조방법
US20070258075A1 (en) Apparatus for processing a semiconductor wafer and method of forming the same
KR101008680B1 (ko) 세라믹 돔 구조체 및 이를 이용하는 플라즈마 처리 장치
KR101040697B1 (ko) 정전척
KR100962210B1 (ko) 정전척
US8854790B1 (en) Electrostatic chuck assembly
KR101974421B1 (ko) 에지 링의 제조 방법 및 에지 링 재생 방법
JP2021163714A (ja) プラズマ処理装置
KR100725614B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
CN108461441B (zh) 承载装置及工艺腔室

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080701

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee