KR20090068117A - 기판 온도 조정 및 고정 장치 - Google Patents

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KR20090068117A
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히로시 요네쿠라
도모아키 고야마
고키 다마가와
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신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)는, 기판(substrate)(20)을 배치하는 기판 배치면(21A)을 갖는 기체(base body;基體)(21), 상기 기체(21)에 매립된 정전 전극(22), 및 상기 기판(20)을 가열하기 위해 상기 기체(21)에 매립된 저항 발열체(23)가 설치된 정전 척(electrostatic chuck)(11)과; 상기 정전 척(11)을 냉각하는 냉각 기구(46)가 설치되며 상기 정전 척(11)을 지지하는 베이스 플레이트(base plate)(12)를 포함하고, 상기 냉각 기구(46)와 상기 정전 척(11)의 사이에 위치한 부분에서의 베이스 플레이트 본체(base plate body)(45)에는 단열부(斷熱部)(47)가 설치된다.
Figure P1020080123788
저항 발열체, 정전 척, 베이스 플레이트, 베이스 플레이트 본체, 단열부

Description

기판 온도 조정 및 고정 장치{SUBSTRATE TEMPERATURE ADJUSTING-FIXING DEVICE}
본 발명은 기판 온도 조정 및 고정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 기체(base body;基體)와, 상기 기체에 매립되어 기판(substrate)을 가열하는 저항 발열체를 갖는 정전 척(electrostatic chuck)이 설치된 기판 온도 조정 및 고정 장치에 관한 것이다.
유리 기판이나 반도체 기판 등의 기판상에 코팅을 형성하는 코팅 장치 또는 상기 기판상에 형성된 코팅을 패터닝하는 에칭 장치와 같은 제조 장치에서는, 소정의 온도에서 기체에 흡착되어 고정된 기판의 온도를 조정하도록 기판 온도 조정 및 고정 장치가 설치된다(도 1 참조).
도 1은 종래 기술에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래 기술에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(300)는 정전 척(301)과 베이스 플레이트(base plate)(302)를 포함한다. 정전 척(301)은 기체(305)와, 정전 전극(306)과, 저항 발열체(307)를 포함한다. 기 체(305)는 베이스 플레이트(302) 상에 배열된다. 기체(305)는 그 위에 기판(303)을 배치하는 기판 배치면(305A)을 포함한다. 기체(305)의 재료로서는, 예를 들면 세라믹이 이용될 수 있다.
정전 전극(306)은 박막 전극이다. 정전 전극(306)은 기판 배치면(305A) 근처의 위치에서의 기체(305)에 매립된다. 정전 전극(306)은 전압이 인가될 때에 기체(305)(구체적으로, 기판 배치면(305A)) 상에 기판(303)을 고정하는 전극이다.
정전 전극(306)의 아래의 위치에서의 기체(305)에는 저항 발열체(307)가 매립된다. 저항 발열체(307)는 상호 접속 패턴(도시 생략)에 의해 형성된다. 전압이 인가될 때에 저항 발열체(307)가 가열되고, 이 가열에 의해 기판 배치면(305A)(즉, 기판 배치면(305A)을 통하여 기판(303))을 가열한다.
베이스 플레이트(302)는 베이스 플레이트 본체(base plate body)(311)와 냉각 기구(312)를 포함한다. 베이스 플레이트 본체(311)는 정전 척(301)을 지지하는데 사용된다. 베이스 플레이트 본체(311)의 재료로서는, 예를 들면 Al이 사용될 수 있다. 냉각 기구(312)는 관로(管路)(314), 냉각수 도입부(315), 및 냉각수 배출부(316)를 포함한다. 관로(314)는 베이스 플레이트 본체(311)에 매립된다. 관로(314)는 냉각수를 순환시키는데 사용된다. 관로(314)에 흐르는 냉각수는 기체(305)를 냉각시킴으로써 기판 배치면(305A)의 온도를 조정한다.
냉각수 도입부(315)는 베이스 플레이트 본체(311)의 하면 측에 설치된다. 냉각수 도입부(315)는 관로(314)에 냉각수를 도입하는데 사용된다. 냉각수 배출부(316)는 베이스 플레이트 본체(311)의 하면 측에 설치된다. 냉각수 배출부(316) 는 온도가 올라간 냉각수를 베이스 플레이트 본체(311)의 외측으로 배출하는데 사용된다(예를 들면, 특허문헌1 참조).
