KR20050049725A - Electro static chuck for preventing sticking - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전척 상에 놓여진 웨이퍼의 공정이 완료된 후 리프트핀에 의해 상승될 때 정전척의 잔류 전하에 의한 스티킹 현상을 방지하는 정전척에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic chuck that prevents sticking due to the residual charge of the electrostatic chuck when the wafer is lifted by the lift pin after processing of the wafer placed on the electrostatic chuck is completed.
이를 위한 본 발명의 스티킹을 방지하는 정전척은, 알루미늄 재질로 이루어진 정전척 몸체부와, 상기 정전척 몸체부의 상부에 형성된 세라믹부와, 상기 세라믹부 내부에 형성된 전극과, ESC전원을 공급하는 ESC전원부와, 상기 ESC전원부로부터 발생된 전원을 상기 전극으로 안정되게 공급하고 고주파 전원이 상기 ESC전원으로 흘러들어 오는 것을 차단하기 위한 저역통과필터와, 고주파전원을 공급하는 고주파 전원부와, 상기 고주파 전원부와 상기 전극 사이에 형성된 캐패시터와, 리프트 핀 구동신호를 받아 정전척의 표면에 잔류하는 전하를 방전시키는 릴레이를 포함한다.Electrostatic chuck to prevent the sticking of the present invention for this purpose, the electrostatic chuck body portion made of aluminum, the ceramic portion formed on the upper portion of the electrostatic chuck body portion, the electrode formed inside the ceramic portion, and supplying ESC power An ESC power supply unit, a low pass filter for stably supplying power generated from the ESC power supply unit to the electrode and blocking high frequency power from flowing into the ESC power source, a high frequency power supply unit supplying a high frequency power source, and the high frequency power supply unit And a capacitor formed between the electrode and a relay configured to receive a lift pin driving signal to discharge charge remaining on the surface of the electrostatic chuck.
그리고 정전척에서 디척킹 시 웨이퍼를 리프팅하는 신호에 의해 릴레이를 구동하여 정전척 표면에 잔류하는 전하를 접지를 통해 제거하므로, 잔류전하에 의해 스티킹 발생으로 인한 웨이퍼 브로큰을 방지한다.In addition, since the electric charges remaining on the surface of the electrostatic chuck are removed through the ground by driving a relay by a signal for lifting the wafer during the dechucking of the electrostatic chuck, the wafer is prevented from cracking due to sticking.
Description
본 발명은 반도체 제조설비의 정전척에 관한 것으로, 특히 정전척 상에 놓여지 웨이퍼의 공정이 완료된 후 리프트핀에 의해 상승될 때 정전척의 잔류 전하에 의한 스티킹(Sticking)현상을 방지하는 정전척에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck of a semiconductor manufacturing facility, in particular an electrostatic chuck which prevents sticking due to the residual charge of the electrostatic chuck when the wafer is lifted by the lift pin after the processing of the wafer placed on the electrostatic chuck is completed. It is about.
