KR20060018338A - 웨이퍼 고정용 정전척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 고정용 정전척(ESC ; Electro Static Chuck)에 관한 것이다.

본 발명은, 상면 가장자리부에 일정간격으로 그 고정을 위한 다수개의 스크류홀(screw hole)이 형성되고, 그 상부에 캡춰링(capture ring), 포커스링(focus ring)이 순차적으로 결합되게 되는 웨이퍼 고정용 정전척에 있어서, 환상형태로 이루어져 상기 정전척의 상면 가장자리부에 놓여지도록 상기 캡춰링의 하부에 장착되며, 그 하면상에 상기 스크류홀에 대응되도록 다수개의 스크류캡(screw cap)을 일체로 구비하여, 상기 스크류캡이 상기 스크류홀에 체결되는 스크류를 덮어서 그 노출을 차단함으로써 상기 스크류의 부식에 따른 파티클의 유출을 방지하게 되는 커버링(cover ring)을 포함한다.

따라서, 정전척 고정을 위한 스크류의 부식에 따른 파티클에 의해 반응챔버 내부와 공정진행중인 웨이퍼가 오염되는 것을 방지하게 되므로, 반응챔버의 가동율과 웨이퍼의 생산수율을 향상시키는 효과가 있다.

정전척, 웨이퍼, 반도체

Description

웨이퍼 고정용 정전척{ELECTRO STATIC CHUCK FOR CHUCKING A WAFER}

도 1은 종래 웨이퍼 고정용 정전척의 일부 프로세스 키트(process kit)를 보여주는 결합 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 정전척의 일부 프로세스 키트를 보여주는 결합 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 정전척에 구비되는 커버링(cover ring)을 도시한 개략 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 정전척 12 : 냉각가스공급홈

14 : 스크류홀(screw hole) 15 : 커버링(cover ring)

15a : 링몸체부 15b : 스크류캡(screw cap)

20 : 캡춰링(capture ring) 30 : 포커스링(focus ring)

본 발명은 반도체 가공장치에서 웨이퍼(wafer)를 정전기적으로 고정하는 정전척(ESC ; Electro Static Chuck)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그 고정을 위해 체결되는 스크류의 부식에 따른 파티클(particle)이 반응챔버내로 유출되는 것을 차단하여 반응챔버와 웨이퍼의 오염을 방지할 수 있는 웨이퍼 고정용 정전척에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 가공장치에서 웨이퍼를 고정하기 위해서 종래에는 기계적 클램프(mechanical clamp)를 사용하였으나 근래에는 파티클의 억제와 공정의 단일성 면에서 우수한 정전척(ESC ; Electro Static Chuck)이 주로 사용되고 있으며, 특히 웨이퍼에 대한 흡착의 균일성이 요구되는 고밀도 플라즈마 식각 및 화학기상증착(CVD) 장치의 반응챔버(chamber)내에서 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래 웨이퍼 고정용 정전척의 일부 프로세스 키트(process kit)를 보여주는 결합 사시도이다.

정전척(10)은 원형 평판체로서, 그 상면상에 웨이퍼(미도시)를 안착하여 고정하게 되며, 그 상면에는 안착된 웨이퍼가 열에 의해 손상되는 것을 방지하도록 웨이퍼의 배면(back side)측으로 냉각용 가스를 분사하기 위한 냉각가스공급홈(12)이 방사상으로 형성되어 있다.

그리고, 정전척(10)의 상부에는 환상형태의 캡춰링(capture ring, 고정링)(20)이 결합되게 되며, 캡춰링(20)은 정전척(10)의 상면 가장자리부를 덮도록 장착되게 된다.

나아가, 캡춰링(20)의 상부에는 또한 환상형태의 포커스링(focus ring)(30)이 상면 가장자리부를 덮도록 결합되어 장착되게 되며, 포커스링(30)은 정전척(10)을 보호하는 동시에 정전척(10)상에 놓이는 웨이퍼의 위치를 잡아주는 역할을 하게 된다.

한편, 전술한 정전척(10)의 고정을 위하여 정전척(10)의 상면 가장자리부에는 원주방향을 따라 일정간격으로 다수개의 스크류홀(screw hole)(14)이 형성되어 있으며, 따라서 스크류홀(14)에 대한 스크류(screw)(미도시) 체결에 의해 정전척(10)은 하부전극(미도시)측에 고정되게 된다.

물론, 스크류는 스크류홀(14)에 체결된 상태에서 그 상단이 상부로 일부 돌출되게 되며, 그 돌출된 부분의 상부에 캡춰링(20)이 얹혀져 장착되게 된다.