[특허문헌1] 일본국 공개특허 제2005-26120호 공보
그러나, 냉각수 도입부(315)의 근처에 위치한 부분에서의 베이스 플레이트 본체(311)의 온도는, 냉각수 도입부(315)로 도입된 냉각수의 온도에 대한 영향으로 인해 다른 위치에 위치한 베이스 플레이트 본체(311)의 온도보다 낮아지게 된다. 따라서, 냉각수 도입부(315) 위에 위치한 부분에서의 기판(303)의 온도는 다른 위치에 위치한 기판(303)의 온도보다 낮아지게 된다. 이 때문에, 종래 기술에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(300)에서는, 기판(303) 전체가 소정의 온도까지 가열될 수 없다는 문제가 발생한다.
또한, 기체(305)의 열은 베이스 플레이트(302)로 용이하게 이동하므로, 소정의 온도까지 기판 배치면(305A)을 가열하는데 많은 시간이 소요된다는 문제가 발생한다.
또한, 저항 발열체(307)에 고전압을 인가함으로써 기판 배치면(305A)이 소정의 온도까지 가열된다고 가정하더라도, 이 경우, 저항 발열체(307)의 회로에 고전류가 흐름으로써, 저항 발열체(307)가 파손된다는 문제가 야기될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 단시간 내에 소정의 온도까지 기판 전체를 가열할 수 있는 기판 온도 조정 및 고정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면,
기판을 배치하는 기판 배치면을 갖는 기체, 상기 기체에 매립된 정전 전극, 및 상기 기판을 가열하기 위해 상기 기체에 매립된 저항 발열체를 포함하는 정전 척과,
상기 정전 척을 지지하는 베이스 플레이트 본체, 및 상기 기체를 냉각하기 위해 상기 베이스 플레이트 본체에 매립된 냉각 기구를 포함하는 베이스 플레이트와,
상기 냉각 기구와 상기 정전 척의 사이에 위치한 부분에서의 상기 베이스 플레이트 본체에 설치된 단열부(斷熱部)를 포함하는 기판 온도 조정 및 고정 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면,
상기 제1 양태에 있어서,
상기 냉각 기구는 냉각수가 흐르도록 하는 관로, 및 상기 관로에 상기 냉각수를 도입하는 냉각수 도입부를 포함하고,
상기 단열부는 상기 냉각 기구에 대향하도록 배열되는 기판 온도 조정 및 고정 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면,
상기 제1 또는 제2 양태에 있어서,
상기 단열부는 상기 베이스 플레이트 본체에 형성된 공간(space)인 기판 온도 조정 및 고정 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 양태에 따르면,
상기 제3 양태에 있어서,
상기 공간은 진공 상태인 기판 온도 조정 및 고정 장치가 제공된다.
본 발명의 제5 양태에 따르면,
상기 제3 양태에 있어서,
상기 공간에는 압력이 소정의 압력으로 되도록 조정된 불활성 가스(gas)가 도입되는 기판 온도 조정 및 고정 장치가 제공된다.
본 발명의 제6 양태에 따르면,
상기 제5 양태에 있어서,
상기 불활성 가스는 헬륨 가스인 기판 온도 조정 및 고정 장치가 제공된다.
본 발명의 제7 양태에 따르면,
상기 제1 내지 제6 양태 중 어느 하나에 있어서,
상기 정전 척과 상기 베이스 플레이트의 사이에 설치된 균일 가열판을 더 포함하는 기판 온도 조정 및 고정 장치가 제공된다.
본 발명의 제8 양태에 따르면,
상기 제1 내지 제7 양태 중 어느 하나에 있어서,
상기 단열부와 상기 냉각 기구의 사이에 위치한 부분에서의 상기 베이스 플레이트 본체에 설치된 상기 기판을 가열하는 발열체부를 더 포함하는 기판 온도 조정 및 고정 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 냉각 기구와 정전 척의 사이에 위치한 부분에서의 베이스 플레이트 본체에 단열부가 설치되므로, 기체와 베이스 플레이트 본체의 사이에서 열이 이동하는 것이 제한되어서, 종래 기술에서보다 단시간 내에 소정의 온도까지 기판 전체를 가열하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따르면, 종래 기술에서보다 단시간 내에 소정의 온도까지 기판 전체를 가열하는 것이 가능해진다.