일반적으로 반도체 소자의 제조공정에 있어서 웨이퍼를 대상으로 하는 다양한 단위 공정 등을 수행하여 반도체 소자를 제조한다. 이러한 단위공정 중에 웨이퍼를 처리하는 에칭공정, 화학기상증착공정(CVD), 물리적 기상증착공정(PVD)이 있으며, 이 공정을 수행하기 위해서 정전척 상에 웨이퍼를 고정시킨다. 정전척은 웨이퍼와 전극에 각가 반대 극성의 전하를 유도하기위해 척내에 삽입된 한 개이상의 전극에 전압이 인가된다. 서로 대립되는 전하는 척에 대해 웨이퍼를 끌어당겨 움직이지 않도록 고정한다. 척 전압의 크기는 접지 기준전압을 중심으로 한다. 전압이 인가될 때 웨이퍼는 전도성 연결부에 의해 전압원으로서 다시 동일한 기준접지로 간주된다, 정전력은 고정되는 웨이퍼와 정전척 사이에서 발생한다. 정전척은 2개의 전극사이에 전압이 인가될 때 전극들 사이에 웨이퍼를 통해 작은 전류가 흐르게 되고 반대극성을 갖는 전하가 각각 웨이퍼의 후방과 척 바디의 표면 상에 축적된다. 이러한 전하는 척과 웨이퍼 사이에 존센 라벡(Johnsen Rahbek) 효과를 통해 정전력을 형성한다. 정전척은 전압이 전극에 인가될 전극 위의 유전체 상에 표면 전위가 나타난다. 표면전위는 척력과 정비례한다. 이상적인 유전체에 대해 표면 전위는 하부에 있는 척 전극 상에서의 전압과 크기가 같다. 충전효과, 편광 및 다른 물질의 특정 현상은 하부에 있는 전극 상의 전압과 유전체의 상부에 있는 표면 전위를 상이하게 할 수 있다. In general, a semiconductor device is manufactured by performing various unit processes for a wafer in a semiconductor device manufacturing process. Among these unit processes, there are an etching process for processing a wafer, a chemical vapor deposition process (CVD), and a physical vapor deposition process (PVD). In order to perform this process, the wafer is fixed on an electrostatic chuck. An electrostatic chuck is applied a voltage to one or more electrodes inserted into the chuck to induce charges of opposite polarities to the wafer and the electrodes. The opposing charges pull the wafer against the chuck and fix it so that it does not move. The magnitude of the chuck voltage is centered on the ground reference voltage. When a voltage is applied, the wafer is again considered the same reference ground as the voltage source by the conductive connections. Constant power occurs between the wafer to be fixed and the electrostatic chuck. In the electrostatic chuck, when a voltage is applied between two electrodes, a small current flows through the wafer between the electrodes, and charges having opposite polarities are accumulated on the back of the wafer and on the surface of the chuck body, respectively. These charges form an electrostatic force between the chuck and the wafer through the Johnsen Rahbek effect. An electrostatic chuck exhibits a surface potential on the dielectric over the electrode at which a voltage is to be applied to the electrode. Surface potential is directly proportional to repulsive force. For an ideal dielectric, the surface potential is equal in magnitude to the voltage on the underlying chuck electrode. Certain phenomena of charging effects, polarization, and other materials can cause different voltages on the underlying electrodes and surface potentials on top of the dielectric.
도 1은 종래의 정전척의 구조도이다.1 is a structural diagram of a conventional electrostatic chuck.
알루미늄 재질로 이루어진 정전척 몸체부(10)와, 상기 정전척 몸체부(10)의 상부에 형성된 세라믹부(12)와, 상기 세라믹부(12) 내부에 형성된 전극(16)과, ESC전원을 공급하는 ESC전원부(18)와, 상기 ESC전원부(18)로부터 발생된 전원을 전극(16)으로 안정되게 공급하고 고주파 전원이 상기 ESC전원으로 흘러들어 오는 것을 차단하기 위한 저역통과필터(20)와, 고주파(RF)전원을 공급하는 고주파 전원부(22)와, 상기 고주파 전원부(22)와 상기 전극(16) 사이에 형성된 캐패시터(24)로 구성되어 있다. Electrostatic chuck body portion 10 made of aluminum, the ceramic portion 12 formed on the upper portion of the electrostatic chuck body portion 10, the electrode 16 formed in the ceramic portion 12, and the ESC power source A low pass filter 20 for stably supplying the ESC power supply unit 18 and the power generated from the ESC power supply unit 18 to the electrode 16 and blocking high frequency power from flowing into the ESC power supply; And a high frequency power supply unit 22 for supplying high frequency (RF) power, and a capacitor 24 formed between the high frequency power supply unit 22 and the electrode 16.
