KR20090071848A - 정전척(ｅｓｃ) 패드 재생용 마스크 - Google Patents

Abstract

정전척과 웨이퍼 사이에 사용되는 정전척 패드를 저렴하고 빠르게 재생할 수 있는 마스크가 제안되다. 이 정전척 패드 재생용 마스크는 하나의 판에 복수개의 정전척 패드 패턴들을 포함하고 상기 판은 내주면과 외주면을 갖는다. 상기 내주면과 외주면은 상기 정천적에 안정적으로 고정될 수 있도록 두께에 있어서 단차를 갖고 형성된다.

정전척, 패드, 웨이퍼, 마스큭, 재생

Description

정전척(ＥＳＣ) 패드 재생용 마스크{Mask for Refurbishing ESC pad}

본 발명은 반도체 소자 제조시 사용되는 정전척(ESC: Electrostatic Chuck) 패드(Pad) 재생용 마스크에 관한 것이다.

상기 반도체 소자용 정전척은 정전기 원리를 이용한다. 상기 정전척에 전원(power)를 인가하고 나서 상기 정전척 패드상에 반도체 소자용 웨이퍼(wafer)를 올려 놓고 정전척 온(on) (chucking)과 정전척 오프(off) (dechucking)를 실행하는 것에 의해 배선을 담당하는 물질들 (materials)을 상기 웨이퍼 상에 증착(deposition)시킨다.

이때, 상기 웨이퍼를 정전척상에 올려 놓고 상기 정전척 온 (ESC on, 또는 chucking)과 상기 정전척 오프(ESC off 또는 de-chucking)를 수행할 때, 상기 정전척으로 최소한의 공간을 이용하여 상기 웨이퍼를 접촉시키기 위하여 최소 접촉 면적(MCA: Minimum Contact Area) 방식의 패드(Pad)를 사용한다. 이 패드는 정전척에 인가하는 정전기 파워(Electrostatic Power), 즉, 정전척 온(ESC on) 또는 척킹(Chucking)의 힘의 세기에 따라 상기 패드가 열화되는 즉 소모되는 경향을 띈다. 이 패드의 재료로서는 주로 재료 특성에 따라 Ti 또는 TiN 이 사용된다.

또한, 상기 척킹의 힘의 세기가 상기 패드상에 일정하게 적용하지 않으면, 상기 패드상에 위치된 웨이퍼의 하측에 인입되는 가스(gas)의 압력이 낮아지게 되어 상기 척킹(chucking) 및 디척킹(De-chucking) 시 에러(Error)가 발생하게 되거나 또는 특히 상기 정전척 오프(ESC off) 또는 디척킹시 힘의 불균형으로 인해 상기 웨이퍼가 깨지는(Broken) 등 심각한 문제점이 발생하게 된다.

상기 웨이퍼의 사용량 증가에 정비례하여 상기 패드가 소모되는 성향을 갖으며 상기 패드가 소모됨에 따라 상기 웨이퍼(Wafer)의 뒷면(Backside)과 상기 정전척(ESC)의 접촉 면적이 보다 더 확대되어, 즉 최소 접촉 면적(Minimum Contact Area)이 확대되어 상기 웨이퍼(Wafer)의 뒷면 중 파티클들(Particles)에 의해 오염되는 부위가 증대되는 현상을 보인다. 따라서, 다음 공정(Process)을 진행할 때, 상기 웨이퍼의 위치가 변환되거나(Position change) 또는 반도체 소자의 품질 저하로 이어져 결국 수율(Yield)의 저하를 초래하게 된다. 따라서, 상기 패드를 정상적인 상태로 유지하는 것을 매우 필요로 한다.

상기 패드가 소모되는 경우 상기 문제점을 막기 위해 상기 패드를 재생시키는 것이 필요하다. 이 패드를 재생(Refurbishment)시키기 위해서는 고 비용이 들어 갈 뿐만 아니라 수리 시간도 장시간 필요하게 되므로 설지 정지 시간(Down Time)이 늘어 나게 되므로 소자 제조 시 막대한 피해가 유발된다. 따라서, 상기 패드를 원활하게 즉 빠르고 저 비용으로 재생시킬 수 있는 방법의 요구가 대두되어 왔다.

상기 정전척의 패드를 재생하기 위하여는 무엇보다 안정적으로 패드 형태를 설계하여야 하나 패드 숫자가 너무 많고 각 패드의 형상도 서로 다르므로 인해 상 대적으로 안정되게 패드 형상을 설계하는 것이 매우 힘들었다.

본 발명의 목적은 안정되고 저렴한 패드를 재생할 수 있는 정전척 패드 재생용 마스크를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 정전척 패드 재생용 마스크를 이용한다. 상기 목적을 달성하기 위하여 하나의 판 마스크(mask)가 제작되고 이 마스크는 정전척 상에 고착 가능하다. 따라서 향후 상기 패드가 소모될 시 패드 재생(Refurbishment)이 가능하게 된다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 정전척 패드 재생용 마스크는 하나의 판에 복수개의 정전척 패드 패턴들을 갖으며 상기 판은 내주면과 외주면을 갖는다. 상기 내주면과 외주면은 상기 정천적에 안정적으로 고정될 수 있도록 두께에 있어서 단차를 갖고 형성된다.

바람직하게, 상기 마스크는 원형상을 갖는다.

바람직하게, 상기 정전척 패드 재생용 마스크의 재질은 상기 정전척 패를 재생할 시 발생할 수 있는 고온의 플라즈마 온도에 견딜 수 있는 금속 산화물로 한다.