다음으로, 본 발명의 예시적인 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
(제1 실시예)
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)는 정전 척(11), 베이스 플레이트(12), 및 전원(14~17)을 포함한다.
정전 척(11)은 기체(21), 정전 전극(22), 저항 발열체(23), 및 전극(31~38)을 포함한다. 기체(21)는 베이스 플레이트(12)에 부착된다. 기체(21)는 기판(20)을 배치하는 기판 배치면(21A)을 포함한다. 기체(21)의 재료로서는, 예를 들면 세라믹이 사용될 수 있다. 세라믹이 기체(21)의 재료로서 사용되는 경우, 기체(21)는, 예를 들면 복수의 적층 그린 시트(green sheet)를 버닝(burning)하여 형성된다. 또한, 기판(20)으로서는, 예를 들면 유리 기판이나 반도체 기판(예를 들면, 실리콘 기판)이 사용될 수 있다.
정전 전극(22)은 박막 형상을 갖는 전극이다. 정전 전극(22)은 기판 배치면(21A) 근처의 위치에서의 기체(21)에 매립된다. 정전 전극(22)은 전극(31, 32) 에 접속된다. 정전 전극(22)은 전극(31, 32)을 통하여 전원(14)에 전기적으로 접속된다. 정전 전극(22)은 전원(14)으로부터 전압이 인가될 때에 생성된 정전기력에 의해 기판 배치면(21A) 상에 기판(20)을 고정한다. 정전 전극(22)의 재료로서는, 예를 들면 텅스텐이나 몰리브덴이 사용될 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 저항 발열체를 나타내는 평면도이다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 저항 발열체(23)는 제1 내지 제3 저항 발열체(41~43)에 의해 구성된다. 제1 내지 제3 저항 발열체(41~43)는 정전 전극(22)의 아래에 위치한 위치에서의 기체(21)에 매립된다. 제1 내지 제3 저항 발열체(41~43)는 동일 평면상에 배열된다. 제1 내지 제3 저항 발열체(41~43)는 정전 전극(22)으로부터 전기적으로 절연된다.
제1 저항 발열체(41)는 기체(21)의 중앙부에 매립된다. 제1 저항 발열체(41)는 전극(33, 34)에 접속된다. 제1 저항 발열체(41)는 전극(33, 34)을 통하여 전원(15)에 전기적으로 접속된다. 제1 저항 발열체(41)는 전원(15)에 의해 전압이 인가될 때에 가열된다. 제1 저항 발열체(41)는 기판(20)의 중앙부에 대응하는 위치에서의 기판 배치면(21A)을 가열하는데 사용된다.
제2 저항 발열체(42)는 기체(21)의 외주부에 매립된다. 제2 저항 발열체(42)는 전극(35, 36)에 접속된다. 제2 저항 발열체(42)는 전극(35, 36)을 통하여 전원(16)에 전기적으로 접속된다. 전원(16)에 의해 전압이 인가될 때에 제2 저항 발열체(42)가 가열된다. 제2 저항 발열체(42)는 기판(20)의 외주부에 대응하는 위치에서의 기판 배치면(21A)을 가열하는데 사용된다.
제1 저항 발열체(41)와 제2 저항 발열체(42)의 사이의 기체(21)에는 제3 저항 발열체(43)가 매립된다. 제3 저항 발열체(43)는 전극(37, 38)에 접속된다. 제3 저항 발열체(43)는 전극(37, 38)을 통하여 전원(17)에 전기적으로 접속된다. 전원(17)에 의해 전압이 인가될 때에 제3 저항 발열체(43)가 가열된다. 제3 저항 발열체(43)는 기판(20)의 중앙부와 외주부의 사이의 부분에 대응하는 위치에서의 기판 배치면(21A)을 가열하는데 사용된다.
전술한 구성을 갖는 저항 발열체(23)는 복수의 저항 발열체(이 경우에는, 제1 내지 제3 저항 발열체(41~43))에 의해 소정의 온도까지 기체(21)의 기판 배치면(21A)을 가열하는데 사용된다. 저항 발열체(23)는 250℃ 내지 300℃의 온도까지 기체(21)의 기판 배치면(21A)을 가열하는 것이 가능하다.