세라믹부(12) 상에 웨이퍼(14)가 놓여지면 ESC전원부(18)의 ESC전원이 저역통과필터(20)를 통해 전극(16)으로 인가되고, 고주파 전원부(22)의 고주파전원이 캐패시터(24)를 통해 전극(16)으로 인가된다. 이로인해 세라믹부(12)의 표면에는 정전기력이 발생되면서 웨이퍼(14)를 견고하게 척킹하게 된다. 웨이퍼(14)가 세라믹부(12)의 상부에 척킹되면 해당 공정을 진행하고 공정이 완료되면 전극(16)으로 인가되는 ESC전원 및 고주파 전원의 공급을 차단한다. ESC전원 및 고주파 전원이 차단되면 정전척 표면물질이 갖는 전도성을 이용하여 웨이퍼에 축적된 전하를 방전시켜 디척킹을 하게 된다. 그런 후 리프트핀(도시하지 않음)이 상승하게 되면 세라믹부(12)에 밀착고정된 웨이퍼(14)가 상승하게 되고, 그 상승된 웨이퍼(14)는 다른 공정을 진행하기 위해 이송된다. When the wafer 14 is placed on the ceramic portion 12, the ESC power supply of the ESC power supply unit 18 is applied to the electrode 16 through the low pass filter 20, and the high frequency power supply of the high frequency power supply unit 22 is applied to the capacitor ( 24 is applied to the electrode 16. As a result, the electrostatic force is generated on the surface of the ceramic part 12 to firmly chuck the wafer 14. When the wafer 14 is chucked on the upper portion of the ceramic unit 12, the process is performed. When the process is completed, the supply of the ESC power and the high frequency power applied to the electrode 16 is cut off. When the ESC power source and the high frequency power source are cut off, the charge accumulated on the wafer is discharged by using the conductivity of the electrostatic chuck surface material to dechuck. Then, when the lift pin (not shown) is raised, the wafer 14 closely fixed to the ceramic portion 12 is raised, and the raised wafer 14 is transferred to proceed with another process.
그러나 공정을 완료한 한 후 전원을 차단하여 디척킹할 때 웨이퍼에 축적된 전하가 정전척 표면 물질이 갖는 전도성을 이용하여 방전시키게 되므로, 디척킹 시 잔류전하가 완전히 방전되지 않은 스티킹현상이 발생된 상태에서 리프트핀이 상승하게 되어 웨이퍼의 브로큰이 발생하는 문제가 있었다.However, when dechucking by cutting off the power after completing the process, the accumulated charge on the wafer is discharged using the conductivity of the surface material of the electrostatic chuck. Thus, when dechucking, the remaining charge is not completely discharged. In this state, the lift pin is raised and there is a problem in that the wafer is broken.
상기 스티킹 현상은 공정이 완료된 후 웨이퍼에 축적된 전하가 정전척 표면 물질이 갖는 전도성을 이용하여 방전시키게 되는데, 상당시간이 경과되어도 웨이퍼가 잔류전하에 의해 척으로부터 분리되지 않는 현상을 말한다. The sticking phenomenon causes the charge accumulated on the wafer to discharge using the conductivity of the electrostatic chuck surface material after the process is completed, and the wafer is not separated from the chuck by residual charge even after a considerable time.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조설비에서 웨이퍼를 디척킹할 시 웨이퍼 표면의 잔류전하를 완전히 방전시켜 스티킹을 방지하는 정전척을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrostatic chuck which completely prevents sticking by completely discharging residual charges on a wafer surface when dechucking a wafer in a semiconductor manufacturing facility to solve the above problems.
본 발명의 다른 목적은 반도체 제조설비에서 웨이퍼를 디척킹할 시 스티킹을 제거하여 웨이퍼 브로큰의 발생을 방지하는 정전척을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an electrostatic chuck which prevents the occurrence of wafer cracking by removing sticking when the wafer is dechucked in a semiconductor manufacturing facility.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스티킹을 방지하는 정전척은, 알루미늄 재질로 이루어진 정전척 몸체부와, 상기 정전척 몸체부의 상부에 형성된 세라믹부와, 상기 세라믹부 내부에 형성된 전극과, ESC전원을 공급하는 ESC전원부와, 상기 ESC전원부로부터 발생된 전원을 상기 전극으로 안정되게 공급하고 고주파 전원이 상기 ESC전원으로 흘러들어 오는 것을 차단하기 위한 저역통과필터와, 고주파전원을 공급하는 고주파 전원부와, 상기 고주파 전원부와 상기 전극 사이에 형성된 캐패시터와, 리프트 핀 구동신호를 받아 정전척의 표면에 잔류하는 전하를 방전시키는 릴레이를 포함함을 특징으로 한다.Electrostatic chuck to prevent the sticking of the present invention for achieving the above object, the electrostatic chuck body portion made of aluminum material, the ceramic portion formed on the upper portion of the electrostatic chuck body portion, the electrode formed inside the ceramic portion, ESC An ESC power supply unit for supplying power, a low pass filter for stably supplying power generated from the ESC power supply unit to the electrode, and preventing high frequency power from flowing into the ESC power source, a high frequency power supply unit supplying high frequency power source; And a capacitor formed between the high frequency power supply unit and the electrode, and a relay configured to receive a lift pin driving signal to discharge charge remaining on the surface of the electrostatic chuck.