바람직하게, 상기 금속 산화물은 산화 알루미늄(Al₂O₃)이다.

전술한 바와 같이, 상기 정전척은 매우 고가의 부품으로서 상기 패드의 재생시 이 재생 비용도 매우 높다. 또한, 상기 패드의 재생 기간도 너무 길어 주로 스패어(Spaare) 부품을 이용하여 왔으므로 역시 고 비용이 들었다. 전술한 바와 같이, 상기 정전척(ESC) 패드를 재생하기 위한 마스크를 사용하므로서 상기 패드의 재생이 자체적으로 가능하므로 시간과 비용의 절감이 이루어질 수 있다. 따라서, 큰폭의 원가 절감이 기대될 수 있다. 또한 반도체 제조 공정시 상기 패드의 재생이 필요하면 자체적으로 대응력을 구비할 수 있으므로 외부 부품 반출과 같은 시간 소요(Delivery) 문제를 해결할 수 있으므로 유리하다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정전척(ESC) 패드 재생용 마스크의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.

이하에서 첨부된 도면들 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 실시 예에 따른 정전척 패드 재생용 마스크의 평면도를 보여주는 다이어그램이다. 도 2 는 도 1 에 따른 정전척 패드 재생용 마스크의 측면도를 보여주는 다이어그램이다. 도 3 은 도 2 에 따른 정전척 패드 재생용 마스크의 일 측면을 확대한 다이어그램이다.

도 1 에 의하면, 상기 정전척 패드 재생용 마스크는 그것 내에 복수개의 패드 패턴들을 포함한다. 즉, 도 1 의 마스크는 전체 수의 패드 패턴들이 하나의 원판에 형성되어 있는 구조를 갖는다. 이 원판은 원형상이 아닌 사각형과 같은 다른 형상으로 제작될 수 있다. 그리고 도 1 의 마스크는 도 2 에 나타낸 바와 같이, 상기 마스크가 원형상일 경우, 내주면과 외주면을 각각 갖으며, 따라서 내주면은 내경을 외주면은 외경을 갖는다. 본 실시예에서, 상기 내경의 지름은 194mm이고 상기 외경의 지름은 216.20mm으로 설계되었다. 상기 내경과 외경의 지름은 웨이퍼 및 상기 정전척의 싸이즈에 따라 달라질 수 있다. 또한 도 1 의 마스크는 원형으로 제작되어 있으나 사각형과 같은 원형이 아닌 다른 형상으로 제작될 수 있다.

그러나 통상 웨이퍼와 정전척의 형상이 원형이므로 원형상을 갖는 것이 바람직하다. 한편 도 3 에 나타낸 바와 같이, 상기 내경과 외경은 상기 정천적에 안정적으로 고정될 수 있도록 두께에 있어서 단차를 갖는다. 본 실시예에서 상기 단차는 2mm로 하였다. 그러나 이 단차 또한 상기 웨이퍼 및 정전척의 두께 또는 싸이즈에 따라 변경될 수 있다.

상기 정전척 패드 재생용 마스크의 재질은 상기 정전척 패를 재생할시 발생할 수 있는 고온의 플라즈마 온도에 견딜 수 있는 산화 알루미늄(Al₂O₃)이디. 그러나 이 재질 또한 동일한 효과를 갖는 다른 재질로 대체될 수 있다. 이 같이 고온 에 견딜 수 있는 재질의 마스크는 재생 작업 시 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 상기 패드 재생용 마스크(Mask)를 오랫동안 재활용할 수 있다는 장점이 있다.

도 4 는 예로서 상기 원형 정전척(1) 상에 상기 패드 재생용 마스크(2)가 끼워진 상태를 보여주는 다이어그램이다. 이와 같이 상기 패드 재생용 마스크(2)가 끼워진 상태에서 열화된 패드를 재생하면 된다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1 은 본 실시 예에 따른 정전척 패드 재생용 마스크의 평면도를 보여주는 다이어그램이다.

도 2 는 도 1 에 따른 정전척 패드 재생용 마스크의 측면도를 보여주는 다이어그램이다.

도 3 은 도 2 에 따른 정전척 패드 재생용 마스크의 일 측면을 확대한 다이어그램이다.

도 4 는 예로서 상기 원형 정전척(1) 상에 상기 패드 재생용 마스크(2)가 끼워진 상태를 보여주는 다이어그램이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 정전척, 2: 정전척 패드 재생용 마스크, 3: 패드 패턴

Claims (6)

1. 하나의 판에 복수개의 정전척 패드 패턴들을 포함하고 상기 판은 내주면과 외주면을 갖으며, 상기 내주면과 외주면은 상기 정천적에 안정적으로 고정될 수 있도록 두께에 있어서 단차를 갖고 형성 됨을 특징으로 하는 정전척 패드 재생용 마스크.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크는 원형임을 특징으로 하는 정전척 패드 재생용 마스크.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 내주면의 내경 지름은 194mm이고 상기 외주면의외경 지름은 216.20mm임을 특징으로 하는 정전척 패드 재생용 마스크.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 두께 단차는 약 2mm 임을 특징으로 하는 정전척패드 재생용 마스크.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 정전척 패드 재생용 마스크의 재질은 상기 정전척 패를 재생할 시 발생할 수 있는 고온의 플라즈마 온도에 견딜 수 있는 금속 산화물임을 특징으로 하는 정전척 패드 재생용 마스크.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 금속 산화물은 산화 알루미늄(Al₂O₃)임을 특징으로 하는 정전척 패드 재생용 마스크.

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