또한, 제1 내지 제3 저항 발열체(41~43)는 도 2 및 도 3에 단순하게 나타냈지만, 제1 내지 제3 저항 발열체(41~43)는 상호 접속 패턴에 의해 각각 형성된다. 도 2 및 도 3에서는 저항 발열체(23)가 3개의 저항 발열체(제1 내지 제3 저항 발열체)에 의해 구성되는 경우가 설명되었지만, 저항 발열체(23)를 구성하는 저항 발열체의 수는 1개, 2개 또는 3개 이상일 수 있다.
전극(31, 32)은 정전 전극(22)의 아래에 위치한 부분에서의 기체(21)를 통하여 형성된다. 전극(31)은 전원(14)의 양극 단자(14A)에 전기적으로 접속된다. 전극(32)은 전원(14)의 음극 단자(14B)에 전기적으로 접속된다. 전극(31, 32)의 재료로서는, 예를 들면 텅스텐이나 몰리브덴이 사용될 수 있다.
전극(33, 34)은 제1 저항 발열체(41)의 아래에 위치한 부분에서의 기체(21) 를 통하여 형성된다. 전극(33)은 전원(15)의 양극 단자(15A)에 전기적으로 접속된다. 전극(34)은 전원(15)의 음극 단자(15B)에 전기적으로 접속된다. 전극(33, 34)의 재료로서는, 예를 들면 텅스텐이나 몰리브덴이 사용될 수 있다.
전극(35, 36)은 제2 저항 발열체(42)의 아래에 위치한 부분에서의 기체(21)를 통하여 형성된다. 전극(35)은 전원(16)의 양극 단자(16A)에 전기적으로 접속된다. 전극(36)은 전원(16)의 음극 단자(16B)에 전기적으로 접속된다. 전극(35, 36)의 재료로서는, 예를 들면 텅스텐이나 몰리브덴이 사용될 수 있다.
전극(37, 38)은 제3 저항 발열체(43)의 아래에 위치한 부분에서의 기체(21)를 통하여 형성된다. 전극(37)은 전원(17)의 양극 단자(17A)에 전기적으로 접속된다. 전극(38)은 전원(17)의 음극 단자(17B)에 전기적으로 접속된다. 전극(37, 38)의 재료로서는, 예를 들면 텅스텐이나 몰리브덴이 사용될 수 있다.
베이스 플레이트(12)는 베이스 플레이트 본체(45), 냉각 기구(46), 및 단열부(47)를 포함한다. 베이스 플레이트 본체(45)는 기체(21)의 하면(21B) 측에 설치된다. 베이스 플레이트 본체(45)는 정전 척(11)을 지지하는데 사용된다. 베이스 플레이트 본체(45)의 재료로서는, 금속이 사용될 수 있다. 베이스 플레이트 본체(45)의 재료로서 사용되는 금속으로서는, 예를 들면 Al이 사용될 수 있다.
냉각 기구(46)는 관로(51), 냉각수 도입부(52), 및 냉각수 배출부(53)를 포함한다. 관로(51)는 베이스 플레이트 본체(45)에 매립된다. 관로(51)는 냉각수를 순환(이동)시키는데 사용된다. 냉각 기구(46)는 관로(51)에 흐르는 냉각수에 의해 기체(21)를 냉각함으로써, 기판 배치면(21A)의 온도를 소정의 온도가 되도록 조정 한다.
냉각수 도입부(52)는 베이스 플레이트 본체(45)의 하면(45A) 측에 설치된다. 냉각수 도입부(52)는 관로(51)에 냉각수를 공급할 수 있는 상태로 관로(51)에 접속된다. 냉각수 도입부(52)는 관로(51) 내에 냉각수를 도입하는 도입부이다.
냉각수 배출부(53)는 베이스 플레이트 본체(45)의 하면(45A) 측에 설치된다. 냉각수 배출부(53)는 온도가 올라간 냉각수를 베이스 플레이트 본체(45)의 외측으로 배출하는 배출부이다.
단열부(47)는 정전 척(11)과 냉각 기구(46)의 사이의 위치에서의 베이스 플레이트 본체(45)에 매립된다. 단열부(47)는 냉각 기구(46)에 대향하도록 배열된다. 단열부(47)는 베이스 플레이트 본체(45)에 형성된 공간이다. 단열부(47)를 형성하는 공간은 진공 상태이다. 단열부(47)의 형상은, 예를 들면 원통 형상으로 될 수 있다. 이 경우, 단열부(47)의 높이는, 예를 들면 2㎜ 내지 5㎜의 범위 내일 수 있다.