상기 리프트 핀구동신호는 24V의 전압임을 특징으로 한다. The lift pin driving signal is characterized in that the voltage of 24V.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스티킹을 방지하는 정전척의 구조도이다.2 is a structural diagram of an electrostatic chuck preventing sticking according to an embodiment of the present invention.
알루미늄 재질로 이루어진 정전척 몸체부(10)와, 상기 정전척 몸체부(10)의 상부에 형성된 세라믹부(12)와, 상기 세라믹부(12) 내부에 형성된 전극(16)과, ESC전원을 공급하는 ESC전원부(18)와, 상기 ESC전원부(18)로부터 발생된 전원을 전극(16)으로 안정되게 공급하고 고주파 전원이 상기 ESC전원으로 흘러들어 오는 것을 차단하기 위한 저역통과필터(20)와, 고주파(RF)전원을 공급하는 고주파 전원부(22)와, 상기 고주파 전원부(22)와 상기 전극(16) 사이에 형성된 캐패시터(24)와, 리프트 핀 구동신호를 받아 정전척의 표면에 잔류하는 전하를 방전시켜 스티킹을 방지하는 릴레이(26)로 구성되어 있다. Electrostatic chuck body portion 10 made of aluminum, the ceramic portion 12 formed on the upper portion of the electrostatic chuck body portion 10, the electrode 16 formed in the ceramic portion 12, and the ESC power source A low pass filter 20 for stably supplying the ESC power supply unit 18 and the power generated from the ESC power supply unit 18 to the electrode 16 and blocking high frequency power from flowing into the ESC power supply; And a charge remaining on the surface of the electrostatic chuck in response to a high frequency power supply unit 22 for supplying high frequency (RF) power, a capacitor 24 formed between the high frequency power supply unit 22 and the electrode 16, and a lift pin driving signal. It consists of a relay 26 which discharges and prevents sticking.
상술한 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.Referring to Figure 2 described above will be described in detail the operation of the preferred embodiment of the present invention.
세라믹부(12) 상에 웨이퍼(14)가 놓여지면 ESC전원부(18)의 ESC전원이 저역통과필터(20)를 통해 전극(16)으로 인가되고, 고주파 전원부(22)의 고주파전원이 캐패시터(24)를 통해 전극(16)으로 인가된다. 이로 인해 세라믹부(12)의 표면에는 정전기력이 발생되면서 웨이퍼(14)를 견고하게 척킹하게 된다. 웨이퍼(14)가 세라믹부(12)의 상부에 척킹되면 해당 공정을 진행하고 공정이 완료되면 전극(16)으로 인가되는 ESC전원 및 고주파 전원의 공급을 차단한다. ESC전원 및 고주파 전원이 차단되면 정전척 표면물질이 갖는 전도성을 이용하여 웨이퍼에 축적된 전하를 방전시켜 디척킹을 하게 된다. 이때 도시하지 않는 콘트롤러는 리프트 핀을 상승시키기 위한 신호(예컨데 24V)를 인가하게 되는데, 이 신호가 릴레이(26)의 코일(L1)로 인가되며, 이때 스위치(SW)가 온되어 전극(16)의 전하를 접지(G)로 흐르도록 하여 정전척 표면에 차지되어 있는 잔류전하가 제거되어 스티킹현상이 발생하지 않게 된다. 그런 후 리프트핀(도시하지 않음)이 상승하게 되면 세라믹부(12)에 밀착고정된 웨이퍼(14)가 상승하게 되고, 그 상승된 웨이퍼(14)는 다른 공정을 진행하기 위해 이송된다. 따라서 웨이퍼가(14)가 리프트핀에 의해 상승작용 시 정전척의 표면에 잔류하는 전하에 의해 웨이퍼가 튕기면서 리프트핀에서 슬라이드되지 않게 되어 웨이퍼의 브로큰(Broken)을 방지할 수 있다. When the wafer 14 is placed on the ceramic portion 12, the ESC power supply of the ESC power supply unit 18 is applied to the electrode 16 through the low pass filter 20, and the high frequency power supply of the high frequency power supply unit 22 is applied to the capacitor ( 24 is applied to the electrode 16. As a result, the electrostatic force is generated on the surface of the ceramic part 12 to firmly chuck the wafer 14. When the wafer 14 is chucked on the upper portion of the ceramic unit 12, the process is performed. When the process is completed, the supply of the ESC power and the high frequency power applied to the electrode 16 is cut off. When the ESC power source and the high frequency power source are cut off, the