따라서, 정전척(10)과 캡춰링(20)간에는 미세틈새가 형성되게 되며, 이 미세틈새를 통해 스크류가 일부 노출되게 되므로, 스크류가 부식된 상태로 공정이 진행되는 경우, 부식에 따른 파티클(particle)이 미세틈새를 통해 반응챔버내로 유출되어 반응챔버 내부와 공정진행중인 웨이퍼를 오염시키게 됨으로써, 반응챔버의 가동율과 웨이퍼의 생산수율을 저하시키는 문제점이 발생되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 정전척 고정을 위해 체결되는 각 스크류를 덮어서 그 노출을 차단할 수 있는 다수개의 스크류캡(screw cap)을 일체로 구비하고 정전척과 캡춰링 사이에 장착되게 되는 환상형태의 커버링(cover ring)을 구비하는 웨이퍼 고정용 정전척을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상면 가장자리부에 일정간격으로 그 고정을 위한 다수개의 스크류홀이 형성되고, 그 상부에 캡춰링, 포커스링이 순 차적으로 결합되게 되는 웨이퍼 고정용 정전척에 있어서, 환상형태로 이루어져 상기 정전척의 상면 가장자리부에 놓여지도록 상기 캡춰링의 하부에 장착되며, 그 하면상에 상기 스크류홀에 대응되도록 다수개의 스크류캡을 일체로 구비하여, 상기 스크류캡이 상기 스크류홀에 체결되는 스크류를 덮어서 그 노출을 차단함으로써 상기 스크류의 부식에 따른 파티클의 유출을 방지하게 되는 커버링을 포함하는 웨이퍼 고정용 정전척을 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 정전척의 일부 프로세스 키트를 보여주는 결합 사시도이다.

정전척(10)의 상부에는 캡춰링(20), 포커스링(30)이 순차적으로 적층되어 결합되는 한편, 정전척(10)의 상면 가장자리부에는 원주방향을 따라 일정간격으로 다수개의 스크류홀(14)이 형성되어 있어, 이 스크류홀(14)에 대한 스크류 체결로 정전척(10)은 하부전극(미도시)에 고정되게 된다.

따라서, 스크류는 그 상단이 상부로 일부 돌출되도록 정전척(10)에 체결되게 되며, 그 체결된 상태에서 스크류 상부에는 전술한 캡춰링(20)이 얹혀져 장착되게 된다.

따라서, 정전척(10)과 캡춰링(20)간에는 미세틈새가 형성되게 되며, 이 미세틈새를 통해 체결된 스크류가 일부 노출되게 되므로, 스크류가 부식된 상태로 공정진행시 부식에 따른 파티클이 미세틈새를 통해 반응챔버내로 유출되어 반응챔버와 웨이퍼를 오염시킬 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 정전척(10)과 캡춰링(20) 사이에 정전척(10)의 고정을 위해 체결되는 스크류의 노출을 완전히 차단하기 위한 환상형태의 커버링(cover ring)(15)이 별도로 구비되게 된다.

도 3은 이러한 커버링을 도시한 개략 사시도로서, 커버링을 상하로 뒤집어 놓은 상태를 보여준다.

커버링(15)은 내열성의 세라믹 재질로 이루어질 수 있으며, 정전척(10)의 상면 가장자리부를 덮도록 놓여져 장착되게 되고, 환상형태의 링몸체부(15a) 하면상에 원주방향을 따라 일정간격으로 정전척(10)상에 형성된 스크류홀(14)에 대응되도록 다수개의 스크류캡(screw cap)(15b)이 일체로 형성되어 있다.

여기서, 스크류캡(15b)은 바람직하게 정전척(10)에 체결되는 스크류의 상부 돌출된 부분을 덮을 수 있도록 하단이 개구되고 내부가 중공인 특정형태로 형성될 수 있으며, 내열성의 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.

이와 같은 커버링(15)은 그 스크류캡(15b)의 하단이 정전척(10)의 상면과 완전히 밀착되게 장착되므로, 그 스크류캡(15b)이 스크류를 완전히 덮어서 노출을 차단하게 됨으로써, 스크류의 부식에 따른 파티클이 반응챔버내로 유출되는 것을 완 벽하게 방지할 수 있게 된다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

본 발명에 따르면, 정전척 고정을 위한 스크류의 부식에 따른 파티클에 의해 반응챔버 내부와 공정진행중인 웨이퍼가 오염되는 것을 방지하게 되므로, 반응챔버의 가동율과 웨이퍼의 생산수율을 향상시키는 효과가 달성될 수 있다.

Claims (3)

1. 상면 가장자리부에 일정간격으로 그 고정을 위한 다수개의 스크류홀이 형성되고, 그 상부에 캡춰링, 포커스링이 순차적으로 결합되게 되는 웨이퍼 고정용 정전척에 있어서,

   환상형태로 이루어져 상기 정전척의 상면 가장자리부에 놓여지도록 상기 캡춰링의 하부에 장착되며, 그 하면상에 상기 스크류홀에 대응되도록 다수개의 스크류캡을 일체로 구비하여, 상기 스크류캡이 상기 스크류홀에 체결되는 스크류를 덮어서 그 노출을 차단함으로써 상기 스크류의 부식에 따른 파티클의 유출을 방지하게 되는 커버링을 포함하는 웨이퍼 고정용 정전척.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크류캡은,

   세라믹 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 정전척.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크류캡은,

   하단이 개구되고 내부가 중공인 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 정전척.

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