또한, 정전 척(11)과 냉각 기구(46)의 사이에 위치한 부분에서의 베이스 플레이트 본체(45)에 단열부(47)가 매립되고, 단열부(47)가 냉각 기구(46)에 대향하도록 배열된 구성에 따르면, 열이 기체(21)와 베이스 플레이트 본체(45)의 사이에서 이동하는 것을 제한하는 것이 가능해진다. 따라서, 종래 기술에서보다 단시간 내에 소정의 온도까지 기판(20) 전체를 가열하는 것이 가능해진다.
전원(14)은 양극 단자(14A)와 음극 단자(14B)를 포함한다. 양극 단자(14A)는 전극(31)에 전기적으로 접속되고, 음극 단자(14B)는 전극(32)에 전기적으로 접 속된다.
전원(15)은 양극 단자(15A)와 음극 단자(15B)를 포함한다. 양극 단자(15A)는 전극(33)에 전기적으로 접속되고, 음극 단자(15B)는 전극(34)에 전기적으로 접속된다.
전원(16)은 양극 단자(16A)와 음극 단자(16B)를 포함한다. 양극 단자(16A)는 전극(35)에 전기적으로 접속되고, 음극 단자(16B)는 전극(36)에 전기적으로 접속된다.
전원(17)은 양극 단자(17A)와 음극 단자(17B)를 포함한다. 양극 단자(17A)는 전극(37)에 전기적으로 접속되고, 음극 단자(17B)는 전극(38)에 전기적으로 접속된다.
이 실시예의 기판 온도 조정 및 고정 장치에 따르면, 정전 척(11)과 냉각 기구(46)의 사이에 위치한 부분에서의 베이스 플레이트 본체(45)에 단열부(47)가 냉각 기구(46)에 대향하도록 매립되므로, 기체(21)와 베이스 플레이트 본체(45)의 사이에서 열이 이동하는 것을 제한하는 것이 가능하다. 따라서, 종래 기술에서보다 단시간 내에 소정의 온도까지 기판(20) 전체를 가열하는 것이 가능하다.
또한, 이 실시예에서는, 하나의 공간을 갖는 단열부(47)가 설치된 경우를 설명했지만, 단열부(47)는 2개 이상의 공간을 가질 수 있다. 단열부(47)의 형상은 이 실시예에 따른 단열부(47)의 형상에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타낸 단면도이다. 도 4에서, 제1 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 첨부한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 이 실시예의 제1 변형예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(60)는, 이 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)의 구성에 균일 가열판(61)이 더 설치된다는 점을 제외하고는, 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)의 구성과 동일한 구성을 갖는다.
균일 가열판(61)은 정전 척(11)의 하면과 베이스 플레이트(12)의 상면의 사이에 배열된다. 균일 가열판(61)은 접착제의 사용에 의해 정전 척(11)과 베이스 플레이트(12)에 부착된다. 균일 가열판(61)은 저항 발열체(23)에 의해 가열된 기판(20) 전체의 온도가 실질적으로 균일해지도록 하는 부재이다. 균일 가열판(61)의 재료로서는, 예를 들면 알루미늄이 사용될 수 있다. 알루미늄이 균일 가열판(61)의 재료로서 사용되는 경우, 균일 가열판(61)의 두께는, 예를 들면 2㎜로 설정될 수 있다.
또한, 정전 전극(22)과 저항 발열체(23)가 매립되어 있는 정전 척(11)과, 단열부(47)를 갖는 베이스 플레이트(12)의 사이에 균일 가열판(61)이 설치된 구성에 따르면, 저항 발열체(23)에 의해 가열된 기판(20) 전체의 온도의 불균일성이 가능한 한 작아지도록 감소될 수 있다. 또한, 이 실시예의 제1 변형예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(60)에 따르면, 이 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)의 이점과 동일한 이점을 얻는 것이 가능해진다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타낸 단면도이다. 도 5에서, 제1 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 첨부한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 이 실시예의 제2 변형예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(65)는, 이 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)의 구성에 발열체부(66)가 더 설치된다는 점을 제외하고는, 기판 온도 조정 및 고정 장치(10의 구성과 동일한 구성을 갖는다.