charge accumulated on the wafer is discharged by using the conductivity of the electrostatic chuck surface material to dechuck. At this time, the controller (not shown) applies a signal (for example, 24V) for raising the lift pin, and this signal is applied to the coil L1 of the relay 26, at which time the switch SW is turned on and the electrode 16 is applied. This causes the charge to flow to ground (G), so that the remaining charge on the surface of the electrostatic chuck is removed so that no sticking occurs. Then, when the lift pin (not shown) is raised, the wafer 14 closely fixed to the ceramic portion 12 is raised, and the raised wafer 14 is transferred to proceed with another process. Therefore, when the wafer 14 is lifted by the lift pin, the wafer is bounced off by the charge remaining on the surface of the electrostatic chuck, and thus the wafer is not slid from the lift pin to prevent the wafer from being broken.
본 발명은 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다. Although the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications or changes are defined in the claims of the present invention. Will belong.
상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조설비에서 정전척에서 디척킹 시 웨이퍼를 리프팅하는 신호에 의해 릴레이를 구동하여 정전척 표면에 잔류하는 전하를 접지를 통해 제거하여 잔류전하에 의해 스티킹 발생으로 인한 웨이퍼 브로큰을 방지할 수 있는 이점이 있다As described above, the present invention removes the charge remaining on the surface of the electrostatic chuck through the ground by driving the relay by a signal for lifting the wafer during dechucking in the electrostatic chuck in the semiconductor manufacturing equipment due to the occurrence of sticking caused by the remaining charge Advantages of preventing wafer broken
도 1은 종래의 정전척의 구조도1 is a structural diagram of a conventional electrostatic chuck
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스티킹을 방지하는 정전척의 구조도2 is a structural diagram of an electrostatic chuck to prevent sticking according to an embodiment of the present invention;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on main parts of drawing
10: 정전척 몸체부 12: 세라믹부10: electrostatic chuck body portion 12: ceramic portion
14: 웨이퍼 16: 전극14: wafer 16: electrode
18: ESC전원부 20: 저역통과필터18: ESC power supply unit 20: low pass filter
22: 고주파 전원부 24: 캐패시터22: high frequency power supply 24: capacitor
26: 릴레이 26: relay
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100767031B1 (en) * | 2006-11-15 | 2007-10-15 | 청진테크 주식회사 | Remaining charge erasing apparatus of electrostatic chuck system |
| US11127573B2 (en) | 2016-05-27 | 2021-09-21 | Semes Co., Ltd. | Support unit, apparatus and method for treating a substrate |
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2003
- 2003-11-24 KR KR1020030083435A patent/KR20050049725A/en not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR100767031B1 (en) * | 2006-11-15 | 2007-10-15 | 청진테크 주식회사 | Remaining charge erasing apparatus of electrostatic chuck system |
| US11127573B2 (en) | 2016-05-27 | 2021-09-21 | Semes Co., Ltd. | Support unit, apparatus and method for treating a substrate |
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