발열체부(66)는 단열부(47)와 냉각 기구(46)의 사이에 위치한 위치에서의 베이스 플레이트 본체(45)에 매립된다. 발열체부(66)는 저항 발열체(23)와 함께 소정의 온도까지 기판(20)을 가열하는데 사용된다. 발열체부(66)로서는, 예를 들면 한쌍의 단자, 상기 한쌍의 단자에 접속되는 발열체(예를 들면, 니크롬선(nichorme wire)), 및 상기 발열체를 덮는 금속 외부 관을 포함하는 시스 발열체(sheath heater)가 사용될 수 있다. 상기 금속 외부 관의 재료로서는, 예를 들면 동, 스테인레스, 티타늄 등이 사용될 수 있다. 상기 시스 발열체를 대신하는 다른 발열체로서는, 예를 들면 카트리지 발열체(cartridge heater), 플레이트 발열체(plate heater) 등이 사용될 수 있다.
또한, 단열부(47)와 냉각 기구(46)의 사이에 위치한 부분에서의 베이스 플레이트 본체(45)에 발열체부(66)가 매립된 구성에 따르면, 기판 배치면(21A)을 450℃ 내지 500℃ 정도의 온도까지 가열하는 것이 가능하다(즉, 기판(20)을 450℃ 내지 500℃ 정도의 온도까지 가열하는 것이 가능하다). 따라서, 예를 들면 기판 온도 조정 및 고정 장치(65)가 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 장치에 설치되는 경우, 450℃ 내지 500℃ 정도의 온도 범위 내 에서의 처리 조건하에서 기판(20)의 표면 전체에 만족스러운 코팅(예를 들면, 텅스텐 코팅)을 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 이 실시예의 제2 변형예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(65)에 따르면, 이 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)의 이점과 동일한 이점을 얻는 것이 가능해진다.
(제2 실시예)
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(80)는, 제1 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)에 베이스 플레이트(12)를 대신하여 베이스 플레이트(81)가 설치되고, 불활성 가스 공급 관로(82)와 불활성 가스 공급 장치(83)가 더 설치된다는 점을 제외하고는, 기판 온도 조정 및 고정 장치(10)의 구성과 동일한 구성을 갖는다.
베이스 플레이트(81)는, 베이스 플레이트(12)의 구성(도 2 참조)에 불활성 가스 공급 관로(85)가 더 설치된다는 점을 제외하고는, 베이스 플레이트(12)의 구성과 동일한 구성을 갖는다.
불활성 가스 공급 관로(85)는 베이스 플레이트 본체(45)에 매립된다. 불활성 가스 공급 관로(85) 중 일 단부는 단열부(47)에 접속되고, 다른 단부는 베이스 플레이트(81)의 외측에 설치된 불활성 가스 공급 관로(82)에 접속된다. 불활성 가스 공급 관로(85)는, 불활성 가스 공급 장치(83)로부터 공급되고 압력이 조정된 불활성 가스를 불활성 가스 공급 관로(82)를 통하여 단열부(47)(공간)로 공급하는 관 로이다.
불활성 가스 공급 관로(82)는 베이스 플레이트(81)의 외측에 배열된다. 불활성 가스 공급 관로(82) 중 일 단부는 불활성 가스 공급 관로(85)에 접속되고, 다른 단부는 불활성 가스 공급 장치(83)에 접속된다. 불활성 가스 공급 관로(82)는, 불활성 가스 공급 장치(83)로부터 공급되고 압력이 조정된 불활성 가스를 불활성 가스 공급 관로(85)에 공급하는 관로이다.
불활성 가스 공급 장치(83)는 베이스 플레이트(81)의 외측에 배열되고, 불활성 가스 공급 관로(82)에 접속된다. 불활성 가스 공급 장치(83)는 압력이 소정의 압력으로 되도록 조정된 불활성 가스를 불활성 가스 공급 관로(82, 85)를 통하여 단열부(47)에 공급하는 장치이다. 불활성 가스 공급 장치(83)에 의해 공급된 불활성 가스로서는, 예를 들면 헬륨 가스나 아르곤 가스가 사용될 수 있다.
또한, 헬륨 가스가 불활성 가스로서 사용되고, 예를 들면 압력이 저압(예를 들면, 10Pa 내지 100Pa의 범위 내의 소정의 압력)으로 되도록 조정된 헬륨 가스가 단열부(47)에 공급되는 구성에 따르면, 단시간 내에 소정의 온도까지 기체(21)(구체적으로, 기판 배치면(21A))를 효과적으로 가열하는 것이 가능해진다. 또한, 예를 들면 압력이 고압(예를 들면, 10,000Pa 내지 100,000Pa의 범위 내의 소정의 압력)으로 되도록 조정된 헬륨 가스가 단열부(47)에 공급되고, 냉각수가 냉각 기구(46)로 흐르는 구성에 따르면, 단시간 내에 소정의 온도까지 기체(21)(구체적으로, 기판 배치면(21A))를 효과적으로 가열하는 것이 가능해진다.
이 실시예의 기판 온도 조정 및 고정 장치에 따르면, 압력이 저압(예를 들 면, 10Pa 내지 100Pa의 범위 내의 소정의 압력)으로 되도록 조정된 헬륨 가스가 단열부(47)에 공급되므로, 단시간 내에 소정의 온도까지 기체(21)(구체적으로, 기판 배치면(21A))를 효과적으로 가열하는 것이 가능해진다. 따라서, 종래 기술에서보다 단시간 내에 소정의 온도까지 기판(20) 전체를 가열하는 것이 가능하다.
또한, 이 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치(80)에서는, 도 4에 나타낸 균일 가열판(61)이 정전 척(11)과 베이스 플레이트(81)의 사이에 설치될 수 있다. 또한, 도 5에 나타낸 발열체부(66)가 냉각 기구(46)와 단열부(47)의 사이에 위치한 부분에서의 베이스 플레이트 본체(45)에 설치될 수 있다. 또한, 균일 가열판(61)과 발열체부(66)가 서로 조합될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예를 상세히 설명했지만, 본 발명은 상기 특정 실시예에 제한되는 것이 아니고, 청구항에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명은 기체와, 기판을 가열하기 위하여 기체에 매립된 저항 발열체를 갖는 정전 척이 설치된 기판 온도 조정 및 고정 장치에 적용할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타내는 단면도.
도 3은 도 2에 나타낸 저항 발열체를 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 온도 조정 및 고정 장치를 나타내는 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 기판 온도 조정 및 고정 장치 11 : 정전 척
12 : 베이스 플레이트 14~17 : 전원
20 : 기판 21 : 기체
21A : 기판 배치면 22 : 정전 전극
23 : 저항 발열체 31, 32 : 전극
45 : 베이스 플레이트 본체 46 : 냉각 기구
47 : 단열부 51 : 관로
52 : 냉각수 도입부 53 : 냉각수 배출부

Claims (8)

  1. 기판(substrate)을 배치하는 기판 배치면을 갖는 기체(base body;基體), 상기 기체에 매립된 정전 전극, 및 상기 기판을 가열하기 위해 상기 기체에 매립된 저항 발열체를 포함하는 정전 척(electrostatic chuck)과,
    상기 정전 척을 지지하는 베이스 플레이트 본체(base plate body), 및 상기 기체를 냉각하기 위해 상기 베이스 플레이트 본체에 매립된 냉각 기구를 포함하는 베이스 플레이트(base plate)와,
    상기 냉각 기구와 상기 정전 척의 사이에 위치한 부분에서의 상기 베이스 플레이트 본체에 설치된 단열부(斷熱部)를 포함하는 기판 온도 조정 및 고정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 기구는 냉각수가 흐르도록 하는 관로(管路), 및 상기 관로에 상기 냉각수를 도입하는 냉각수 도입부를 포함하고,
    상기 단열부는 상기 냉각 기구에 대향하도록 배열되는 기판 온도 조정 및 고정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열부는 상기 베이스 플레이트 본체에 형성된 공간(space)인 기판 온도 조정 및 고정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공간은 진공 상태인 기판 온도 조정 및 고정 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 공간에는 압력이 소정의 압력으로 되도록 조정된 불활성 가스(gas)가 도입되는 기판 온도 조정 및 고정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 헬륨 가스인 기판 온도 조정 및 고정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전 척과 상기 베이스 플레이트의 사이에 설치된 균일 가열판을 더 포함하는 기판 온도 조정 및 고정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열부와 상기 냉각 기구의 사이에 위치한 부분에서의 상기 베이스 플레이트 본체에 설치되어 상기 기판을 가열하는 발열체부를 더 포함하는 기판 온도 조정 및 고정 장치.
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